高一化学鲁科版学案：例题与探究第三章第节饮食中的有机化合物

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精典题精讲例1（经典回放)饱和高级脂肪酸的分子通式可以用CnH2n+1COOH）n表示分子中原子个数)表示.营养学研究发现，大脑的生长发育与饱和高级脂肪酸密切相关。深海鱼油中提取的DHA就是一种不饱和程度很高的高级脂肪酸。它的分子式中含有六个碳碳双键，学名为二十六碳六烯酸，它的分子式应为（）A.C26H41COOHB。C25H39COOHC.C26H47COOHD.C25H45COOH思路解析:将乙烯和乙烷相比较，每有一个碳碳双键，则分子式和烷烃相比少2个氢原子.DHA中含六个碳碳双键,因此比烷烃少12个氢原子。又根据乙酸的结构简式CH3COOH含一个甲基时叫做乙酸，因此，二十六碳六烯酸中除—COOH外烃基含25个碳原子，根据CnH2n+1COOH可求DHA的分子式为C25H51-12COOH，即C25H39COOH。答案：B绿色通道：掌握好一般简单烯烃和简单羧酸命名的同时，抓住碳碳双键和缺氢原子数之间的关系，再理解烃基碳原子数和羧酸的命名。变式训练某天然油脂的分子式为C57H106O6。1摩尔该油脂水解可得到1摩尔甘油、1摩尔不饱和脂肪酸B和2摩尔直链饱和脂肪酸C。经测定B的相对分子质量为280，原子个数比为C∶H∶O=9∶16∶1。（1）写出B的分子式:_________________。（2）写出C的结构简式：_________________；C的名称是_________________。（3）写出含5个碳原子的C的同系物的同分异构体的结构简式：_________________。思路解析：本题考查有机物分子式和结构式的确定、同分异构体、有机物的推断与合成等知识，因B的式量为280，且碳、氢、氧的原子个数比为9∶16∶1,所以B的分子式为C18H32O2，又1mol天然油脂A水解可以得到1mol甘油、1molB和2molC，所以C的分子式为C18H36O2，所以C为硬脂酸，C的结构为CH3(CH2)16COOH，与C为同系物含有5个碳原子的同分异构体为CH3(CH2）3COOH、(CH3)2CHCH2COOH、CH3CH2CH(CH3)COOH、（CH3）3CCOOH。答案：（1）C18H32O2(2）CH3—（CH2)16—COOH硬脂酸(或十八烷酸、十八酸)（3）CH3CH2CH2CH2COOH、CH3CH2CH（CH3）COOH、CH3CH（CH3）CH2COOH、(CH3）3CCOOH例2某有机物在酸性条件下水解生成X和Y两种有机物.实验测得在同温同压下，相同质量的X、Y的蒸气所占的体积相同，则原有机物是（）A。CH3COOCH3B.HCOOC2H5C.CH3COOC2H5D。CH3COOC3H7思路解析:本题考查的知识点是同分异构体与酯的水解。四个备选项的物质都是酯，在酸性条件下水解生成羧酸和醇，酸和醇的蒸气在同温同压同容时，质量相同,则相对分子质量也一定相同。相同碳原子数的羧酸的相对分子质量比醇多14(如乙酸：60,乙醇：46)，刚好相差一个“CH2"原子团，故得饱和一元羧酸与比它多一个碳原子的饱和一元醇的相对分子质量相等。也就是说,醇的分子里的碳原子数比羧酸分子里的碳原子数多一个，就符合题意。答案：BD绿色通道：考查酯在酸性条件下的水解，产物为酸与醇，根据通式进行推断。变式训练1下列有机物在酸性催化条件下发生水解反应，生成两种不同的有机物，且这两种有机物的相对分子质量相等,该有机物是()A.蔗糖B.麦芽糖C.丙酸丙酯D。丙酸乙酯思路解析：1mol蔗糖水解生成1mol葡萄糖和1mol果糖，两种产物互为同分异构体，符合题意;而1mol麦芽糖水解，产生一种物质葡萄糖；酯类水解产物只有醇比羧酸多一个碳原子时符合题意。本题答案为A。