自然科学基础知识06有机化学部分课件6

第六单元有趣的有机化学一、有机物二、天然气、液化石油气和煤气三、乙醇四、乙酸五、酯和油脂第六单元有趣的有机化学六、糖类七、蛋白质八、食品添加剂九、涂料1.有机物的概念和特点；2.常见有机物（甲烷、乙醇、酯、油脂、糖、蛋白质）的性质；3.日常生活中的有机物（涂料、食品添加剂）和有机化学。1.有机物的含义；2.甲烷与氯气的反应；3.乙醇的氧化反应；4.乙酸乙酯的制法；5.肥皂的去污原理；6.糖类在人体组织内所进行的氧化反应；7.蛋白质的组成；8.涂料的含义及其作用；9.食品添加剂的种类及其作用。一、有机物知识提出问题解释问题实践与探索练习与思考有机化合物简称有机物，指的是含碳元素的化合物。研究有机物的化学，叫做有机化学。组成有机物的元素除主要的碳以外，通常还有氢、氧、硫、卤素等。有机物种类繁多，目前从自然界发现的和人工合成的有机物已达数百万种。一.什么叫有机物？1.定义：含有碳元素的化合物为有机物。(1)碳的氧化物(CO,CO2等)(2)碳酸及其盐(H2CO3,Na2CO3,NaHCO3等）(3)氰化物-氢氰酸及盐（HCN、NaCN等)(4)硫氰化物（KSCN等）(5)简单的碳化物（SiC等）(6)金属碳化物（CaC2等）*(7)氰酸盐（NH4CNO等），尽管含有碳，但它们的组成和结构更象无机物，所以将它们看作无机物注意有机物是含碳化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等氧化物除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。研究有机物的化学，叫做有机化学。组成有机物的元素除主要的碳以外，通常还有氢、氧、硫、卤素等。总之，有机化合物都是含碳化合物，但是含碳化合物不一定是有机化合物。一般来说，有机物具有下列四个不同于无机物的特点（见图6-1）。图6-1有机物的特点有机物的许多物理性质和化学性质的特点与其结构密切相关。大多数有机物分子里的碳原子跟其他原子是以共价键相结合的，这些分子聚集时大都是分子晶体；而无机物大多是以离子键结合的，并大都形成离子晶体。小实验能飞的火（见图6-2）。图6-2能飞的火1.什么叫有机物和有机化学？学习有机化学有哪些意义？2.有机物有哪些特点？请举例说明。二、天然气、液化石油气和煤气知识提出问题解释问题实践与探索观察与思考什么是天然气？天然气的主要成分是什么？液化石油气和煤气是一回事吗？1.天然气2.甲烷1.天然气天然气是蕴藏在地层内的可燃的碳氢化合物气体。它是由有机物经生物化学作用分解而成，常与石油共生储存于地下岩石孔隙、空洞中，由钻井开采而得，并经导管输送到使用地点。我国地下天然气的储量非常丰富。天然气主要成分是甲烷。天然气不但易燃烧，还对人体有害。现在，我国正在千方百计地把天然气回收，作为有用的燃料和化工原料。2.甲烷甲烷是最简单的有机物。（1）甲烷在自然界里的存在甲烷不仅存在于天然气中，在湖、池塘、死水坑、煤矿的坑道里产生的气体中也含有大量的甲烷。因此，甲烷又叫做沼气或坑气。2.甲烷（2）甲烷分子的组成甲烷分子是由一个碳原子和四个氢原子所组成，分子式为CH4，用电子式、结构式分别表示如下：HHHH．××．×．×．ＣHHHHＣ2.甲烷（3）甲烷的性质和用途甲烷是一种无色、无气味的气体，比空气轻，它极难溶解于水，很易溶于汽油、煤油等有机溶剂，易燃烧。CH4＋2O2CO2＋2H2O（液）＋890kJ点燃2.甲烷在室温下，甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中长期保存而不起任何反应，但将它们放在光亮的地方会发生取代反应。HHHHＣ＋ClCl光HHClHＣ＋HCl一氯甲烷HClＨHＣ＋ClCl光HClClHＣ＋HCl二氯甲烷HClＨClＣ＋ClCl光HClClClＣ＋HCl三氯甲烷2.甲烷HClＨHＣ＋ClCl光HClClHＣ＋HCl二氯甲烷HClＨClＣ＋ClCl光HClClClＣ＋HCl三氯甲烷2.甲烷HClＨHＣ＋ClCl光HClClHＣ＋HCl二氯甲烷HClＨClＣ＋ClCl光HClClClＣ＋HCl三氯甲烷2.