有机物分子式和结构式的确定.docVIP

教学目标知识目标：1.了解确定有机物实验式,分子式,结构式的方法；2.掌握有关有机物分子式的确定的计算；3.通过实验确定乙醇的结构式。能力目标：1.通过典型例题的练习，提高知识的应用和迁移能力；2.通过乙醇与钠反应的定量实验，培养观察能力；3.通过有机物的结构式的确定，培养综合分析能力。情感目标：1.认识有机物的分子式的确定来源于科学研究，并非主观臆断，培养严肃认真的科学态度和良好的学习习惯；2.体会有机物的分子式和结构式的意义，培养辩证唯物主义思维方法。教学建议教材分析有机物的分子式确定的计算，以往的教材中没有专门讲解，各类有机物分子式的计算，直接以习题的形式出现。将有机物的分子式和结构式的确定编为一节内容，从有机物研究方法的角度来介绍分子式确定的计算和结构式的确定。这样可以使学生更好地学习和掌握有机物的分子式和结构式的确定方法。同时向学生展示了一种科学研究的途径和思维方式，有利于培养和训练学生的科学方法，同时也有利于加深学生对分子式确定计算和结构式的意义的理解。将本节内容安排在本章的第三节，教材的编排比较合理。学生已经掌握了一定的有机物的知识，为学习本章内容提供了基础。同时考虑到机物的分子式和结构式的确定的计算，对于有机物的教学来说至关重要，是一个贯彻始终的过程，学生不可能短时期掌握，需要经过一段时间的训练才能逐步熟练掌握。教法建议本节内容分两个部分：有机物分子式的确定；确定乙醇的结构式。建议采用教师启发、点拨，学生讨论归纳总结的方式组织教学。一、有机物分子式的确定：根据所选的例题与学生共同总结、归纳有机物分子式确定的条件以及解题的思路与方法。1介绍实验式的概念以及“最简式与分子式”的关系。2确定有机物分子式的一般方法。（1）实验式法：根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数比。求出有机物的相对分子质量。（2）直接法：求出有机物的相对分子质量。根据有机物各元素的质量分数直接求出1mol有机物中各元素原子的物质的量。根据学生的实际情况，选择适当的例题介绍其他确定有机物分子式的方法。例如：1燃烧通式法：根据有机物完全燃烧反应的通式以及反应物和生成物的质量、物质的量或气体体积求出分子式。确定有机物的分子式的关键是氧元素的确定，一般来说有机物完全燃烧后若产物只有二氧化碳和水，则其元素组成可能C，H或C，H，O。若判断该有机物是否含有氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量和H2O中氢元素的质量，然后将碳，氢质量之和与原有机物质量比较，若二者相等，则原有机物的组成中不含氧；否则原有机物的组成含氧。有机物中氧元素的数目确定，用产物中CO2和H2O中氧元素的总量减去燃烧消耗的氧气的量得到的就是有机物的含氧量，再除以该有机物的物质的量就是有机物中氧元素的数目。2商余法（适用于烃的分子式求法）：（1）求出相对分子质量（2）用相对分子质量除以“14”，所得商为碳原子数，再根据余数确定分子式，或用相对分子质量除以“12”，所得商为碳原子数，余数为氢原子数。二、有机物结构式的确定通过例题先确定乙醇的分子式以及乙醇可能有的结构简式（CH3CH2OH、CH3OCH3）然后与学生共同讨论如何确定乙醇的结构？最后明确：只有通过物质的性质（特性）才能确定其结构。增加演示实验：“定量测定乙醇与金属钠反应放出氢气的体积”。经计算，分析确定乙醇的结构。在以后的教学中补充一些“确定有机物结构式”的例题，不仅能巩固有机物的特性，而且能进一步加深理解“结构与性质”的关系。返回页首教学设计方案一课题：有机物分子式和结构式的确定重点和难点：烃的衍生物的分子式和结构式的确定教学过程：【引言】前面我们已经学习了部分有机物的性质，对有机物有了一定的了解，对于有机物的分子式如何确定呢？这是本节所要研究的问题。【板书】第三节 有机物分子式和结构式的确定【投影练习】例1 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。【分析解答】分析：此题题给条件很简单，是有机物分子式确定中最典型的计算。由于该物质为烃，则它只含碳、氢两种元素，则碳元素的质量分数为（10017.2）%82.8%。则该烃中各元素原子数（N）之比为： C2H5仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比，是该烃的实验式，不是该烃的分子式。设该烃有n个C2H5，则 因此，烃的分子式为 。