研究有机化合物的一般方法 课件(共29张PPT)
文档属性
| 名称 | 研究有机化合物的一般方法 课件(共29张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-30 18:07:38 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
高中化学人教版（2019）选择性必修第三册
研究有机化合物的一般方法
探秘葡萄糖分子结构微项目
——有序思维和模型认知
有序思维和模型认知
——研究有机物的思维模型
活动1：请回忆所学研究有机物的一般方法，梳理、AB演讲。
葡萄糖是最重要的营养物质之一
应用现代技术能够把有机化合物的结构分析清晰。
但在一百多年前，葡萄糖结构的确定是横亘在化学家眼前的难题。
.02
如何获取葡萄糖的分子式
.04
如何研究有机物的结构与性质
.03
如何确定葡萄糖的结构
.01
如何提纯葡萄糖
项目拆解与规划
01.提纯葡萄糖
含有：少量 泥沙、NaCl等杂质
项目实践
活动2：请结合已学的物质分离提纯方法，设计提纯葡萄糖的方案（可以写为流程图）
说明：
设计过程中如果需要
有关数据请和老师提出。
1.1 有机物提纯的常用方法有：分液（互不相溶的液体）、萃取（溶质溶解度不同）、蒸馏（相溶的液体，沸点差距一般超过30℃）、分馏（分为多次蒸馏）、色谱、重结晶等。
1.2 因葡萄糖的状态（固体）和葡萄糖溶解性特征（溶解度随温度升高而升高），判断出不纯的葡萄糖（含有可溶性和难溶性杂质）应采取重结晶方法提纯。
在这一过程中先加热溶解，再将难溶性杂质在趁热过滤中留在滤纸表面，冷却结晶后可溶性杂质留在第二次过滤的滤液中，第二次过滤得到的晶体即为较为纯净的葡萄糖。
02.获取
葡萄糖分子式
李比希元素分析
3.0g葡萄糖完全燃烧：
生成1.8gH2O和4.4gCO2。
活动3：测定实验式需要哪些程序和方法？请写出思考过程。
活动4：大家需要哪些数据？为什么？怎么用？
2.1 从左至右各装置的作用分别为：制取足量氧气支持有机物完全燃烧、除去可能带入装置的水蒸气、有机物燃烧反应器（氧化铜的作用为将有机物燃烧不充分产生的一氧化碳、氢气等完全转化为二氧化碳和水）、吸收并定量测定产生水的质量、吸收并定量测定产生二氧化碳的质量、隔绝空气中水和二氧化碳进入导致测定不准确。
2.2 定量计算过程：
①元素质量分析：m(H)=1.8g×2/18=0.2g;m(C)=4.4g×12/44=1.2g，因糖类由碳氢氧3种元素组成，可知m(O)=3.0g-0.2g-1.2g=1.6g；
②元素比例分析：n(C)∶n(H)∶n(O)=(1.2/12):(0.2/1):（1.6/16）=1∶2∶1，求得葡萄糖实验式为CH2O。
活动5：请思考有哪些获取相对分子质量的方法。
获得分子质量的方法主要有3种：
①质谱直接读数；
②相对密度法（同温同压下，ρ1/ρ2=M1/M2,适用于气体有机物的分子量获取）；
③标况密度法（标准状况即0℃、101kPa下，M=ρ·Vm=ρ·22.4）。
活动6：请根据葡萄糖的分子式：C6H12O6，结合葡萄糖的不饱和度推测其分子中可能含有哪些官能团或特殊结构？
有序思维和模型认知
——推测有机物的同分异构体
首先关注官能团种类异构：碳碳双键、环状结构、碳氧双键（羰基、醛基、羧基）
其次关注碳骨架异构。
再次关注官能团位置异构。
03.确定葡萄糖分子的结构
活动7：常用的测定有机物分子结构的方法有哪些？
3.1 分子中的官能团（特征化学键）和碳骨架：