甲烷HClＨHＣ＋ClCl光HClClHＣ＋HCl二氯甲烷HClＨClＣ＋ClCl光HClClClＣ＋HCl三氯甲烷2.甲烷2.甲烷CH4C＋2H2↑ClClＨClＣ＋ClCl光ClClClClＣ＋HCl四氯甲烷1000～1200℃2CH41500℃HCCH＋3H2↑乙炔2.甲烷CH4C＋2H2↑ClClＨClＣ＋ClCl光ClClClClＣ＋HCl四氯甲烷1000～1200℃2CH41500℃HCCH＋3H2↑乙炔2.甲烷CH4C＋2H2↑ClClＨClＣ＋ClCl光ClClClClＣ＋HCl四氯甲烷1000～1200℃2CH41500℃HCCH＋3H2↑乙炔2.甲烷CH4C＋2H2↑ClClＨClＣ＋ClCl光ClClClClＣ＋HCl四氯甲烷1000～1200℃2CH41500℃HCCH＋3H2↑乙炔2.甲烷CH4C＋2H2↑ClClＨClＣ＋ClCl光ClClClClＣ＋HCl四氯甲烷1000～1200℃2CH41500℃HCCH＋3H2↑乙炔2.甲烷CH4C＋2H2↑ClClＨClＣ＋ClCl光ClClClClＣ＋HCl四氯甲烷1000～1200℃2CH41500℃HCCH＋3H2↑乙炔天然气产生于油气田，它的主要成分是甲烷，也叫天然煤气。液化石油气和煤气虽然都是气体燃料，但不是一回事。液化石油气产生于油田和石油加工，它的主要成分是丙烷和丁烷，在常温下是气体，受压后很容易变成液体，把它们装进钢罐，便于贮存和运输，使用时一拧开阀门，压强减小，液化石油气变成气体。而煤气通常指由煤（或重油）经干馏或气化过程而得到的气体，主要成分是氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳。在日常生活中，有时把这三者都俗称“煤气”，但三者性质是不一样的。小实验会响的气泡从花园取一些肥沃的泥土，倒入一个敞口罐头瓶里，然后加水，盖上瓶盖放好。过几天后，当看到瓶内的泥土和水的表面上有气泡产生时，点燃一根火柴，靠近水表面的气泡，就会听到一阵“啪啪”的爆燃声。1.上面小实验中能爆燃的气体是什么物质？它的主要成分是什么？这种气体是怎样产生的？2.当人们经过油田或石油化工厂时，总可以看到一种冒着火焰的“烟囱”，人们称它为“火炬”。那么这“火炬”有什么用？这种能燃烧的气体又是什么气体？三、乙醇知识提出问题解释问题实践与探索观察与思考为什么饮酒过量会醉吗？做鱼时为什么加酒就能解鱼的腥味？1.乙醇的物理性质2.乙醇的组成和化学性质3.乙醇的用途4.醇类1.乙醇的物理性质乙醇俗称酒精，酒精是酒的重要成分。它是一种无色、透明、具有特殊香味的液体，在常压下，沸点是78.4℃，容易挥发，很易燃烧。比水轻，20℃时的密度是0.7893g／cm3。乙醇能溶解多种无机物和有机物，能跟水以任意比互溶，对其他一些难溶于水的物质也有一定的溶解能力。工业用酒精约含乙醇96％（体积分数），含乙醇99.5％以上的酒精叫做无水乙醇。1.乙醇的物理性质乙醇俗称酒精，酒精是酒的重要成分。它是一种无色、透明、具有特殊香味的液体，在常压下，沸点是78.4℃，容易挥发，很易燃烧。比水轻，20℃时的密度是0.7893g／cm3。乙醇能溶解多种无机物和有机物，能跟水以任意比互溶，对其他一些难溶于水的物质也有一定的溶解能力。工业用酒精约含乙醇96％（体积分数），含乙醇99.5％以上的酒精叫做无水乙醇。2.乙醇的组成和化学性质乙醇的分子式是C2H5OH，乙醇分子是由乙基（—C2H5）和羟基（—OH）组成的，羟基比较活泼，它决定着乙醇的主要性质。乙醇在空气中燃烧，发出淡蓝色的火焰，能生成二氧化碳和水，并放出大量的热，这是乙醇的氧化反应：C2H5OH＋3O22CO2↑＋3H2O＋1367kJ点燃2.乙醇的组成和化学性质乙醇还能发生脱水反应。如乙醇和浓硫酸加热到170℃左右，每一个乙醇分子会脱去1个水分子而生成乙烯。乙醇和浓硫酸共热到140℃左右，每两个乙醇分子间会脱去一个水分子而生成乙醚。2.乙醇的组成和化学性质1.