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【引入】自然界中的物質(zhì)有數(shù)千萬種,它們都是由元素組成的。除了我們前面已經(jīng)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(zhì)種類中占了絕大多數(shù)。那么什么是有機物,它又有什么特點?不知同學(xué)們對有機物由多少了解?――學(xué)生談。
通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)我們將有所了解。
屏1:這圖顯示了地球上生命的發(fā)生與發(fā)展的過程。據(jù)推測,地球約形成于46億年前。原始地球火山噴發(fā)頻繁發(fā)生,噴出的氣體與原始地球表面的部分氣體,共同構(gòu)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(zhì),如水蒸氣、氨氣、氫氣等。據(jù)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(zhì)會變成一些簡單的有機物,如甲烷、甲胺、尿素等。再演化成復(fù)雜的生物大分子,如具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA分子;再經(jīng)過長期的演化,地球上產(chǎn)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(zhì)組成上來看,這些物質(zhì)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(zhì)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(rèn)識一下含碳?xì)涞淖詈唵蔚挠袡C物――甲烷。
屏2: 科學(xué)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(nèi),整個分子呈正四面體形結(jié)構(gòu),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(jīng)常看到在池塘底部會冒出小氣泡,這些小氣泡俗稱沼氣,其主要成分就是甲烷。從圖中,大家能否知道甲烷的性質(zhì)?――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(jīng)過微生物發(fā)酵的作用而生成的。
屏4:農(nóng)村里常用稻草及動物糞便經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)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(fā)的標(biāo)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(guī)模,可穩(wěn)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(jīng)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(qū),干線全長4000公里。據(jù)測算,西氣東輸工程靜態(tài)總投資約為1400億元人民幣 。2005年實現(xiàn)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(fā)現(xiàn)8個油氣田和一批含油氣構(gòu)造,獲探明加控制儲量約2000億立方米。其中,春曉地區(qū)天然氣累計探明儲量已達(dá)到800億立方米,完全可以滿足東海天然氣項目一期開發(fā)工程的計劃用儲量。
據(jù)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(yōu)勢,東海天然氣的大規(guī)模開發(fā)利用將促進我國華東沿海各省市的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,凈化城市空氣,創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境,促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
【師】根據(jù)老師的介紹,你能推測甲烷的化學(xué)性質(zhì)嗎?――學(xué)生答:可燃性。
對,甲烷具有可燃性。你推測一下,甲烷的燃燒產(chǎn)物會是什么?
――二氧化碳和水。
你猜測的依據(jù)是什么?――質(zhì)量守恒定律。
那么,你能設(shè)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(fā)生的現(xiàn)象。若在內(nèi)壁有小水珠出現(xiàn),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(xiàn)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(xué)方程式: CH4 + 2O2 —- CO2 + 2H2O
【師】除甲烷氣體外,打火機內(nèi)液體的主要成分丁烷氣體也是一種簡單有機物。其化學(xué)式為C4H10。那么它的燃燒產(chǎn)物應(yīng)該也是二氧化碳和水。
我們一起來實驗,點燃打火機內(nèi)的氣體來驗證它的產(chǎn)物。――學(xué)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(jīng)壓縮后變成液態(tài),灌裝在鋼瓶中。使用時經(jīng)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(fā)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(fā)生爆炸。如甲烷在空氣中的體積分?jǐn)?shù)在5%-15%時,遇明火就發(fā)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(chǎn)生3000℃以上的高溫,生產(chǎn)中可利用這個反應(yīng)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(xué)方程式。――學(xué)生書寫。
【拓展】你能寫出CxHy燃燒的化學(xué)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(yīng)用。
屏8:簡單介紹常見有機物的應(yīng)用。
【師】有機物與我們的生活有著密切的聯(lián)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(fā)育和體內(nèi)各組織的新陳代謝,都需要各種有機物的參與。我們?nèi)梭w所需的營養(yǎng)都是從食物中獲得的。食物中的六大營養(yǎng)物質(zhì)除水與礦物質(zhì)外,糖類、脂肪、蛋白質(zhì)與維生素都是有機物。
人體內(nèi)最基本的有機物有糖類、蛋白質(zhì)、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(chǎn)物之一是淀粉,我們怎樣驗證?――用碘液。對,淀粉遇碘呈藍(lán)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(nèi)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(yǎng)素”。
屏10:【師】再來介紹蛋白質(zhì)。元素組成不僅含碳、氫、氧,還含有氮、硫、磷。
1、變性:蛋白質(zhì)在某種條件下發(fā)生結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的改變而凝結(jié)起來,這種凝結(jié)屬化學(xué)變化是不可逆的,不能再使它們恢復(fù)成為原來的蛋白質(zhì)。
能使蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)的鑒別。
【學(xué)生實驗】羊毛和棉花燃燒實驗
3.酶是一類蛋白質(zhì),具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)。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(yīng)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(diào)節(jié)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(nèi)運動和轉(zhuǎn)化的過程中,其基本元素有無變化?――沒有。只是實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)。
屏12:自然界中物質(zhì)的循環(huán)。自然界中的無機物通過植物的光合作用從自然環(huán)境進入生物圈,變成有機物。有機物通過食物的食物關(guān)系進行轉(zhuǎn)移,通過呼吸作用將有機物轉(zhuǎn)化成為無機物。也通過微生物的分解回到自然環(huán)境中去。
【師】有機物對我們的生活真是太重要了。當(dāng)然,我們在生活中也要關(guān)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(zhì)量。
【小結(jié)】
板書:第6節(jié) 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(zhì)和用途:有機物具易揮發(fā)、易燃燒、難溶于水等性質(zhì)。
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(zhì)、脂肪
【課后練習(xí)】
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