第二单元 科学家怎样研究有机物优秀公开课教案

科学家怎样研究有机物

第一课时

【教学目标】

1. 知道如何确定有机物的最简式

2 .了解李比希提出的基团理论，认识常见的基团以及在有机物中的性质

3. 能看懂简单的核磁共振谱图及红外光谱图

4. 认识手性分子

5. 了解简单有机反应的反应机理

【教学重点】认识常见的基团以及在有机物中的性质

【教学难点】知道如何确定有机物的最简式

【教学课时】2课时

【教学方法】问题教学法、范例教学法、问题讨论法、自主合作探究式教学法等

【教学过程】

【引入】

人们对有机物的研究经历了“从天然的动植物中提取”，“分离出一些纯净物”、“研究有机化合物的组成、结构、性质、和应用”、“根据需要对有机物分子进行设计和合成”的发展过程。

潜下心来

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一、有机化合物组成的研究

对于有机物的研究首先就要知道有机物的组成及结构。

1 定性分析确定有机物的组成元素

（1）燃烧法

有机物完全燃烧，各元素分别转化为以下物质

C→__________

H→________

N→________

Cl→___________ （2）钠熔法确定有机物中是否含有氮、氯、溴、硫等元素。

有机物与Na混合熔融：N →

NaCN

Cl →

NaCl

Br →

NaBr

S →

Na2S

（3）铜丝燃烧法确定有机物是否含有卤素

将一根纯铜丝加热至红色，蘸取试样，放在火焰上灼烧，若存在卤素，火焰呈绿色

2 定量计算确定有机物的分子式

李比希法：利用CuO在高温下氧化有机物，生成水和二氧化碳

H→H2O

_____________吸收

C→CO2

______________吸收

确定C、H的量。

例1

实验测得某碳氢化合物A中含碳80%，含氢20%，又测得该化合物对氢气的相对密度为15。求该化合物的分子式。

（1）最简式法

确定各元素原子个数比，求出_________

根据有机物的M求出__________

（2）直接计算法

直接求算出1mol有机物中各元素原子的物质的量，即可确定分子式。

补充：有机物相对分子质量的确定

1.标态密度法：

根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相

对分子质量：M＝______________ 2.相对密度(D)法：

根据气体A相对于气体B的相对密度，求算该气体的相对分子质量：

MA＝D×MB

3.混合物的平均相对分子质量：

M = m/n

第二课时

二有机物结构的研究

在有机物分子中，原子主要通过共价建结合在一起。分子中的原子之间可能存在多种结合方式或连接顺序，原子之间结合方式或连接顺序的不同导致了所形成物质在性质上的差异，因此，分子式相同的物质，其结构可能不同，性质也可能不同。

1有机物中的基团

有机物中的基团具有不同的结构和性质，它们是不带电的。

李比希最早提出基团的概念：P8 例如：—COOH具有酸性

－NH2具有碱性

有机物的性质可以看作是各种基团性质的加和。

2有机物中基团种类的确定——红外光谱法

红外光谱是利用有机物分子中不同基团的特征吸收频率不同，测试并记录有机物对一定波长范围的红外光谱吸收情况。它可以初步判断该有机物中含有那些基团。

例如下图是乙醇的红外光谱图：

3核磁共振谱图——确定有机物的结构

在核磁共振分析中，最常见的是对有机化合物的1H核磁共振谱（1H－NMR）进行分析。有机物分子中的H原子核所处的化学环境（附近的基团）不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁特性的峰在核磁共振谱图中横坐标（化学位移）的位置也就不同。

例如：分子式为C2H6O的两种有机物1H的核磁共振谱图（教材P9）

分析：乙醇的结构简式为CH3CH2OH，乙醇分子中存在三种不同位置的H原子

因此，在核磁共振谱图中就会出现三个峰，峰的高度与H原子的个数成正比。

其中6个H都处于同一位置，因此在核磁共振谱图上只出现一个峰。

【课后练习】

１．向

的平衡体系中加入H218O，过一段时间后18O是 （）

A．只存在于乙酸分子中 B．只存在于乙醇分子中

C．乙酸和乙酸乙酯分子中 D．乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子中

[参考答案]A ２．根据以下叙述，回答1～2小题。

1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂（如CCl2F2可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为O3)。有关反应为：

（1）在上述臭氧变成氧气的反应过程中，Cl是 （ ）

A．反应物 B．生成物 C．中间产物 D．催化剂

（2）O3和O2是 （ ）

A．同分异构体 B．同系物 C．氧的同素异形体 D．氧的同位素

[参考答案]（1）D（2）C 小结

元素的质量

元素的质量比

实验式

元素的质量分数

（最简式）

产物的量

分子式

分子量

标况下密度

相对密度

质谱法

核磁共振氢谱（1H-NMR）

分子式

红外光谱法

结构式