氧化反应a燃烧:发出淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水（蒸气），并放出大量的热，不完全燃烧时还生成一氧化碳，有黄色火焰，放出热量完全燃烧：C2H5OH+3O2－点燃→2CO2+3H2O不完全燃烧：2C2H5OH+5O2—点燃→2CO2+2CO+6H2O2.乙醇的组成和化学性质b.脱水反应。乙醇可以在浓硫酸和高温的催同。如果温度在140℃左右生成物是乙醚乙醚可用作外科手术的麻醉剂。2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O在170℃乙烯C2H5OH→CH2=CH2+H2O2.乙醇的组成和化学性质乙醇还能发生脱水反应。如乙醇和浓硫酸加热到170℃左右，每一个乙醇分子会脱去1个水分子而生成乙烯。乙醇和浓硫酸共热到140℃左右，每两个乙醇分子间会脱去一个水分子而生成乙醚。3.乙醇的用途乙醇的用途很广，除作燃料、制造饮料和香精外，它也是一种重要的有机化工原料，如用乙醇制造乙酸、乙醚等；乙醇又是一种有机溶剂，用于溶解树脂、制造涂料；在医疗上用70％～75％的酒精作消毒剂。另外将碘溶解于酒精，就是人们日常用的碘酒。图6-3土法酿酒4.醇类常见醇类（见图6-4）。图6-4常见醇类酒中含乙醇。人体内含有能使乙醇氧化的蛋白酶的量不同，含这种酶多的人能多饮酒，否则相反。当饮酒过量时，过多的乙醇等物会刺激神经系统而使人醉（产生一系列反应，引起中毒），所以饮酒要适量。做鱼加酒能解腥味，是因为鱼中含有三甲胺（腥味），而三甲胺属于脂肪胺类，它溶解于酒（乙醇），加热时随酒一起挥发掉，所以鱼的腥味就被除掉。为此，做鱼加点酒，味道更鲜美。小实验烧不坏的手帕（见图6-5）。图6-5烧不坏的手帕1.白酒为什么用火柴点得着，黄酒却点不着？2.为什么纯酒精杀菌效果反而不好？3.冬季人们为什么喜欢擦甘油？甘油浓度越大护肤效果越好吗？为什么？四、乙酸知识提出问题解释问题实践与探索观察与思考人们做鱼时为什么习惯加点醋？炒菜时为什么加醋加酒，就会炒出香喷喷的菜？1.乙酸的物理性质2.乙酸的组成和化学性质3.乙酸的用途4.羧酸1.乙酸的物理性质乙酸是一种重要的有机酸，它是食醋的重要成分，普通的食醋中含有3％～5％的乙酸，所以乙酸又叫醋酸。它是一种有强烈刺激性气味的无色液体，沸点是117.9℃，熔点是16.6℃。当温度低于16.6℃时，乙酸就凝结成像冰一样的晶体，所以含量达96％以上的醋酸又叫冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇。2.乙酸的组成和化学性质乙酸的分子式是C2H4O2，即CH3COOH。乙酸分子里的COOH（或—COOH）官能团叫羧基。乙酸是一种弱酸，但比碳酸的酸性强。CH3COOHCH3COO－＋H＋2.乙酸的组成和化学性质图6-6乙酸乙酯的制备CH3COH＋HOC2H5O浓H2SO4△CH3COC2H5＋H2OO乙酸乙酯酸跟醇起作用，生成酯和水的反应叫做酯化反应。3.乙酸的用途乙酸除了可用作调味品外，也是重要的有机化工原料，主要用以制造合成纤维、醋酸纤维素、药物、染料、农药等。乙酸的酯类可作喷漆的溶剂；乙酸在日常生活中也有许多妙用，如用醋来泡洗热水瓶或水壶内壁的水垢，又如在痢疾流行的季节，经常吃醋拌的凉菜，有在胃内杀死痢疾菌的作用。人们吃的醋酸是用含糖类物质发酵制的乙醇，乙醇经过进一步发酵被氧化成醋酸。4.羧酸在分子里，烃基跟羧基直接相连接的有机化合物叫做羧酸。各种羧酸具有乙酸相似的化学性质，如有酸性、能发生酯化反应等。在自然界中广泛存在各种羧酸（见图6-7）。图6-7自然界中广泛存在的羧酸做鱼加醋，是因鱼体内丰富的蛋白质在酸和酶的作用下，水解成可溶性的氨基酸，能增加鱼的鲜味；同时还能分解鱼骨中的钙，便于人体吸收。所以，做鱼习惯加点醋。另外在炒菜时，适当加醋和酒，炒出来的菜会格外香的原因是：醋（乙酸）与酒（乙醇）在热锅里发生反应，生成了有香味的乙酸乙酯。所以，炒菜加酒和醋会格外香。小实验简易密写墨水用毛笔（或棉签）蘸上醋（最好是白醋），在白纸上写字，干后纸上不留什么痕迹。然后在火上烘烤一下，纸上就显出棕色字迹。其原理是醋能和纸张中含有的纤维发生化学变化，生成无色的醋酸纤维。它的着火点比较低，很快被烤