高中化学 专题1 第二单元 科学家怎样研究有机物课件 苏教版选修5.ppt

专题1 课前预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 考点一 课堂10分钟练习 设计1 考点三 第二单元 设计2 设计3 课下30分钟演练 课堂5分钟归纳 考点二 1 若用cxhyoz表示某有机物组成 其完全燃烧时的化学方程式为 2 写出下列官能团的名称 oh cooh nh2 3 c2h6o的两种同分异构体为 羟基 羧基 氨基 ch3ch2oh ch3 o ch3 一 有机化合物组成的研究1 最简式最简式又称实验式 指有机化合物所含元素的原子个数整数比 最简 2 研究方法 h2o co2 氮 氯 溴 硫 卤素 3 元素分析仪 1 工作原理 使有机样品充分燃烧 再对自动分析 2 特点 自动化程度高 所需样品质量小 分析速度快 可同时对等多种元素进行分析 燃烧产物 碳 氢 氧 硫 二 有机化合物结构的研究1 有机化合物的结构 1 在有机化合物中 原子主要以结合在一起 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 r 等 共价键 oh cho cooh nh2 2 有机化合物结构的分析方法 1 核磁共振法 原理 氢原子核所处的化学环境不同 核磁性不同 化学位移 不同 应用 判断氢原子的及数目比 2 红外光谱法 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 应用 初步判定有机物中的种类 种类 基团 3 质谱法 用高能电子束轰击有机物分子 分析带电 碎片 的特征谱 应用 测定有机物的 相对分子质量 三 有机化学反应的研究1 反应机理反应机理又称反应历程 指反应物转为生成物所经历的 2 几个重要反应的机理 1 甲烷的氯代反应 机理 反应 产物 五种产物 过程 自由基型链 ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4 hcl 2 酯的水解反应 机理 酯中的键断裂 c上加 o上加 产物 水解一段时间后 能够检测出含有18o的物质是和 c o 羟基 氢 ch3choh 3 常用方法 1 方法 法 2 创立者 匈牙利化学家海维西 g c dehevesy 同位素示踪 1 能够测出有机化合物分子中所处不同化学环境里的氢原子核的仪器是 a 核磁共振仪b 红外光谱仪c 紫外光谱仪d 质谱仪 分析 核磁共振仪的作用是测定有机物分子中等效氢原子的类型和数目 答案 a 2 利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录 可以初步判断该有机物分子拥有的 a 同分异构体数b 原子个数c 基团种类d 共价键种类 分析 红外光谱的作用是初步判断该有机物中具有哪些基团 有机物中的 基团 包含两类 一类是烃基 另一类是官能团 答案 c 3 2011 杭州高二期末 要证明有机物中是否存在卤素 最方便的方法是 a 钠熔法b 铜丝燃烧法c 核磁共振法d 红外光谱法 分析 a b均能确定有机物中是否含有卤素 相比钠融法 铜丝燃烧法更方便 答案 b 4 2012 杭州高二质检 借助先进的实验仪器和方法 可用于测定有机物质分子结构和有机化学反应历程 下列实验方法主要用于测定有机化学反应历程的是 a 同位素示踪法b 核磁共振法c 红外光谱法d 李比希法 答案 a 5 判断下列说法的正误 1 李比希法可以测定有机化合物中碳 氢元素质量分数 2 钠融法可定性确定有机物中是否存在卤素 3 元素仪器分析仪可同时对碳 氢 氧 硫等多种元素进行分析 4 常见含氧官能团有羟基 醛基 羧基和氨基 5 氢核磁共振谱可以测定有机化合物中氢原子的个数 6 乙酸和乙醇发生酯化反应的机理是酸脱羟基醇脱羟基氢 7 同位素示踪法是经常使用的研究化学历程的手段之一 答案 1 2 3 4 5 6 7 1 直接法直接求出1mol气体中各元素原子的物质的量 即可推出分子式 如给出一定条件下的密度 或相对密度 及各元素的质量比 或百分比 求算分子式的途径为 密度 或相对密度 摩尔质量 1mol气体中各元素原子的物质的量 分子式 4 平均分子式法当有机物为混合物时 可先求出平均分子式 或平均碳原子数或平均氢原子数 然后利用平均值的含义确定各种可能混合有机物的分子式 6 确定有机物分子式的基本方法的归纳 例1 已知某种燃料含有碳 氢 