确定有机物分子结构可采取的方法随着科技的发展有了巨大发展，如红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射实验等。
3.2 另外通过特征的化学反应反馈→有机物性质→具体的官能团（种类及个数的确定），也是常用方法。
因一般羟基吸收峰出现在大于3000 cm-1位置，故＞3000cm-1的吸收峰出现表示葡萄糖分子中含羟基；醛基2个特征吸收峰在2880～2650 cm-1出现，据此可推测葡萄糖分子中醛基（红外光谱的吸收峰波长在高中阶段不要求记忆）。
活动8：如何确定官能团的个数？
资料：醛基特征化学反应，即银镜或菲林反应进行定量检测。
①1mol -CHO～2mol Ag或1mol -CHO～1mol Cu2O；
②由羟基特征反应，和Na的置换反应进行定量检测，
1mol -OH～0.5 mol H2↑，通过定量实验及分析可确定1个葡萄糖分子中含有1个-CHO和5个-OH。（想想有什么问题？）
活动9：动手实践——以球棍模型搭建葡萄糖分子结构。
请思考
核磁共振氢谱的异常
活动10：核磁共振氢谱产生异常的原因？
提示：核磁共振氢谱等效氢数=吸收峰数；
吸收峰强度比=等效氢个数比。
这张葡萄糖分子的红外光谱中：
醛基的特征峰很不明显
提示：异构化
乙炔和水的加成反应。
角度化学键极性
标注δ+、δ-
异构化——葡萄糖和果糖
活动11：结合葡萄糖和果糖的结构简式，讨论、分析、标示：葡萄糖分子异构化中化学键的变化及原因。
异构化——
葡萄糖环式结构
活动12：请以葡萄糖分子球棍模型为基础，异构化为果糖或环式结构的一种（拼插过程中印证断键成键位置）。
04.如何认识
有机物的结构与性质
项目成果
活动13：请归纳如何认识和研究有机物？
有序思维
模型认知
祝愿：
同学们在学习化学的道路上都具备科学研究的态度和毅力，形成科学研究的思维模型，这是终身发展的重要学习能力，不只作用在化学学科上。
愿大家都能为祖国的发展添砖加瓦！
高中化学人教版（2019）选择性必修第三册
研究有机化合物的一般方法
探秘葡萄糖分子结构微项目
——有序思维和模型认知
有序思维和模型认知
——研究有机物的思维模型
活动1：请回忆所学研究有机物的一般方法，梳理、AB演讲。
葡萄糖是最重要的营养物质之一
应用现代技术能够把有机化合物的结构分析清晰。
但在一百多年前，葡萄糖结构的确定是横亘在化学家眼前的难题。
.02
如何获取葡萄糖的分子式
.04
如何研究有机物的结构与性质
.03
如何确定葡萄糖的结构
.01
如何提纯葡萄糖
项目拆解与规划
01.提纯葡萄糖
含有：少量 泥沙、NaCl等杂质
项目实践
活动2：请结合已学的物质分离提纯方法，设计提纯葡萄糖的方案（可以写为流程图）
说明：
设计过程中如果需要
有关数据请和老师提出。
1.1 有机物提纯的常用方法有：分液（互不相溶的液体）、萃取（溶质溶解度不同）、蒸馏（相溶的液体，沸点差距一般超过30℃）、分馏（分为多次蒸馏）、色谱、重结晶等。
1.2 因葡萄糖的状态（固体）和葡萄糖溶解性特征（溶解度随温度升高而升高），判断出不纯的葡萄糖（含有可溶性和难溶性杂质）应采取重结晶方法提纯。
在这一过程中先加热溶解，再将难溶性杂质在趁热过滤中留在滤纸表面，冷却结晶后可溶性杂质留在第二次过滤的滤液中，第二次过滤得到的晶体即为较为纯净的葡萄糖。
02.获取
葡萄糖分子式
李比希元素分析
3.0g葡萄糖完全燃烧：
生成1.8gH2O和4.4gCO2。
活动3：测定实验式需要哪些程序和方法？请写出思考过程。
活动4：大家需要哪些数据？为什么？怎么用？
