【引入】自然界中的物質有數千萬種,它們都是由元素組成的。除了我們前面已經稍有了解的無機物――酸、堿、鹽等以外,還有一類有機物。事實上,有機物在物質種類中占了絕大多數。那么什么是有機物,它又有什么特點?不知同學們對有機物由多少了解?――學生談。
通過這節課的學習我們將有所了解。
屏1:這圖顯示了地球上生命的發生與發展的過程。據推測,地球約形成于46億年前。原始地球火山噴發頻繁發生,噴出的氣體與原始地球表面的部分氣體,共同構成了原始大氣。圖下方的彩球組合就表示原始大氣中的小分子物質,如水蒸氣、氨氣、氫氣等。據模擬實驗顯示,在一定的條件下,通過陽光、閃電作用,這些小分子物質會變成一些簡單的有機物,如甲烷、甲胺、尿素等。再演化成復雜的生物大分子,如具有雙螺旋結構的DNA分子;再經過長期的演化,地球上產生了植物、動物和人類。
可見,自然界中的有機物是從無機物演變來的,有了有機物才有生命,最終有了人類。
從物質組成上來看,這些物質組成中都含有碳元素。我們把含碳的化合物叫做有機物。其中碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽由于它們的性質更接近無機物,就排除在外。有機物除了含碳元素外,大多還含有H、O、N等元素。
首先,我們來認識一下含碳氫的最簡單的有機物――甲烷。
屏2: 科學實驗證明,甲烷分子里的碳原子與4個氫原子并不在一個平面內,整個分子呈正四面體形結構,碳原子位于正四面體的中心,4個氫原子分別位于正四面體的4個頂點上。左圖是兩種常用的甲烷分子的模型。
屏3:那么,甲烷存在于什么地方呢?我們經??吹皆诔靥恋撞繒俺鲂馀荩@些小氣泡俗稱沼氣,其主要成分就是甲烷。從圖中,大家能否知道甲烷的性質?――甲烷難溶于水。
這些甲烷都是在隔絕空氣的情況下,由植物殘體經過微生物發酵的作用而生成的。
屏4:農村里常用稻草及動物糞便經發酵產生的沼氣,作為燃料供熱或照明。
天然氣和石油氣的主要成分也是甲烷。我國的天然氣資源十分豐富。大家聽說過西氣東輸工程嗎?
屏5:西氣東輸工程是西部大開發的標志性工程。塔里木具有良好的天然氣資源條件,目前已探明的儲量為3900億立方米,按照西氣東輸120-140億立方米的年供氣規模,可穩定供氣11-13年。 西氣東輸管道西起新疆塔里木天然氣田,途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇、浙江、上海10個省市區,干線全長4000公里。據測算,西氣東輸工程靜態總投資約為1400億元人民幣 。2005年實現全線貫通,把新疆塔里木的天然氣輸送到上海。
屏6:就在我們北侖,東海天然氣即將在春曉登陸。迄今中國石化集團已在東海發現8個油氣田和一批含油氣構造,獲探明加控制儲量約2000億立方米。其中,春曉地區天然氣累計探明儲量已達到800億立方米,完全可以滿足東海天然氣項目一期開發工程的計劃用儲量。
據了解,我國目前天然氣的使用量僅占一次能源使用量的2%至3%,提升空間也非常廣闊。
“海氣上岸”項目和“西氣東輸”項目將形成互補優勢,東海天然氣的大規模開發利用將促進我國華東沿海各省市的能源結構調整,凈化城市空氣,創造良好的生態環境,促進經濟的可持續發展。
【師】根據老師的介紹,你能推測甲烷的化學性質嗎?――學生答:可燃性。
對,甲烷具有可燃性。你推測一下,甲烷的燃燒產物會是什么?
――二氧化碳和水。
你猜測的依據是什么?――質量守恒定律。
那么,你能設計一個實驗來證明你的猜測呢?――四人小組討論。
實驗方案是:點燃甲烷,在火焰上方罩一個干燥的燒杯,觀察發生的現象。若在內壁有小水珠出現,證明有水生成。再把燒杯倒過來,倒入澄清石灰水,振蕩,再觀察現象。若澄清石灰水變渾濁,則證明有二氧化碳生成。
書寫甲烷燃燒的化學方程式: CH4 + 2O2 —- CO2 + 2H2O
【師】除甲烷氣體外,打火機內液體的主要成分丁烷氣體也是一種簡單有機物。其化學式為C4H10。那么它的燃燒產物應該也是二氧化碳和水。
我們一起來實驗,點燃打火機內的氣體來驗證它的產物。――學生實驗(3分鐘)。
還有,家用液化氣的主要成分也是丁烷氣體,它是常溫下經壓縮后變成液態,灌裝在鋼瓶中。使用時經減壓就行。
那么有沒有聽說過煤氣爆炸的事故呢?――聽說過。
想過為什么會發生爆炸嗎?――原來,可燃性的氣體與空氣按一定比例混合點燃時,易發生爆炸。如甲烷在空氣中的體積分數在5%-15%時,遇明火就發生爆炸。所以,在點燃前,一定要檢驗可燃性氣體的純度。
【師】再介紹另外一種簡單的有機物――乙炔。它在氧氣中燃燒可產生3000℃以上的高溫,生產中可利用這個反應進行金屬的焊接和切割。
我們一起來書寫甲烷和乙炔氣體在氧氣中燃燒的化學方程式。――學生書寫。
【拓展】你能寫出CxHy燃燒的化學方程式嗎?