氧三种元素 为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比 可将气态燃料放入足量的o2中燃烧 并使产生的气体全部通过右图所示的装置 得到如下表所列的实验结果 假设产生的气体完全被吸收 根据实验数据求 1 实验完毕后 生成物中水的质量为 g 假设广口瓶里生成一种正盐 其质量为 g 2 生成的水中氢元素的质量为 g 3 生成的co2中碳元素的质量为 g 4 该燃料中碳 氢质量比为 5 已知这种燃料的每个分子中含有一个氧原子 则该燃料的分子式为 答案 1 1 85 2 0 2 3 0 6 4 3 1 5 ch4o 1 根据价键规律确定某些有机物根据价键规律只存在一种结构 则直接根据分子式确定其结构式 例如c2h6 只能是ch3ch3 2 通过定性实验确定实验 有机物表现的性质及相关结论 官能团 确定结构式 如能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物分子中可能含有 不能使溴的四氯化碳溶液褪色却能使酸性高锰酸钾溶液褪色的可能是苯的同系物等 3 通过定量实验确定 1 通过定量实验确定有机物的官能团 如乙醇结构式的确定 2 通过定量实验确定官能团的数目 如测得1mol某醇与足量钠反应可得到1mol气体 则可说明醇分子含2个 oh 4 根据实验测定的有机物的结构片段 组装 有机物实验测得的往往不是完整的有机物 这就需要我们根据有机物的结构规律如价键规律 性质和量的规律等来对其进行 组装 和 拼凑 5 确定有机物结构的物理方法 1 红外光谱的应用 当用红外线照射有机物分子时 分子中的化学键或官能团可发生振动吸收 不同的化学键或官能团吸收频率不同 在红外光谱图上将处于不同的位置 从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息 2 核磁共振氢谱的应用 处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同 在光谱图上出现的位置也不同 且吸收峰的面积与氢原子数成正比 因此 从核磁共振氢谱图上可以推知该有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目 例2 2011 淮阴高二检测 已知某有机物a的红外光谱和1h核磁共振谱图如下图所示 下列说法中不正确的是 a 由红外光谱可知 该有机物中至少有三种不同的化学键b 由1h核磁共振谱图可知 该有机物分子中有三种不同的氢原子c 仅由其1h核磁共振谱图无法得知其分子中的氢原子总数d 若a的化学式为c2h6o 则其结构简式为ch3 o ch3 解析 由图可知 红外光谱显示该有机物含有c h o h和c o三种不同的化学键 在1h核磁共振谱图中有三个峰 所以分子中有三种不同的氢原子 由核磁共振谱可知道分子中的氢原子种类及数目之比 无法得知其分子中的氢原子总数 d项 若a为ch3 o ch3 则在1h核磁共振谱图中应只有一个峰 所以a应为ch3ch2oh 答案 d 横坐标表示 碎片 的质荷比 纵坐标表示 碎片 的相对丰度 峰上的数据表示 碎片 的相对质量 分子 碎片 的相对质量越大 质荷比就越大 到达检测器需要的时间就越长 因此质谱图中最右边的峰表示的就是样品的相对分子质量 如上图所示 甲苯相对分子质量为92 1 对映异构体和手性分子如果一对分子 它们的组成和原子的排列方式完全相同 但如同左手和右手一样互为镜像 在三维空间里不能重叠 这对分子称为对映异构体的分子 有对映异构体的分子称为手性分子 如图所示 显然 结构不同的分子 性质也不同 2 手性碳原子连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子 用 c来标记 如 r1 r2 r3 r4是互不相同的原子或原子团 判断一种有机物是否具有手性异构体 首先看其含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或原子团 然后再看是否互为镜像 例3 2012 豪州高二测试 手性分子是指在分子结构中 当a b x y为彼此互不相同的原子或原子团时 称此分子为手性分子 中心碳原子为手性碳原子 下列分子中指定的碳原子 用 标记 不属于手性碳原子的是 解析 手性碳原子的特点是其所连接的四个原子或原子团各不相同 故像a项中的碳原子连接两个氢原子 不是手性碳原子 答案 a