专题1认识有机化合物(学案)
第1课时 有机化合物的发展和应用
【学习目标】
1了解有机化学史实
2知道有机化合物的分类
3通过对典型实例的分析,初步了解测定有机元素含量、相对分子质量的一般方法。
【课前达标】
1 .19世纪初期,_______化学家___________提出有机化学概念,有机化学成为化学的一个重要分支。
2. 19世纪中叶,德国化学家______,第一次由无机物合成有机物——尿素,推翻“生命力论”
3 .1965年我国首次在人类历史上合成蛋白质——_________________。
4. 目前人工合成有机物超过3000万中。
【课堂印象】
一 有机化学的发展
1、我国早期的有机化学:
2、有机化学的形成:
3、现代有机化学:
【介绍】德国化学家维勒
1828年,贝采利乌斯的学生、德国年轻的化学家维勒,在实验室中加热无机物氰酸铵时无意中得到了尿素。 NH4CNOCO(NH2)2 第一次用无机物合成有机物。
有机物的生成不必借助于所谓生命力的作用。
4、目前人类发现和合成的有机物超过4000万种。
二 、有机化合物的概念及分类
1 、有机物——含碳化合物,除CO、CO2和碳酸盐外。
2 、有机物的分类
【经典例题展示】
例.某含氧有机物0.5mol与1.75mol氧气混合后,可恰好完全燃烧,生成33.6 L CO2(标准状况)和27g水,求该有机物的分子式
三、有机化学的应用
1、人类的衣食住行离不开有机物:
2、具有特殊功能有机物的合成和使用改变了人们的生活习惯,提高了人类的生活质量。
3、有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。
4、药物中大多数是有机化合物,在帮助人们战胜疾病,延长寿命的过程中发挥着重要的作用。
5、1965年,世界上第一次用人工方法合成的蛋白质——结晶牛胰岛素在中国诞生。
【课后反刍】
1、有机化学概念是下列哪位科学家提出的( )
A、道尔顿 B、阿伏加德罗 C、贝采利乌斯 D、门捷列夫
2、NH4CNO与尿素的关系是( )
A、同种物质 B、同分异构体 C、同素异形体 D、同位素
3、上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用,近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的办法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于( )
A、无机物 B、有机物 C、盐类 D、非金属单质
4、鉴别四氯化碳和乙醇两种有机溶剂应该使用什么方法是最简单?书写出鉴别的原理和实验的步骤。
5、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2课时 有机化合物的发展和应用
学习目标
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
【课前达标】
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C、H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,若两者相等,则原有机物中不含氧,否则有机物组成中含氧元素。
(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元素分析仪可同时对碳、氢、氧、硫等多种元素进行分析。工作原理是______________。
2.定量计算确定有机物的分子式:
3、确定有机化合物元素组成的仪器:元素分析仪。(阅读课本P7)
该仪器的工作原理是:
使用该仪器的优点是:
【课堂印象】
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→CO2 H→H2O N→N2 Cl→HCl
(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
【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。
【经典例题展示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,求出最简式
根据有机物的M求出分子式
(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=22.4×ρ
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
3.混合物的平均相对分子质量: =
【经典例题展示2】
某有机物A 3.0g在标况下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。
【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
【课后反刍】
1.1828年,德国化学家维勒,使用一种无机盐直接转变为有机物尿素,这一成果成为有机化学的里程碑。维勒使用的无机盐是
A.(NH4)2CO3 B.NH4NO3 C.NH4CNO D.CH3COONH4
2.下列物质中,不属于烃类的是
A.C6H6 B.C2H4 C.CH3COOH D.CH3Cl
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,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
4.烃是
A.含有碳、氢元素的有机物 B.含有碳元素的化合物
C.仅由碳、氢两种元素组成的有机物 D.完全燃烧只生成二氧化碳和水的化合物
5.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的是
A.仅由碳、氢两种元素组成 B.仅由碳、氢、氧三种元素组成
C.在氧气中能燃烧,且只生成二氧化碳 D.熔点低,且不溶于水
6.从19世纪20年代开始,人们用从非生物体内取得的物质合成了许多有机物。最早合成的这类物质是 A.酒精 B.尿素 C.淀粉 D.蛋白质
7.下列属于有机物的是
A.CaC2 B.NaHCO3 C.KCN D.CO(NH2)2
8.0.1mol化合物甲在足量的氧气中完全燃烧后生成4.48LCO2(标况下测量),推测甲是
A.CH4 B.C2H4 C.C2H6 D.C6H6