【讲解】对于一种未知物，如果知道了物质的元素组成和相对分子质量，就会很容易通过计算得出分子式。确定有机物的分子式的途径：1.确定实验式 2. 确定相对分子质量【投影练习】例2 燃烧某有机物A 1.50g，生成1.12L（标准状况） 和0.05mol 。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式。解答：首先要确定该物质的组成元素。1.5g A中各元素的质量： ，所以有机物中还含有O元素。 则 实验式为 ，其式量为30。又因该有机物的相对分子质量 因此实验式即为分子式。【讲解】从例题可以看出计算相对分子量很重要，计算有机物相对分子质量的方法有哪些？密度法(标准状况)，相对密度法(相同状况)。另外可以看出元素的质量有时不能由实验直接得出，还需要对实验现象和结果进行必要的分析和计算。【归纳总结】确定有机物分子式的一般方法（1）实验式法：根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数比（最简式）。求出有机物的摩尔质量（相对分子质量）。（2）直接法：求出有机物的摩尔质量（相对分子质量）根据有机物各元素的质量分数直接求出1mol有机物中各元素原子的物质的量。【投影练习】例3 某0.16g饱和一元醇与足量的金属钠充分反应，产生56mL氢气（标准）状况。则该饱和一元醇的分子式为_。【讲解】有机物的分子式的确定方法有很多，在今后的教学中还会进一步介绍。今天我们仅仅学习了利用相对分子质量和实验式共同确定有机物的基本方法。【作业】完成课后本节内容的习题。返回教学设计方案二课题：有机物分子式和结构式的确定重点和难点：烃的衍生物的分子式和结构式的确定教学过程：【复习提问】对于有机物分子式的确定，需要那些必要的数据？有机物的相对分子质量、有机物的实验式。【引言】上节课我们学习了有机物分子式的确定的基本方法，本节继续介绍有机物分子式的确定的其他方法和有机物结构式的确定方法。由于有机物存在着同分异构现象，因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质。我们以乙醇为例确定有机物的结构式。【板书】二 通过实验确定乙醇的结构式【分析】乙醇的化学式C2H6O，乙醇可能的结构式：【提问】我们如何确定乙醇的结构式呢？【讲解】我们必须根据乙醇的化学性质来确定，因为物质的结构决定性质，性质又是物质结构的体现。我们利用乙醇和金属钠的反应的实验确定乙醇的结构式。【视频演示】乙醇与金属钠的定量实验。【投影】 0.1mol乙醇与足量的金属钠反应，收集到1.12L的氢气。根据上述实验所得数据，怎样推断乙醇的结构究竟是（1）还是（2）？【分析】1.比较（1）和（2）式C2H6O中6个氢原子的地位相同吗？2. 根据数据分析得出1 mol C2H6O转换1mol氢原子，即一个C2H6O分子中只有一个氢原子可被转换。C2H6O分子中只有一个与众不同的氢原子。结论：有机物A（乙醇）的结构式只有是（2）。【投影练习】例1 4.6g某饱和一元醇C与足量金属钠反应，得到1.12L（标准状况）的氢气。求该饱和一元醇的分子式。【讲解】有机物的相对分子质量可以根据化学反应方程式来求出，有机物的分子式可以通过有机物通式及相对分子质量共同求出。【投影练习】例2 燃烧2mol某有机物，生成4mol 和6mol ，同时测知消耗5mol ，推测该有机物的分子式为 。解答：设有机物的分子式为 ，根据题意可写出燃烧方程式： 根据质量守恒定律而得出分子式为 。【讲解】 本题介绍了根据有机物完全燃烧反应的通式以及反应物和生成物的质量、物质的量或气体体积求出分子式的方法要求熟练书写有机物燃烧反应的通式。【投影练习】例3 0.2mol有机物和 在密闭容器中燃烧后的产物为 、CO和 。燃烧后的这些产物经过浓 后，质量增加10.8g；再通过灼热的 充分反应后，固体质量减轻3.2g，最后气体再通过碱石灰被完全吸收，质量增加17.6g。（1）推断该有机物的分子式。（2）若0.2mol该有机物在与过量的金属钠完全反应后放出4.48L （标准状况），试确定有机物的结构简式。【分析解答】：此题考查了分析问题、综合运用所学知识的能力。浓 增重说明生成水的质量为10.8g。灼热的 减重3.2g，说明生成CO的量，而CO又被氧化为 ，故碱石灰增重实际为原燃烧生成的 及CO被氧化生成的 质量之和。该物质与金属钠能发生反应产生 ，说明含有OH，这是推断其结构的依据。 的量不足量。根据条件：（1）燃烧产物中有CO，说明有机物燃烧时 不足。