第二单元 科学家怎样研究有机物PPT及课堂实录内容

第二单元

科学家怎样研究有机物

（第一课时）

三维目标

知识与技能

1、知道如何确定有机物的最简式

2、了解有机物中元素的定性测定方法。

3、了解有机物中几种常见元素质量分数测定的定量计算。

过程与方法

通过教师举例讲解、学生课堂练习以及最后老师的解析使学生掌握有机物化学式的确定

情感、态度与价值观

通过计算及科学探究，培养学生严谨的科学态度

教学重点

有机物化学式的确定及元素定量的计算

教学难点

有机物化学式的确定

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。

【板书】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。

【板书】1 、定性分析确定有机物的组成元素

【板书】（1）燃烧法

有机物完全燃烧，各元素分别转化为以下物质

C→CO2

H→H2O

N→N2

Cl→HCl

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【板书】（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

【板书】（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

【板书】2 定量计算确定有机物的分子式

【介绍】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

高氯酸镁吸收

C→CO2

碱石棉吸收

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。

C2H6

【板书】（1）最简式法

确定各元素原子个数比，求出最简式

根据有机物的M求出分子式

【板书】（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

【板书】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＝22.4×ρ

【板书】2.相对密度法：

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

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【板书】3.混合物的平均相对分子质量：

m总Mn

＝

总

【例2 】某有机物A 3.0g在4.48L O2中充分燃烧，产物只有CO2

、CO、H2O ，将产物依次通过浓硫酸、碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g，求该有机物的分子式。

C3H8O 【注意】某有机物燃烧产物为CO2和H2O ，则需确定该有机物中是否含有O元素。

m(有机物)＞m(C)＋m(H)→有机物中含有氧元素

m(有机物)＝m(C)＋m(H)→有机物中不含氧元素

【课后练习】

1．某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的二氧化碳和水。则该有机物的组成必须满足的条件是

（

）

A．分子中C、H、O的个数比为1:2:3 B．分子中C、H的个数比为1:2 C．该有机物的相对分子质量为14

答案：B 2．设计实验方案区分己烷、溴乙烷、乙醇三种液态有机物。

[参考答案] 分别取样加水（或溴水、碘水），溶解不分层的是乙醇；出现分层的，有机层在上的是己烷，有机层在下的是溴乙烷。

3．某同学为测定维生素C中碳、氢的质量分数，取维生素C样品研碎，称取该试样0.352g，

置于铂舟并放入燃烧管中，不断通入氧气流。用酒精喷灯持续加热样品，将生成物先后通过无水硫酸铜和碱石灰，两者分别增重0．144 g和0．528 g ，生成物完全被吸收。试回答以下问题：

（1）维生素C中碳的质量分数是

（2）维生素C中是否含有氧元素?

为什么?

，氢的质量分数是

。

。

。

D．该分子中肯定不含氧

（3）如果需要你确定维生素C的分子式，你还需要哪些信息?

3 / 8

。

[参考答案] (1)40．91％

4．54％

(2)是

因为氢、碳总质量加和小于原样品质量

(3)维生素C的相对分子质量

4．某烃含氢元素的质量分数为17.2%，求此烃的实验式。又测得该烃的相对分子质量是58，求该烃的分子式。

解1：n(C):n(H)117.2%17.2%:2:5，∴该烃的实验式为C2H5

。

121设该烃的分子式为(C2H5)n

，(2×12+1×5)·n＝58 ，解得n＝2 ∴

该烃的分子式即为C4H10

。

解2：N(C)58(117.2%)5817.2%4，N(H)10

1211117.2%17.2%::1:4:10

58121∴

该烃的分子式即为C4H10

。

解3：n(烃):n(C):n(H)∴

该烃的分子式即为C4H10

。

【课堂小结】本节课学习物质元素的定性测定方法和物质元素的定量计算，以及有机物化学式的确定。

【作

业】1、练习册P3-4 2、经元素分析后，发现某烃的含碳量为82.76%，氢的质量分数则为17.24%，且相对分子质量为58，试推断该烃的分子式。

第二单元

科学家怎样研究有机物

第二课时

三维目标

知识与技能

1、了解常见基团和官能团的主要结构及化学性质。

2、学会利用核磁共振图谱，辨认简单有机物分子。

3、能辨别简单的手性有机物分子。

4、知道可用红外光谱、质谱和紫外光谱研究有机物的结构。

过程与方法

1、通过科学探究学习官能团的化学性质。

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2、通过科学仪器和科学方法有机物分子的结构

情感、态度与价值观

通过介绍科学仪器及科学方法，激发学生对化学的学习兴趣，并培养他们严谨的科学态度。

教学重点

1、常见基团和官能团的主要结构及化学性质

2、能看懂简单的核磁共振谱图

教学难点

常见基团和官能团的主要结构及化学性质

教学过程

（引入）回顾必修2中碳原子的成键特点引出对有机物的结构的研究

【板书】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。

【板书】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。

【介绍】李比希对“基团”概念的贡献；学生阅读教材P7 【学生活动】

【教师总结并板书】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。

【板书】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。

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【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。

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甲醚的结构为：

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。

【例1】

已知某有机物的分子式为C4H10，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式

【例2】

已知某有机物的分子式为C3H6O，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式

用质谱法还可以测定有机物的相对分子质量。

【板书】3 手性分子

（1）手性分子

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如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。（分子内能找到对称轴或对称中心的分子为非手性的）

（2）手性碳原子——连接四个不同的原子或基团的碳原子

当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。

【课堂小结】：本节课学习了有机物常见基团和官能团的结构及性质;通过对质谱和红外光谱的学习，了解了有机物分子结构的确定及科学方法。

【作

业】：练习册P6-7

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