9.据央视报道,自2005年12月1日起在武汉九市进行车用乙醇汽油封闭推广行动。车用乙醇汽油是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的一种新型汽车燃料。经多项检测结果表明,它不影响汽车的行驶性能,还可以减少有害气体的排放量。在美国.巴西等国早已推广使用。有关乙醇汽油的说法正确的是
A.乙醇汽油是一种纯净物
B.乙醇汽油作燃料不会产生碳氧化物等有害气体,其优点是可以减少对环境的污染
C.乙醇和汽油都可作溶剂,也可相互溶解 D.乙醇和乙二醇互为同系物
10.把四氯化碳加入到碘水中,充分振荡后静置,发现液体分为两层,上层为__ ___色,这是水层,下层为____ __色,是_______ ___。这一实验说明了CCl4___ _(易溶或不溶)于水,密度比水_ _(大或小),碘在 _ _ ____中的溶解度大于___ ___中的溶解度。
11.某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的3.625倍,把1.16 g该有机物在氧气中充分燃烧,将生成的气体混合物通过足量碱石灰,碱石灰增重3.72 g。又知生成H20和C02物质的量之比为1:l,试求该有机物的分子式。该有机物能使溴水褪色,能和酸发生酯化反应,试确定它的结构简式。
第3课时 有机化合物的发展和应用
学习目标
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
【课前达标】
二、有机化合物结构的研究
科学家主要通过“基团理论”和现代化学测定方法来确定有机物的结构。
基团理论:
1838年,李比烯提出了“基”的定义(见教材P8):
________________________________________________________________________。
在有机化学发展的历史进程中,“基团理论”对有机化学的发展起到了巨大的推动作用,这一理论是由_______率先提出来的。请写出下列常见基团的结构式或结构简式:
羟基______________,醛基____________,羧基______________,氨基____________甲基_____________。
分别写出羟基和氢氧根的电子式_________、___________。
【课堂印象】
二、有机物结构的研究
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,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。
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。
【典型例题展示】 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
4.用质谱法还可以测定有机物的相对分子质量。
5.手性分子
(1)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___ __
(2)意义:具有神奇的光学特性
第4课时 科学家怎样研究有机物
学习目标
1、了解几种典型的反应机理
2、了解同位素示踪法研究反应机理的基本原理
3、通过烃类的取代反应和酯化反应以及酯的水解反应了解有机化学反应的机理
【课前达标】
1.图1和图2是A、B两种物质的核磁共振氢谱。已知A、B两种物质都是烃类,都含有6个氢原子。请根据图1和图2两种物质的核磁共振氢谱谱图选择出可能属于图1和图2的两种物质是
A.A是C3H6 ;B是C6H6 B.A是C2H6 ;B是C3H6
C.A是C2H6 ;B是C6H6 D.A是C3H6;B是C2H6
2.未知物A的实验式和分子式都是C2H6O 。A的红外光谱图如图(a),未知物A的核磁共振氢谱有三个峰图(b),峰面积之比是1:2:3,未知物A的结构简式为 。
【课堂印象】
三 有机化学反应的研究
1 、烷烃与卤素单质的光取代反应机理(自由基反应)
反应方程式:CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
反应机理:Cl2 Cl· + Cl·
CH4 + Cl· CH3· + HCl
CH3· + Cl2 CH3Cl + Cl·
Cl· + CH3Cl ClCH2· + HCl
……
2、 酯化反应及酯类水解反应的反应机理
【问题解决】:1、我们知道乙酸和乙醇在浓硫酸作用下,能够生成酯,下面是该反应的化学方程式:
反应原理:酸脱羟基,醇脱氢
2、教材P13问题与解决
【典型例题展示1】
乙酸和乙醇在浓H2SO4存在的条件下加热发生酯化反应,现有下列两种有机物:CH3CO18OH和CH3CH2OH,在一定条件下反应生成酯,则生成酯的相对分子质量为 ( )
A.88 B.90 C.92 D.86
3、同位素示踪法
【介绍】同位素示踪法(isotopic tracer method)是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法,示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。
【典型例题展示2】
2002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果,其中一项是瑞士科学家库尔特·维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。在化学上经常使用的是氢核磁共振谱,它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是( )
A.HCHO B.CH3OH C.HCOOH D.CH3COOCH3
【牛刀小试】
1某化合物有碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图有C-H键、O-H键、C-O键的振动吸收,该有机物的相对分子质量是60,则该有机物的结构简式是 ( )
A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3
C.CH3CH2CH2OH D.CH3CH2CHO
2.二甲醚和乙醇是同分异构体,其鉴别可采用化学方法及物理方法,下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是 ( )
