第二单元 科学家怎样研究有机物教案2

第二单元

科学家怎样研究有机物

【学习目标】

1、知道有机物与无机物在组成、结构、性质等方面的差异。

2、知道有机化合物研究的发展过程，了解研究有机化合物组成的意义和常用方法。

3、了解研究有机化合物结构的意义和现代化学测定有机物结构的分析方法，了解有机化合物中常见的基团。

【重点难点】

能够利用燃烧法确定有机物的最简式（实验式）。

【学习过程】

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。

最简式：

1．定性分析确定有机物的组成元素

（1）有机物组成元素的一般测定方法——燃烧法

各元素对应的燃烧产物：C→___________H→___________N→_________Cl→_________。若燃烧只生成CO2和H2O，则有机物中一定含有

元素，要判断是否含氧元素，可首先求出CO2和H2O中的C、H两元素质量和，再与有机物的质量比较：

m(有机物)＞m(C)＋m(H)→有机物中

氧元素

m(有机物)＝m(C)＋m(H)→有机物中

氧元素

（2）其它常见的元素测定方法——钠融法、铜丝燃烧法

①

钠融法可定性确定有机物中是否存在______________________等元素

②

铜丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在_______.

（3）元素分析仪

①工作原理：使有机化合物充分燃烧，再对燃烧产物进行自动分析。

②所需样品量小。②特点③分析速度快。④可同时对碳、氢、氧、硫等多种

元素进行分析。【交流与思考】

2．定量计算确定有机物的分子式

（1）直接法（物质的量法）

①自动化程度高。

1．某有机物燃烧产物只有CO2和H2O，能否推测该有机物一定为烃类？

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。

例1：已知某烃0.5mol完全燃烧时生成水36g，二氧化碳66g，求该烃的分子式。

（2）最简式法：又称实验式，指有机物中所含元素原子个数的最简整数比。与分子式在数值上相差n倍

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

例2、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。

例3：某有机物在氧气中充分燃烧，生成的二氧化碳和水的物质的量之比为1 ：1，由此可得出的正确结论是

（

）

A．该有机物分子中碳、氢、氧原子个数比为1 ：2 ：3 B．该有机物分子中碳、氢原子个数比为1 ：2 C．该有机物中肯定含氧

D．无法判断该有机物中是否含氧

例4：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

，氢的质量分数是

。

（2）维生素C中是否含有氧元素?

。

为什么?

。

（3）试确定维生素C的最简式（实验式）为

。

二、有机化合物结构的研究

1.有机化合物的结构

(1)在有机化合物分子中，原子主要通过

结合在一起。分子中的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。

(2)1831年，德国化学家李比希提出了“基团理论”。

常见的基团有：羟基(

)、醛基(

)、羧基(

)、氨基(

)、烃基(

)等，它们有不同的结构和性质特点。

2．测定有机化合物结构的分析方法

(1)核磁共振法

在1H核磁共振谱图中：

①特征峰的个数就是有机物中不同化学环境的氢原子的

。

②特征峰的面积之比就是不同化学环境的氢原子的

比。

如：甲醚(CH3—O—CH3)的核磁共振谱中只有

位置出现特征峰；CH3CH2OH的

核磁共振谱中有

位置的特征峰，其峰的面积之比为3∶2∶1。

(2)红外光谱法

①原理：不同基团的特征吸收频率不同，对红外光吸收的波长不同。

②应用：初步判定有机物中基团的种类。

(3)质谱法

用高能电子束轰击有机物分子，使之分离成带电的“碎片”，分析带电“碎片”的特征谱，从而分析有机物的结构。

【交流与思考】

2．CH3CH2COOH的氢核磁共振谱中有几个位置的特征峰，其峰面积比为多少？

【课堂练习】

为了测定一种气态烃A的分子式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下(箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽)；

浓硫酸碱石灰点燃甲：燃烧产物――→质量增加2.52 g――→质量增加1.30 g――→生成CO2 1.78 g 碱石灰灼热CuO石灰水乙：燃烧产物――→质量增加5.60 g――→质量减少0.64 g――→质量增加4 g 请回答下列问题：

(1)根据两方案，你认为学生甲、乙谁能求出A的最简式？

(2)请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。

(3)若要确定A的分子式，是否需要测定其他数据？说明其原因。