屏7:【師】有機物與無機物相比,有許多不同的特性。所以在很多方面有應用。
屏8:簡單介紹常見有機物的應用。
【師】有機物與我們的生活有著密切的聯系。接下來,我們來介紹對生命活動具有重大意義的有機物。
有機物是生物體各組織的主要成分。人體的生長發育和體內各組織的新陳代謝,都需要各種有機物的參與。我們人體所需的營養都是從食物中獲得的。食物中的六大營養物質除水與礦物質外,糖類、脂肪、蛋白質與維生素都是有機物。
人體內最基本的有機物有糖類、蛋白質、脂肪等。
屏9:先了解一下糖類。
元素組成: 由C、H、O三種元素組成
糖類是人體消耗能量的主要來源(70%),也是合成人體中許多重要化合物的原料。
常見的糖類可分成以下幾類:
(1)單糖:不能水解生成更簡單的糖,如葡萄糖和果糖。
(2)低聚糖:水解后能生成幾個單糖分子的糖叫做低聚糖,如蔗糖和麥芽糖。
(3)多糖:能水解生成很多單糖分子的糖叫多糖,這一類糖屬于高分子化合物,如淀粉和纖維素。
【師】這里重點介紹一下:淀粉和纖維素。植物的光合作用產物之一是淀粉,我們怎樣驗證?――用碘液。對,淀粉遇碘呈藍色,用于淀粉的檢驗(反之用淀粉也可以檢驗碘)。
膳食中的纖維素雖然不能被消化,但能增強胃腸的蠕動,促進消化和排便,還能減少膽固醇的吸收,吸附和排除腸道內的毒素。由于它的功能獨特,以單列于糖類之外,被稱為“第七營養素”。
屏10:【師】再來介紹蛋白質。元素組成不僅含碳、氫、氧,還含有氮、硫、磷。
1、變性:蛋白質在某種條件下發生結構和性質上的改變而凝結起來,這種凝結屬化學變化是不可逆的,不能再使它們恢復成為原來的蛋白質。
能使蛋白質變性的條件有加熱,加酸、堿、重金屬鹽(如銅鹽,鉛鹽,汞鹽等) 等。
2、灼燒:蛋白質中除了碳、氫、氧元素外,還含有氮、硫等元素,所以灼燒時具有燒焦羽毛的氣味,也用于蛋白質的鑒別。
【學生實驗】羊毛和棉花燃燒實驗
3.酶是一類蛋白質,具有蛋白質的性質。酶的特性是它可作為生物催化劑。酶的催化作用特點是:①條件溫和,不需加熱;②反應快,效率高;③專一性,如淀粉酶只對淀粉水解起催化作用。
屏11:【師】我們再來了解一下脂肪。
脂肪: 元素組成是C、H、O ( N、P)
脂肪的功能: 1.供給能量
2.提供必需的脂肪酸和卵磷脂
3.幫助調節體溫
4.幫助吸收食物中的脂溶性的維生素A、D、E、k等
5.包裹生命器官如心臟、腎臟等,起保護合固定作用
【思考】有機物在生物體內運動和轉化的過程中,其基本元素有無變化?――沒有。只是實現了物質的循環。
屏12:自然界中物質的循環。自然界中的無機物通過植物的光合作用從自然環境進入生物圈,變成有機物。有機物通過食物的食物關系進行轉移,通過呼吸作用將有機物轉化成為無機物。也通過微生物的分解回到自然環境中去。
【師】有機物對我們的生活真是太重要了。當然,我們在生活中也要關注有些有機物對我們的危害。下面老師給出幾個事例,希望能增強大家的安全意識,提高生活質量。
【小結】
板書:第6節 有機物的存在和變化
一、 一些簡單的有機物
1、 有機物是指含碳的化合物(除二氧化碳、一氧化碳、碳酸、碳酸鹽等)
2、 甲烷:難溶于水,可燃性
丁烷
乙炔
3、 性質和用途:有機物具易揮發、易燃燒、難溶于水等性質。
作溶劑、燃料等。
二.對生命活動具有重要意義的有機物
糖類、蛋白質、脂肪
【課后練習】
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