A.利用金属钠或者金属钾 B.利用质谱法
C.利用红外光谱法 D.利用核磁共振氢谱
3.通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子 ( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【课堂反刍】
1.下列有机物符合最简式为CH2的是
A.C3H8 B.C2H6 C.CH4 D.C4H8
2.某有机物在氧气中充分燃烧,生成等物质的量的水和二氧化碳,则该有机物必须满足的条件是
A.分子中的C、H、O的个数比为1∶2∶3 B.分子中C、H个数比为1∶2
C.该有机物的相对分子质量为14 D.该分子中肯定不含氧元素
3.两种气态烃组成的混合气体0.1mol,完全燃烧得0.16molCO2和3.6gH2O,则混合气体中
A.混和气体中一定有甲烷 B.混和气体中一定有甲烷和乙烯
C.混和气体中一定有乙烷 D.混和气体中一定有乙炔
4.某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧,只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列说法正确的是
A.该化合物仅含碳、氢两种元素 B.该化合物中碳、氢原子个数比为1:2
C.无法确定该化合物是否含有氧元素 D.该化合物中一定含有氧元素
5.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.有机化合物中不含有的基团是
A.醛基 B.羧基 C.羟基 D.烃基
8.下列说法不正确的是
A.有机化合物的1H核磁共振分析中,氢原子核所处的化学环境不同,表现出的核磁性就不同,代表核磁性特征的峰在核磁共振谱图中横坐标的位置也就不同。
B.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,测试并记录有机化合物对一定波长范围的红外光吸收情况,根据对红外光谱的分析,可以初步判断该有机化合物中具有哪些基团。
C.有机化合物中的“基”是一成不变的。
D.质谱法是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带点的“碎片”,并根据“碎片”的某些特征谱分析有机物结构的方法。
10.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
11.下列化合物的1H核磁共振谱中只有一个单峰。写出它们的结构简式:
(1)C2H6O ;(2)C4H6 ;(3)C4H8 ;
(4)C5H12 ;(5)C2H4Cl2 ;(6)C8H18 ;
12.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)如果需要你确定维生素C的分子式,你还需要哪些信息 。
13.解决有机分子结构问题的最强有力手段是核磁共振。下图是计算机软件模拟出的该分子氢原子的核磁共振波谱图,单位是ppm;氢原子在分子中的化学环境(原子之间相互作用)不同,在核磁谱图中就处于不同的位置,化学环境相同的氢原子越多,吸收峰面积(或高度)越大(或高)。其核磁共振波谱图如下:
参考结构式,分析核磁谱图,回答下列问题:
分子中共有 种化学环境不同的氢原子;谱线最高者表示有 个
环境相同氢原子,谱线最低者表示有 个环境相同氢原子。
14.核磁共振谱(NMR)是研究有机物结构的有力手段之一,在所研究的化合物分子中等性氢原子在NMR谱中都给出了相应的峰(信号),谱中峰的强度与结构中氢原子数成正比,如:CH3CHO分子中的NMR谱有两个峰,其强度之比是3:1
(1)某分子式为C2H6O的化合物,若它的NMR谱中有三个不同的峰,且其强度之比为3:2:1,则该化合物的结构简式为__________;若它的NMR谱中只有一个特征峰,则该化合物的结构简式为__ __ ____。
(2) 结构简式为CH3CH2Cl的化合物,它的NMR谱中有________个不同的峰,其强度之比为_________________________。
C
C
H
H
H
H
H
O
H
C
C
H
H
H
H
H
O
H
光照
光照
光照
光照
光照
光照专题1认识有机化合物
第一单元有机化合物的发展和应用
教学目标
【知识与技能】
1了解化学史实
2知道有机化合物的分类
【过程与方法】
通过对典型实例的分析,初步了解测定有机元素含量、相对分子质量的一般方法。
【情感态度与价值观】
通过调查研究、查阅资料等探究活动,了解有机化学的发展现状,进一步培养学生学习和研究化学的志向。
教学重点
1、理解有机物的定义
2、能正确判断那些物质为有机物
教学难点
有机化学的应用
教学方法:讲述、讨论、归纳
第一课时
教学过程
一 有机化学的发展
1、我国早期的有机化学:
【资料】我们的祖先在3000多年前用煤作燃料,2000多年前掌握石油和天然气的开采,从植物中提取染料和香料等物质已经有上千年的历史。
2、有机化学的形成:
【资料】19世纪初,瑞典化学家贝采利乌斯提出有机化学概念,使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。
3、现代有机化学:
【资料】21世纪的今天,各种合成有机物已经渗透到各个领域;有机化学已经与其它学科融合形成了多个新型学科,应用前景十分广阔。
【介绍】德国化学家维勒(阅读P2科学史话)
4、目前人类发现和合成的有机物超过4000万种。
二 有机化合物的概念及分类
1 有机物——含碳化合物,除CO2和碳酸盐外。
2 有机物的分类
【经典例题展示】
例.某含氧有机物0.5mol与1.75mol氧气混合后,可恰好完全燃烧,生成33.6 L CO2(标准状况)和27g水,求该有机物的分子式
三、有机化学的应用
1、人类的衣食住行离不开有机物:
天然有机物:如糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。
合成有机物:塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等。
2、具有特殊功能有机物的合成和使用改变了人们的生活习惯,提高了人类的生活质量。
3、有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。
生命体中许多物质都是有机物,如细胞中存在的糖类、脂肪、氨基酸、蛋白质和核酸等,都是有机物。