答案:A变式训练2（经典回放）有机物甲的分子式为C9H18O12，在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物，在相同的温度和压强下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，则甲的可能结构有(）A。8种B.14种C.16种D.18种思路解析：同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，说明乙和丙的相对分子质量相同,因此酸比醇少一个C原子，因此酸是4原子、醇是5原子，因此酸的可能结构为2种,醇的可能结构为8种，因此一共有2×8=16种。答案：C例3（经典回放）人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪便，历经30多年时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下（括号内表示④的结构简式）：以上四种信息素中互为同分异构体的是（）A.①和②B.①和③C。③和④D。②和④思路解析：本题考查的知识点是同分异构体的判断。首先分析四种信息素的结构特点:①中含11个C原子、一个C==C键、一个C==O键和一个环状结构，②中含10个C原子、一个C==C键、一个C==O键和一个环状结构，③中含11个C原子、一个C==C键、一个—OH和一个环状结构，④中含11个C原子、一个C==C键、一个—OH和一个环状结构。其中,①和②、②和④因碳原子数不等，不是同分异构体；①比③多一个C==O键少一个—OH，即①比③少2个H原子,两者也不是同分异构体；③和④组成相同，只是环状结构中碳原子数不同，所以是同分异构体.答案：C黑色陷阱：命题意图并不是要求把这四种物质中的各种原子的个数求出来。解此类题要根据信息、碳碳双键和各个有机物的结构找到同分异构体。变式训练（经典回放）已知C4H10的同分异构体有两种：CH3—CH2-CH2—CH3、,则C4H9OH属于醇类的同分异构体共有（）A。1种B。2种C。3种D。4种思路解析：在两种异构体中各含有两种不同性质的氢原子，如图，所以羟基取代上面的氢共用4种同分异构体.答案：D例4(经典回放）下列各组物质中各有两组分,两组分各取1mol，在足量氧气中燃烧,两者耗氧量不相同的是（）A。乙烯和乙醇B。乙炔(C2H2）和乙醛C。乙烷和乙酸甲酯D.乙醇和乙酸思路解析:本题考查的知识点为有机物的燃烧规律.比较相同物质的量的有机物燃烧时的耗氧量，可以先将其中的氧元素与C或H组合成不耗氧的CO2或H2O，C、H原子个数不等时还可通过1个C原子与4个H原子耗氧量相等进行折算.A组中乙烯（C2H4）与乙醇（C2H4·H2O）的耗氧量相等，B组中乙炔(C2H2)和乙醛(C2H2·H2O）的耗氧量相等,C组中乙烷（C2H6）和乙酸甲酯（C2H6·CO2)的耗氧量也相等，而D组中乙醇（C2H6O)和乙酸(C2H4O2)的耗氧量不等。答案：D黑色陷阱：有些同学往往是先把各个物质的化学反应方程式写出来，再根据化学方程式来进行计算。这种解法虽没有错误，但花时间长，作为解答一道选择题来说是不合算的，要运用比较和推理的方法来快速解答。变式训练下列各组混合物中，不论两种物质以何种比例混合,只要总质量一定，经完全燃烧后,产生的CO2质量不变的是（）A。乙炔(C2H2)和苯B.乙醇和乙酸C。甲醛和葡萄糖D.丙烯和丙烷思路解析：混合物总质量一定时，要使完全燃烧后生成的CO2为一恒量，则要求各组分有机物含碳量相等.本题的4个选项中各组分有机物所含元素的种类相同，则各组分的实验式相同时可满足题意。A中，乙炔（C2H2）与苯（C6H6）的实验式都为CH；B中，乙酸（C2H4O2）的实验式为CH2O，而乙醇分子式为C2H6O；C中甲醛(CH2O）与葡萄糖(C6H12O6）的实验式相同，都是CH2O；对于D,丙烯(C3H6)实验式为CH2，丙烷为C3H8.答案：AC问题探究问题1取一根洁净、红亮的铜丝，前端绕成螺旋状，点燃酒精灯，先使螺旋部位在酒精灯外焰灼烧,然后慢慢移向内焰，迅速取出.你观察到了哪些现象？如何解释?