CO通过灼热的 充分反应后， 质量减轻3.2g，即参与反应的 中含氧元素3.2g，也就是有机物燃烧时缺少 的质量为3.2g。3.2g 的物质的量为 ，即有机物完全燃烧时需 的物质的量为： 有机物完全燃烧后生成 和水的物质的量为： 设该有机物的分子式为 。 ， ， ，将 ， 代入得 该有机物的分子式为 。（2） 可与Na反应放出 ，说明其结构中含有羟基（OH）。 1mol 与Na反应后可放出1mol ，说明 分子中含有2个可被Na置换的氢原子，即含有2个OH，为 ，结构简式为 。【归纳总结】通过该题，学习利用有机物反应的通式经过计算确定有机物的分子式，并利用有机物的性质来确定有机物的结构式。【作业】完成课后相应练习题。返回典型例题例1 1924年我国药物学家从中药麻黄中提取出了麻黄素，并证明麻黄素具有平喘作用。将10.0g麻黄素完全燃烧可得26.67g 和8.18g 。测得麻黄素中含氮8.48%，它的实验式为 ，已知其实验式即为分子式，则麻黄素的分子式为_。选题目的：利用质量守恒原理分别计算C、H、O 的质量比，得出有机物分子式。适用于中等学生。解析：先求C、H、O的质量分数： ； ； ，故 。麻黄素的分子式为 。评注：本题属于根据燃烧产物的质量、元素的质量分数确定实验式的一类题目。例2某0.16g饱和一元醇与足量的金属钠充分反应，产生56mL氢气（标准）状况。则该饱和一元醇的分子式为_。选题目的：介绍利用有机物的通式以及反应物和生成物的质量、物质的量或气体体积求出分子式。适用于中下等学生。 评注：本题属于运用有机物的通式计算确定分子式的一类题目。掌握各类有机物的通式很有必要：如饱和一卤代烃的通式为 ，饱和醇的通式为 （ 时为二元醇， 时为三元醇）。例3 燃烧2mol某有机物，生成4mol 和6mol ，同时测知消耗5mol ，推测该有机物的分子式为_。选题目的：介绍有机物完全燃烧反应的通式以及反应物和生成物的质量、物质的量或气体体积求出分子式的方法。适用于中等学生。解析：设有机物的分子式为 ，根据题意可写出燃烧方程式：根据质量守恒定律知： ， ， 。故该有机物的分子式为 。评注：本题属于根据燃烧方程式计算确定分子式的一类题目。返回页首探究活动如何确定甲醇的分子结构 1如何确定甲醇的分子式确定甲醇的分子量的方法：可以通过称取一定量的甲醇，将一定量的甲醇蒸发测定甲醇的蒸汽的体积，将它换算成标准状况，求出甲醇的分子量。2利用燃烧法定量定性测定甲醇的分子组成将一定量的甲醇燃烧，收集得到的气体产物。对产物进行定性测定，看产物是否只有二氧化碳和水。（想一想如何进行鉴定）产物如果只有二氧化碳和水，说明甲醇可能含有C、H、O三种元素。C、H两种元素肯定含有，氧元素是否含有需要进行定量测定。对产物中的二氧化碳和水进行定量测定（想一想如何进行测定），用甲醇的质量减去二氧化碳和水中所含的碳、氢元素的质量，得到氧元素的质量。根据碳，氢，氧元素的质量比和甲醇的分子量可以得到甲醇的分子式。3确定甲醇的结构式方法与通过实验确定乙醇的结构式相同习题精选一、选择题1某气态烃在一密闭容器中与 混合点燃，使烃完全燃烧，燃烧后容器内压强与燃烧前相同（150测定），此气态烃可能是（ ） A丙烷 B乙炔 C乙烯 D丙炔2某有机物完全燃烧生成 和 的物质的量相等，则此有机物的实验式可能是（ ）A B C D 3一定温度下， 下列物质在足量氧气中充分燃烧，产物与过量的过氧化钠完全反应，过氧化钠固体增重 ，符合此要求的是（ ） 和 A全部 B仅和 C仅 D除以外4某气态烃10mL与50mL氧气在一定条件下作用，刚好耗尽反应物，生成水蒸气40mL，一氧化碳和二氧化碳各20mL（各气体体积均在同温、同压下测定），该烃的分子式为（ ）A B C D 5燃烧物质的量相等的某有机物和乙醇。乙醇燃烧生成 的量是该有机物的 。该有机物燃烧生成水的量是乙醇的 。二者消耗相同状态下氧气的体积相同。通过分析判断该有机物是下列哪种（ ）A B C D 6某化合物含碳、氢、氮3种元素，已知其分子内的4个氮原子排列成内空的四面体结构，且每2个氮原子间都有1个碳原子，分子中无CC、CC和CC键。则此化合物的化学式是（ ）AB C D 7某气态化合物X含有C、H、O3种元素，现已知下列条件：X中C的质量分数；X中H的质量分数；X在标准状况下的体积；X对氢气的相对密度；X的质量。欲确定化合物X的分子式，所需的最少条件是（ ）A B C D8常温、常压下，50mL 3种气态烃的混合物与足量的氧气混合后点燃爆炸，恢复到原来状况时，体积共缩小100mL，则3种烃可能是（ ）A B C D 9某气态烃和具有一