4、药物中大多数是有机化合物,在帮助人们战胜疾病,延长寿命的过程中发挥着重要的作用。
5、1965年,世界上第一次用人工方法合成的蛋白质——结晶牛胰岛素在中国诞生。
第二单元科学家怎样研究有机物(一)
教学目标
【知识与技能】
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
【过程与方法】
【情感态度与价值观】
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
第一课时
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。
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→CO2 H→H2O N→N2 Cl→HCl
(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
【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。
3、确定有机化合物元素组成的仪器:元素分析仪。(阅读课本P7)
该仪器的工作原理是:
使用该仪器的优点是:
【经典例题展示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,求出最简式
根据有机物的M求出分子式
(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=22.4×ρ
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
3.混合物的平均相对分子质量:
=
【经典例题展示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。
【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
第二单元科学家怎样研究有机物(二)
教学目标
【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】
【情感态度与价值观】
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)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
二、有机物结构的研究
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,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。
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。
【典型例题展示】 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
INCLUDEPICTURE "http://jpkc.xmu./yjhx/spectr/nmr/Butane.jpg" \* MERGEFORMATINET
用质谱法还可以测定有机物的相对分子质量。
4 手性分子
(1)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_____
(2)手性碳原子:_____________________________________
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。
(3)意义:具有神奇的光学特性
第二单元科学家怎样研究有机物(三)
学习目标
【知识与技能】
1、了解几种典型的反应机理
2、了解同位素示踪法研究反应机理的基本原理
3、通过烃类的取代反应和酯化反应以及酯的水解反应了解有机化学反应的机理
【过程与方法】
【情感态度与价值观】
教学重点
取代、酯化、酯的水解反应机理
教学难点
取代、酯化、酯的水解反应机理;同位素示踪法研究反应机理的基本原理
第三课时
【教学过程】
(引入)设计并合成新的有机化合物是有机化学的重要研究内容
三 有机化学反应的研究
1 、烷烃与卤素单质的光取代反应机理(自由基反应)
反应方程式:CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
反应机理:Cl2 Cl· + Cl·
CH4 + Cl· CH3· + HCl
CH3· + Cl2 CH3Cl + Cl·
Cl· + CH3Cl ClCH2· + HCl……
2、 酯化反应及酯类水解反应的反应机理
【问题解决】:1、我们知道乙酸和乙醇在浓硫酸作用下,能够生成酯,下面是该反应的化学方程式:
反应原理:酸脱羟基,醇脱氢
2、教材P13问题与解决
【典型例题展示1】乙酸和乙醇在浓H2SO4存在的条件下加热发生酯化反应,现有下列两种有机物:CH3CO18OH和CH3CH2OH,在一定条件下反应生成酯,则生成酯的相对分子质量为 ( )
A.88 B.90 C.92 D.86
3、同位素示踪法
【介绍】同位素示踪法(isotopic tracer method)是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法,示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。 同位素示踪法基本原理和特点
__________________________________________________________________________.
【典型例题展示2】2002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果,其中一项是瑞士科学家库尔特·维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。在化学上经常使用的是氢核磁共振谱,它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是( )
A.HCHO B.CH3OH C.HCOOH D.CH3COOCH3
C
C
H
H
H
H
H
O
H
C
C
H
H
H
H
H
O
H
光照
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