写出有关变化的化学方程式。上述实验对你了解如何使用酒精灯有什么启示？导思：首先判断洁净、红亮的铜丝在酒精灯外焰灼烧时生成的产物是什么，即可判断出能观察到什么现象.其次判断慢慢移向内焰，迅速取出发生反应生成什么，观察到什么现象。根据发生的反应和观察的现象可以推断出铜丝在反应中所起的作用.以上实验可以证实如何使用酒精灯。探究:红亮的铜丝放在酒精灯外焰灼烧，铜丝变黑，是因为铜丝在空气中被氧化生成氧化铜，然后慢慢移向内焰，迅速取出。观察到了铜丝又变红亮.这是因为内焰中挥发的乙醇蒸气能将氧化铜再还原.有关变化的化学方程式为2Cu+O22CuO;CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu，通过上述两个方程式，证明铜丝起到了催化剂的作用。启示:使用酒精灯加热时要用外焰。问题2(1)如何设计实验来证明在有酸或碱存在的条件下，酯能发生水解反应，且酸性条件下和碱性条件下的水解程度是不同的？(2)日常生活中，我们经常使用热的纯碱水溶液洗涤炊具上的油污，这是利用了什么原理？导思：（1）考查乙酸乙酯水解条件的比较，常见的水解条件有酸性和碱性两种.可以设计三个实验，第一个实验不加酸或碱，第二个实验加酸,第三个实验加碱,分别做酯的水解反应实验。根据实验中酯的变化情况可以判断在有酸或碱存在的条件下,酯能否发生水解反应,酸性条件下和碱性条件下的水解程度是否相同.例如，如果选用乙酸乙酯做水解实验,可以根据乙酸乙酯气味的变化情况判断。分析酸性条件下水解是否是可逆的，水解程度如何;而在碱性条件下，水解程度如何。故在设计实验时验证条件的不同对水解程度的影响，影响程度的大小可以通过酯的难溶性和有香味来判断。（2）考查油脂的性质，根据油脂的水解反应判断碱性条件下水解情况。探究：（1）在3支试管里各加6滴乙酸乙酯.向第一支试管里加5。5mL蒸馏水，向第二支试管里加稀硫酸(1∶5）0。5mL、蒸馏水5mL；向第三支试管里加入30％的氢氧化钠溶液0。5mL、蒸馏水5mL.振荡均匀后，把三支试管都放入70—80℃的水浴里加热。几分钟后，第三支试管里乙酸乙酯的气味消失了；第二支试管里还有一点乙酸乙酯的气味；第一支试管里乙酸乙酯的气味没有多大的变化。这说明在有酸或碱存在的条件下，乙酸乙酯才能发生水解反应。酸性条件下水解程度较小，因此，酸性条件下的酯的水解是可逆反应，而碱性条件下，水解生成的酸被碱中和，使酯的水解趋于完全。(2)油污的主要成分是油脂,热的纯碱溶液呈碱性，而油脂在碱性条件下水解生成可溶于水的硬脂酸钠和甘油，达到洗去油污的目的.问题3(1）什么是血糖？怎样检测尿糖？(2)人不能靠吃草过活的原因是什么?（3)医院里常用高温蒸煮、紫外线照射、喷洒消毒剂、在外伤口处涂抹医用酒精等方法来消毒、杀菌，这样做的依据是什么？为什么生物实验里常用甲醛溶液保存动物标本？导思:(1)由于葡萄糖分子中含有醛基而具有还原性，检验尿液中含糖量的方法就是利用葡萄糖的还原性。如果出现红色沉淀，说明有大量Cu2O生成，尿液中葡萄糖含量较高，患者病情较重，用“++++”表示；如果出现土黄色，含糖量为中等（+++）;如果出现黄绿色,含糖量为少量(++）；如果出现绿色，含糖量为微量（+）；如仍保持原来的蓝色，证明尿液中不含葡萄糖，用“-”表示。（2）分析草和粮食的成分的不同。人的消化液中所含的酶能否水解淀粉、纤维素，牛、羊的消化液中所含的酶能否水解淀粉、纤维素.(3)利用了蛋白质的性质之一变性,要知道蛋白质受热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属（如铅、铜、汞等)盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸)等的作用会发生什么变化，这种变化是否是可逆的。探究：（1）血糖是指血液里含有的葡萄糖,检测尿糖时，先配制新制的氢氧化铜悬浊液，再把待检尿液加入悬浊液，加热至沸腾，若溶液出现砖红色沉淀，说明尿中含葡萄糖，根据砖红色沉淀颜色的深浅,可进一步确认尿糖