上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。 2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用
1、能源的分类: 形成条件 一次能源 二次能源 利用历史 常规能源 新能源 可再生资源 不可再生资源 可再生资源 不可再生资源 核能 性质 水能、风能、生物质能 煤、石油、天然气等化石能源 太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气 (一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源) 电能(水电、火电、核电)、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等 2、太阳能的利用方式:①光能→化学能 ②光能→热能 ③光能→电能 3、生物质能的利用
生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量。
生物质能源是一种理想的可再生能源,其具有以下特点: ①可再生性 ②低污染性 ③广泛的分布性 生物质能的利用方式: ① 直接燃烧
缺点:生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在20-40%之间。 (C6H10O5)n +6n O2 → 6n CO2 +5n H2O
用含糖类、淀粉(C6H10O5)n较多的农作物(如玉米、高粱)为原料,制取乙醇。 ② 生物化学转换 ③热化学转换 氢能的开发与利用 氢能的特点:
①、是自然界存在最普遍的元素 ②、发热值高③、氢燃烧性能好,点燃快 ④、氢本身无毒⑤、氢能利用形式⑥、理想的清洁能源之一
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专题三 有机化合物的获得与应用
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物,由于它们的组成和性质跟无机化合物相似,因而一向把它们作为无机化合物。
烃
1、烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。 2、烃的分类:
饱和烃→烷烃(如:甲烷)
脂肪烃(链状)
烃 不饱和烃→烯烃(如:乙烯)
芳香烃(含有苯环)(如:苯)
3、甲烷、乙烯和苯的性质比较: 有机物 通式 代表物 结构简式 (官能团) 结构特点 空间结构 物理性质 用途 烷烃 CnH2n+2 甲烷(CH4) CH4 C-C单键, 链状,饱和烃 正四面体 无色无味的气体,比空气轻,难溶于水 优良燃料,化工原料 烯烃 CnH2n 乙烯(C2H4) CH2=CH2 C=C双键, 链状,不饱和烃 六原子共平面 无色稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水 石化工业原料,植物生长调节剂,催熟剂 有机物 主 要 化 学 性 质 苯及其同系物 —— 苯(C6H6) 或 一种介于单键和双键之间的独特的键,环状 平面正六边形 无色有特殊气味的液体,比水轻,难溶于水 溶剂,化工原料 ①氧化反应(燃烧) 烷烃: CH4+2O2――→CO2+2H2O(淡蓝色火焰,无黑烟) 甲烷 ②取代反应 (注意光是反应发生的主要原因,产物有5种) CH4+Cl2―→CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2―→CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2―→CHCl3+HCl CHCl3+Cl2―→CCl4+HCl 在光照条件下甲烷还可以跟溴蒸气发生取代反应, 甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。 ③高温分解 烯烃: 应 (ⅰ)燃烧 乙烯 C2H4+3O2――→2CO2+2H2O(火焰明亮,有黑烟) (ⅱ)被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色(本身氧化成 CO2)。 应 CH2=CH2+Br2-→CH2Br-CH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色) 在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应 CH2=CH2+H2――→CH3CH3 CH2=CH2+HCl-→CH3CH2Cl(氯乙烷)
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CH2=CH2+H2O――→CH3CH2OH(制乙醇) 应 乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用该反应鉴别烷烃和烯烃,如鉴别甲烷和乙烯。 (ⅲ)加聚反应 nCH2=CH2――→-〔CH2-CH2〕-n(聚乙烯) 苯 ①氧化反应(燃烧) 2C6H6+15O2―→12CO2+6H2O(火焰明亮,有浓烟) ②取代反应苯环上的氢原子被溴原子、硝基取代。 +Br2――→ Br +HBr +HNO3――→ — NO 2 + H2O ③加成反应 苯不能使酸性KMnO4溶液、 +3H2――→ 溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。 4、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较。 概念 同系物 同分异构体 同素异形体 定义 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质 不同 相似 化合物 分子式相同而结构式不同的化合物的互称 相同 不同 化合物 由同种元素组成的不同单质的互称 元素符号表示相同,分子式可不同 不同 单质 同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称 —— —— 原子 分子式 结构 研究对象 6、烷烃的命名:
(1)普通命名法:把烷烃泛称为“某烷”,某是指烷烃中碳原子的数目。1-10用甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸;11起汉文数字表示。区别同分异构体,用“正”,“异”,“新”。
二、食品中的有机化合物
1、乙醇和乙酸的性质比较 有机物 通式 代表物 结构简式 官能团 物理性质 无色、有特殊香味的液体,俗名酒精,与水互溶,易挥发 (非电解质) 用途 作燃料、饮料、化工原料;用于医疗消毒,乙醇溶液的质量分数为75%
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饱和一元醇 CnH2n+1OH 乙醇 CH3CH2OH 或 C2H5OH 羟基:-OH 饱和一元醛 —— 乙醛 CH3CHO 醛基:-CHO —— 饱和一元羧酸 CnH2n+1COOH 乙酸 CH3COOH 羧基:-COOH 有强烈刺激性气味的无色液体,俗称醋酸,易溶于水和乙醇,无水醋酸又称冰醋酸。 —— 有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等,是食醋的主要成分
有机物 乙醇 ①与Na的反应 主 要 化 学 性 质 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ 乙醇与Na的反应(与水比较):①相同点:都生成氢气,反应都放热 ②不同点:比钠与水的反应要缓慢 结论:乙醇分子羟基中的氢原子比烷烃分子中的氢原子活泼,但没有水分子中的氢原子活泼。 ②氧化反应 (ⅰ)燃烧 CH3CH2OH+3O2―→2CO2+3H2O (ⅱ)在铜或银催化条件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO) 2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O ③消去反应 CH3CH2OH――→CH2=CH2↑+H2O 乙醛 氧化反应:醛基(-CHO)的性质-与银氨溶液,新制Cu(OH)2反应 CH3CHO+2Ag(NH3)2OH――→CH3COONH4+H2O +2Ag↓+3NH3↑ (银氨溶液) CH3CHO + 2Cu(OH)2――→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O (砖红色) 醛基的检验:方法1:加银氨溶液水浴加热有银镜生成。 方法2:加新制的Cu(OH)2碱性悬浊液加热至沸有砖红色沉淀 ①具有酸的通性:CH3COOH≒CH3COO+H 使紫色石蕊试液变红; 与活泼金属,碱,弱酸盐反应,如CaCO3、Na2CO3 酸性比较:CH3COOH > H2CO3 2CH3COOH+CaCO3=2(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O(强制弱) ②酯化反应 CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 酸脱羟基醇脱氢 -+乙酸 基本营养物质—糖类
食物中的营养物质包括:糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。人们习惯称糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。
种类 糖类 单糖 双糖 多糖 油脂 油 元素组成 代表物 葡萄糖 果糖 蔗糖 麦芽糖 淀粉 纤维素 代表物分子 C6H12O6 C12H22O11 葡萄糖和果糖互为同分异构体 单糖不能发生水解反应 蔗糖和麦芽糖互为同分异构体 能发生水解反应 淀粉、纤维素由于n值不同,所以分子式不同,不能互称同分异构体能发生水解反应 含有C=C键,能发生加成反应, 能发生水解反应 C H O C H O C H O (C6H10O5)n 不饱和高级脂肪酸甘油酯 C H O 植物油
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脂 蛋白质 葡萄糖 C H O C H O N S P等 动物脂肪 饱和高级脂肪酸甘油酯 酶、肌肉、 氨基酸连接成毛发等 的高分子 C-C键, 能发生水解反应 能发生水解反应 主 要 化 学 性 质 结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO 或CH2OH(CHOH)4CHO (含有羟基和醛基) 醛基:①使新制的Cu(OH)2产生砖红色沉淀-测定糖尿病患者病情 ②与银氨溶液反应产生银镜-工业制镜和玻璃瓶瓶胆 羟基:与羧酸发生酯化反应生成酯 水解反应:生成葡萄糖和果糖 淀粉、纤维素水解反应:生成葡萄糖 淀粉特性:淀粉遇碘单质变蓝 水解反应:生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油 水解反应:最终产物为氨基酸 盐析 :蛋白质遇见(饱和的硫酸钠、硫酸铵)盐析,物理变化 变性 :蛋白质遇见强酸、强碱、重金属盐等变性,化学变化 颜色反应:蛋白质遇浓HNO3变黄(鉴别部分蛋白质) 鉴别 :灼烧蛋白质有烧焦羽毛的味道(鉴别蛋白质) 特殊的蛋白质,在合适温度下:催化活性具有:高效性、专一性 蔗糖 淀粉 纤维素 油脂 蛋白质 酶
第三单元 人工合成有机物
化学与可持续发展
有关的化学方程式,单体、链节、聚合度、加聚反应、缩聚反应
专题4化学科学与人类文明
化学是打开物质世界的钥匙 一、金属矿物的开发利用
1、金属的存在:除了金、铂等少数金属外,绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。 2、金属冶炼的涵义:简单地说,金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质
得电子、被还原 是把金属元素从化合态还原为游离态,即M(化合态) M(游离态)。
+n0
3、金属冶炼的一般步骤: (1)矿石的富集:除去杂质,提高矿石中有用成分的含量。(2)冶
炼:利用氧化还原反应原理,在一定条件下,用还原剂把金属从其矿石中还原出来,得到金属单质(粗)。(3)精炼:采用一定的方法,提炼纯金属。 4、金属冶炼的方法
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