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高中三年级化学

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    下列叙述不正确的是
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    A.天然气和沼气的主要成分是甲烷
    B.等物质的量的乙醇和乙酸完全燃烧时所需氧气的质量相等
    C.淀粉、油脂和蛋白质在一定条件下都能水解
    D.葡萄糖和蔗糖都是糖,但不都能水解
    本题信息:2011年专项题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “下列叙述不正确的是[ ]A.天然气和沼气的主要成分是甲烷B.等物质的量的乙醇和乙酸完全燃烧时所需氧气的质量相等C.淀粉、油脂和蛋白质在一定条件下都能水解D...” 主要考查您对

甲烷

乙醇

乙酸

葡萄糖

蔗糖

淀粉

蛋白质

油脂

有机物燃烧耗氧量

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
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甲烷:

(1)结构式: 、球棍模型: 、比例模型:
空间构型为正四面体。
(2)物理性质:无色无味的气体,密度0.717g/L,记忆溶于水。
(3)化学性质:通常情况下甲烷比较稳定,与高锰酸钾等强氧化剂不反应,与强酸强碱不反应,可发生氧化反应、取代反应
①氧化反应:CH4+O2CO2+2H2O
②取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,甲烷在光照条件下反应,现象:试管内气体颜色逐渐变浅,试管壁上有油状液滴,试管中有少量白雾。甲烷中四个氢原子都可以与氯气发生取代,甲烷的4中氯代产物都不溶于水,常温下,一氯甲烷是气体,其他都为液体,三氯甲烷俗称氯仿。

甲烷与氯气等卤素单质反应的注意事项:

1.反应条件为光照,在室温或暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,以免引起爆炸。
2.甲烷与溴蒸气、碘蒸气等纯卤素也能发生类似反应,但不能与溴水、碘水发生反应。
3.甲烷与氯气的反应是一种连锁反应,不会停留在某一步,因此产物一般是五种物质的混合物。
4.CH4与Cl2在光照条件反应,生成物中HCl的物质的量最多。
5.1mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时,消耗Cl2的物质的量为ymol。

原子共面的判断方法:

判断有机物分子中的原子是否共面,首先要熟悉常见的分子构型。如甲烷分子(CH4)为正四面体结构,其分子中最多有三个原子共面;乙烯分子 (CH2=CH2)中的所有原子共面;苯分子(C6H6)中的所有原子共面。在判断有机物分子中原子共面情况时,把要分析的分子看做是简单的常见分子的衍生物,即复杂问题简单处理
(1)在甲烷分子中,一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面,即甲烷分子中有且只有三个原子共面。当甲烷分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在原来的平面上。
(2)乙烯分子中所有原子在同一平面内,键角为 120。当乙烯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯分子所在的平面内。
(3)苯分子中所有原子在同一个平面内,键角为 120。当苯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。说明有机化合物分子中的单键(包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等)可以旋转;而双键、三键不能旋转


乙醇分子的组成与结构:

乙醇分子可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基(一OH)取代而形成的。乙醇分子的组成与结构见下表:


乙醇的性质:

(1)物理性质:俗称酒精,它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味,并略带刺激性。
(2)乙醇的化学性质:
①乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2
活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
②乙醇的氧化反应:
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O(条件是在催化剂Cu或Ag的作用下加热)
③乙醇燃烧: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+3O22CO2+3H2
④乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。
C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
⑤乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应,随着温度的不同生成物也不同。  
A. 消去(分子内脱水)制乙烯(170℃浓硫酸)   C2H5OH→CH2=CH2↑+H2O (消去反应)
B. 缩合(分子间脱水)制乙醚(140℃ 浓硫酸)  2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O(取代反应)


有关醇类的反应规律:

1.消去反应的规律
总是消去和羟基所在碳原子相邻的碳原子上的氢原子,没有相邻的碳原子(如CH3OH)或相邻的碳原子上没有氢原子()就不能发生消去反应。能发生消去反应的醇的结构特点为:
2.催化氧化反应的规律:
与羟基相连的碳原子上若有2个或3个氢原子,羟基则易被氧化为醛;若有1个氢原子,羟基则易被氧化为酮;若没有氢原子,则羟基一般不能被氧化。即
 
3.酯化反应的规律
醇与羧酸或无机含氧酸发生酯化反应,一般规律是“酸去羟基醇去氢”即酸脱去一OH,醇脱去一H。
例如:

可用氧的同位素:作为示踪原子来确定反应机理。如:


乙醇的工业制法:

(1)乙烯水化法:
(2)发酵法:



乙酸分子的组成与结构:



酸从结构上可以看成是甲基和羧基(-COOH)相连而成的化合物。乙酸的官能团是一COOH。


乙酸的性质:

俗称醋酸,具有强烈刺激性气味的无色液体。沸点117.9℃,熔点16.6℃。温度低于熔点时,乙酸凝结成类似冰一样的晶体,纯净的乙酸称为冰醋酸。乙酸溶于水和乙醇。
(1)乙酸的酸性:乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠、氢氧化铜、苯酚钠等物质反应。   
2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O   
2CH3COOH+Cu(OH)2=Cu(CH3COO)2+2H2O   
CH3COOH+C6H5ONa=C6H5OH(苯酚)+CH3COONa
(2)乙酸与金属反应:
2Na+2CH3COOH→2CH3COONa+H2
(3)乙酸的酯化反应:
在浓硫酸作用下乙酸和乙醇反应酯化反应
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O


葡萄糖的结构:

分子式:
结构式:
结构简式:葡萄糖为多羟基醛(五羟基己醛)


葡萄糖的性质:

1.葡萄糖的物理性质
葡萄糖是无色晶体,易溶于水,有甜味。
2.葡萄糖的化学性质
①氧化反应(显还原性)
a.燃烧
 
b.葡萄糖在人体组织中的缓慢氧化反应

c.与新制Cu(OH)2反应(用于检验糖尿病)
实验操作:在试管里加入2mL10%(质量分数) NaOH溶液,滴加2%(质量分数)CuSO4溶液4—6滴,得到新制Cu(OH)2,振荡后加入2mL10%葡萄糖溶液,在酒精灯上加热,观察现象。
实验现象:溶液中有红色沉淀产生。反应原理:葡萄糖分子中含有醛基,具有还原性,能把新生成的氢氧化铜还原成红色的氧化亚铜沉淀。发生的反应为


d.银镜反应(用于制镜或在保温瓶胆上镀银)
葡萄糖在热水浴中能被银氨溶液氧化,洁净的试管壁上会产生光亮的银镜,此反应称为银镜反应。可用于葡萄糖的检验。
e.使溴水或酸性KMnO4溶液褪色

②加成反应
 
③酯化反应

 ④与活泼金属钠反应

⑤在酒化酶作用下发酵

蔗糖:

分子是为C12H22O11,与麦芽糖互为同分异构体。蔗糖水解生成一份子葡萄糖和一份子果糖。蔗糖存在甘蔗和甜菜中。蔗糖分子中没有醛基,不能与银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液反应,为非还原性糖。

蔗糖和麦芽糖:



淀粉的结构:

分子组成:
结构特点:由几百个到几千个单糖单元构成的高分子化合物。有直链及支链结构


淀粉的性质:

1、物理性质:无气味、无味道的粉末状物质,它不溶于冷水,在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂,有一部分淀粉溶解在水里。另一部分淀粉悬浮在水里,形成胶状淀粉糊(即糊化作用)
2、化学性质:
①不与银氨溶液发生银镜反应,是一种非还原性糖
②在酸或酶的作用下发生水解,最终产物是葡萄糖,反应方程式为:

③淀粉遇碘后显蓝色


淀粉水解程度的判断:

淀粉在酸或酶的作用下水解,最终生成葡萄糖。淀粉遇碘变蓝色,不能发生银镜反应;而产物葡萄糖遇碘不变蓝色,能发生银镜反应。依据这两种物质的性质,可用银氨溶液和碘水来检验淀粉是否水解或水解的程度。
实验步骤如下:

实验现象与结论见下表:


蛋白质:

相对分子质量在10000以上的,并具有一定空间结构的多肽,称为蛋白质。
组成:蛋白质是南C、H、O、N、S等元素组成的结构复杂的化合物。


蛋白质的性质:

(1)两性
由于形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸分子脱水形成的,在多肽链的两端必有一NH2和一COOH,因此蛋白质既能与酸反应,又能与碱反应,表现为两性。
(2)水解
反应蛋白质在酸、碱或酶的作用下,水解生成相对分子质量较小的肽类化合物,最终逐步水解得到各种氨基酸。
(3)盐析
向蛋白质溶液巾加入某些无机盐(如硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等)达到一定浓度时,会使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用称为盐析。
注意:盐析只改变蛋白质的溶解度,没有改变它的化学性质,析出的蛋白质还能溶于水,故盐析是可逆的过程。
(4)变性
在某些物理因素(如加热、加压、搅拌、紫外线照射和超声波等)或化学因素(如强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、甲醛、乙醇和丙酮等)的影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象,称为蛋白质的变性。
注意:蛋白质的变性是一个不可逆过程,变性后的蛋白质在水中不能重新溶解,同时也会失去原有的生理活性。
(5)蛋白质的颜色反应
蛋白质可以与许多试剂发生颜色反应,如硝酸可以使含有苯环结构的蛋白质变黄,这是含苯环的蛋白质的特征反应,常用来鉴别部分蛋白质。在使用浓硝酸时,不慎将浓硝酸溅在皮肤上而使皮肤发黄,就是蛋白质发生颜色反应的结果。
(6)蛋白质的灼烧
蛋白质在灼烧时产生烧焦羽毛的气味,可以据此鉴别真丝和人造丝。

能够发生水解反应的物质归纳:

1.盐类水解
(1)强酸弱碱盐水解呈酸性,如CuSO4、NH4NO3、 FeCl3、Al2(SO4)3等。
(2)强碱弱酸盐水解呈碱性,如KF、Na2CO3、 K2SiO3、NaAlO2等。
2.氮化镁的水解

3.碳化钙的水解

4.卤代烃的水解卤代烃水解生成醇,如

5.酯的水解

6.糖类水解糖类水解的最终产物是单糖,如

7.蛋白质的水解蛋白质水解的最终产物足多种氨基酸,肽键的断裂如下图所示:


油脂:

1.概念:
油和脂肪统称为油脂,在化学成分上都是高级脂肪酸甘油酯,属于酯类。
2.油脂的组成和结构:
油脂在化学组成上都是由三分子高级脂肪酸和一分子丙三醇(甘油)脱水形成的酯,称为甘油三酯。
油脂的结构可表示为
在油脂结构中,代表高级脂肪酸的烃基,可以相同,也可以不相同。


油脂的性质:

1、物理性质:纯净的油脂无色、无味,密度比水小,难溶于水,易溶于汽油、乙醚和氯仿等有机溶剂,它的黏度较大,没有恒定的熔沸点。
2、化学性质:
①水解反应
a.在有酸(酶)存在时,油脂水解生成甘油和相应的高级脂肪酸。
 
b.在有碱存在时,油脂水解生成甘油和相应的高级脂肪酸盐。油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应。

②油脂的氢化
不饱和程度较高、熔点较低的液态油,通过催化加氢,可提高饱和度,转变成半固态的脂肪。由液态的油转变为半周态的脂肪的过程称为油脂的氢化,也称油脂的硬化,如油酸甘油酯通过氢化反应转变为硬脂酸甘油酯:




有机物燃烧消耗氧气的量:

(1)烃类烃类(CxHy)完全燃烧的通式为CxHy+(x+y/4)O2xCO2+y/2H2O
烃类完全燃烧时耗氧量大小的分为以下两种情况:
规律一、等物质的量的烃类完全燃烧时,其耗氧量的大小取决于(x+y/4)值的大下,该值越大,耗氧量越多。
推导:因为每摩的烃完全燃烧时,耗氧量为x+y/4摩,所以等物质的量的烃完全燃烧时,其耗氧量的大小必然就取决于(x+y/4)值的大下,该值越大,耗氧量越多。
规律二、等质量的烃类完全燃烧时,其耗氧量的大小取决于(y/x)值的大下,该值越大,耗氧量越多。
(2)烃的含氧衍生物完全燃烧的化学方程式为:CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2xCO2+y/2H2O
规律一、物质的量相等的烃的含氧衍生物完全燃烧时耗氧量大小取决于(x+y/4-z/2)值的大下,该值越大,耗氧量越多。
规律二、总质量一定的混合物,只要各组分的最简式相同,则完全燃烧时,其耗氧量为定值而与混合物各组分的含量无关,始终等于同质量的某单一组分完全燃烧时的耗氧量。
规律三、总物质的量一定的混合物,只要各组分每摩物质的耗氧量相同,则完全燃烧时,其耗氧量为定值而与混合物中各组分的含量无关。
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