2.1 从左至右各装置的作用分别为：制取足量氧气支持有机物完全燃烧、除去可能带入装置的水蒸气、有机物燃烧反应器（氧化铜的作用为将有机物燃烧不充分产生的一氧化碳、氢气等完全转化为二氧化碳和水）、吸收并定量测定产生水的质量、吸收并定量测定产生二氧化碳的质量、隔绝空气中水和二氧化碳进入导致测定不准确。
2.2 定量计算过程：
①元素质量分析：m(H)=1.8g×2/18=0.2g;m(C)=4.4g×12/44=1.2g，因糖类由碳氢氧3种元素组成，可知m(O)=3.0g-0.2g-1.2g=1.6g；
②元素比例分析：n(C)∶n(H)∶n(O)=(1.2/12):(0.2/1):（1.6/16）=1∶2∶1，求得葡萄糖实验式为CH2O。
活动5：请思考有哪些获取相对分子质量的方法。
获得分子质量的方法主要有3种：
①质谱直接读数；
②相对密度法（同温同压下，ρ1/ρ2=M1/M2,适用于气体有机物的分子量获取）；
③标况密度法（标准状况即0℃、101kPa下，M=ρ·Vm=ρ·22.4）。
活动6：请根据葡萄糖的分子式：C6H12O6，结合葡萄糖的不饱和度推测其分子中可能含有哪些官能团或特殊结构？
有序思维和模型认知
——推测有机物的同分异构体
首先关注官能团种类异构：碳碳双键、环状结构、碳氧双键（羰基、醛基、羧基）
其次关注碳骨架异构。
再次关注官能团位置异构。
03.确定葡萄糖分子的结构
活动7：常用的测定有机物分子结构的方法有哪些？
3.1 分子中的官能团（特征化学键）和碳骨架：
确定有机物分子结构可采取的方法随着科技的发展有了巨大发展，如红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射实验等。
3.2 另外通过特征的化学反应反馈→有机物性质→具体的官能团（种类及个数的确定），也是常用方法。
因一般羟基吸收峰出现在大于3000 cm-1位置，故＞3000cm-1的吸收峰出现表示葡萄糖分子中含羟基；醛基2个特征吸收峰在2880～2650 cm-1出现，据此可推测葡萄糖分子中醛基（红外光谱的吸收峰波长在高中阶段不要求记忆）。
活动8：如何确定官能团的个数？
资料：醛基特征化学反应，即银镜或菲林反应进行定量检测。
①1mol -CHO～2mol Ag或1mol -CHO～1mol Cu2O；
②由羟基特征反应，和Na的置换反应进行定量检测，
1mol -OH～0.5 mol H2↑，通过定量实验及分析可确定1个葡萄糖分子中含有1个-CHO和5个-OH。（想想有什么问题？）
活动9：动手实践——以球棍模型搭建葡萄糖分子结构。
请思考
核磁共振氢谱的异常
活动10：核磁共振氢谱产生异常的原因？
提示：核磁共振氢谱等效氢数=吸收峰数；
吸收峰强度比=等效氢个数比。
这张葡萄糖分子的红外光谱中：
醛基的特征峰很不明显
提示：异构化
乙炔和水的加成反应。
角度化学键极性
标注δ+、δ-
异构化——葡萄糖和果糖
活动11：结合葡萄糖和果糖的结构简式，讨论、分析、标示：葡萄糖分子异构化中化学键的变化及原因。
异构化——
葡萄糖环式结构
活动12：请以葡萄糖分子球棍模型为基础，异构化为果糖或环式结构的一种（拼插过程中印证断键成键位置）。
04.如何认识
有机物的结构与性质
项目成果
活动13：请归纳如何认识和研究有机物？
有序思维
模型认知
祝愿：
同学们在学习化学的道路上都具备科学研究的态度和毅力，形成科学研究的思维模型，这是终身发展的重要学习能力，不只作用在化学学科上。
愿大家都能为祖国的发展添砖加瓦！