第二单元 科学家怎样研究有机物课时教案

高二年级学案 化学备课组

专题一

科学家怎样研究有机物

科学家研究有机物的一般步骤为：

一、有机化合物组成的确定

我们确定有机物的元素组成通常采用

法，由此我们可以确定有机物的

式（实验式），

再设分子式为:

(最简式)n ，最后再根据其相对分子质量求n的值，即可确定分子式。

有机物相对分子质量的确定

⑴.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

⑵.相对密度法：

根据气体A相对于气体B的相对密度D，求算气体A的相对分子质量：MA＝D×MB

例1：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2：某同学为测定维生素C的组成，取维生素C样品研碎，称取该试样0.88g，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0．36 g和1．32 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?

（3）试确定维生素C的最简式（实验式）为

。

例3、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4：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。

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二、有机化合物结构的确定

1、基团理论：1838年，李比希提出了“基”的定义：(见教材P8)。常见的基团有：

羟基（ ）、醛基（ ）、羧基（ ）、氨基（ ）、硝基（ ）等。

“基团”可以看成某分子失去一个或几个原子以后，留下的部分。

如：羟基和氢氧根的电子式分别为 _________ 、 ___________。

O【练习1】有机化合物HCOH中不含有的基团是 ( ) A．醛基 B．羧基 C．羟基 D．烃基

2、现代化学测定有机物结构的方法主要有核磁共振、红外光谱等。

（1）、核磁共振

【练习2】请根据乙醇分子结构思考下列问题：①乙醇分子中有 种不同化学环境的氢原子

②上图是分子式为C2H6O的两种有机物的核磁共振谱图，你能分辨出哪一幅是乙醇的H—NMR谱图吗？请说出理由.你能写出另一幅谱图表示的有机物结构式吗？

【练习3】核磁共振谱是测定有机物分子结构最有用的工具之一。瑞士科学家维特里希等三人即是利用核磁共振技术测定生物大分子的三维结构而获得2002年诺贝尔化学奖。在有机物分子中，不同位置的氢原子在质子核磁共振谱（PMR）中给出的峰值（信号）也不同，根据峰（信号）可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如：乙醛的结构式为：

，其PMR谱中有2个信号峰，其强度之比为3∶1。

⑴下列有机物分子中，在质子核磁共振谱中只给出一种峰（信号）的是________ A．CH3-CH3

B．CH3COOH

C．CH3COOCH3

D．CH3COCH3

⑵化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的PMR谱上只有1个峰，

则A的结构简式为

。B的PMR谱上有

个峰，强度比为

。

（2）、红外光谱(IR) 3、手性分子

定义：分子不能与其镜像重叠的分子称为手性分子。

如：丙氨酸分子有A和B两种结构，这两种结构互为镜像且不能重叠，称为 ；

与4个不同原子或原子团相连的碳原子称为 。

CH3H2NCCOOHHAHOOCHBCH3CNH21

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【练习4】下列分子中含有手性碳原子的是 ( ) CH3CHCOOH A．CF2Cl2 B．CH3CH2OH C． D．CH2=CH-COOH

OH三、有机化学反应的研究

1、用方程式形式表示甲烷与氯气发生取代反应的机理：

2、将乙酸乙酯与H218O混合后，加入硫酸，乙酸乙酯在加热条件下发生水解反应。下面是该反应方程式：

根据产物中18O的分布情况，判断乙酸乙酯在发生水解时分子中哪些共价键发生断裂？

巩固练习

1．人们一向把碳的氧化物、碳酸盐看作无机物的原因是

（

）

A．都是碳的简单化合物

B．不是从生命体中取得

C．不是共价化合物

D．不具备有机物典型的性质和特点

2．科学家发现C60后，近年又合成了许多球形分子(富勒烯)，如C50、C70、C120、C540等

，下列有关它们说法正确的是

（

）

A．它们都是有机物

B．互为同分异构体

C．互为同素异形体

D．互为同位素

3．通过核磁共振氢谱可以推知CH3CH2CH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子

（

）

A．6 B．5 C．4

D．3 4．下面列举了一些化合物的组成或性质，以此能够说明该化合物肯定属于有机物

（

）

A．仅由碳、氢两种元素组成

B．仅由碳、氢、氧三种元素组成

D．熔点低，且不溶于水

C．在氧气中能燃烧，且只生成二氧化碳

5．有机物种类繁多的主要原因是

（

）

A．有机物的分子结构十分复杂

B．碳原子能与其他原子形成四个共价键，且碳原子之间也能互相成键

C．有机物除含碳元素外，还含有其他多种元素

D．自然界中存在多种形式的、大量的有机物

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6．有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是

（

）

A．分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式

B．分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式

C．分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式

D．确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯

7．1838年李比希提出了“基”的定义，从此，有机化学中“基”的概念就确定了，下列有机基团的表达式正确的是 ( ) A.羟基 OH B.醛基—COH C.羧基—COOH D.甲基

8．某一元醇C2H6O中氧为18O，它与乙酸反应生成的酯的相对分子质量为：

（

）

A.86

B.88

C.90

D.92 9．向18过一段时间后O是

18的平衡体系中加入H2O，-

（

）

A．只存在于乙酸分子中

B．只存在于乙醇分子中

D．乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子中

C．乙酸和乙酸乙酯分子中

10．为了测定一种气态烃A的化学式，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）：

甲：燃烧产物浓硫酸增重2.52g碱石灰增重1.32g点燃生成CO21.76g

CuO乙：燃烧产物碱石灰增重5.60g灼热减轻0.64g石灰水增重4g

试回答：（1）根据两方案，你认为能否求出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。

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参考答案：

例1：

BD 例2：

40.9%，

4.55%

有

C3H4O3 例3：

C2H6 例4：

C3H8 练习1：D 练习2: 3

后一幅，因为有三种峰

练习3：AD

CH2BrCH2Br

2

3:1 练习4：C 巩固练习

D

C

B

A

B 10：甲可以，乙不行

B

CD

CH4

C

A 不需要，因为氢原子数已达饱和