高中化学 1.2 科学家怎样研究有机物课件 苏教版选修5.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 人类对有机物的研究经历了从天然动植物中提取 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 根据需要对有机化合物分子进行设计和合成的发展过程 这也是有机化学发展的必经之路 目标导航 预习导引 一 二 三 一 有机化合物组成的研究1 研究有机物的组成时 需知道该化合物由哪些元素组成 各元素的质量分数是多少 进而确定有机物的最简式 2 研究方法 1 氧化法根据有机物氧化成h2o和co2的质量确定有机化合物中氢和碳的质量分数 进而确定有机物中碳原子和氢原子的最简整数比 可得有机物的最简式 2 钠融法通过钠融法可定性确定有机物中是否存在n cl br s等元素 3 铜丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在卤素 目标导航 预习导引 二 三 一 3 仪器 元素分析仪 1 工作原理使有机化合物充分燃烧 再对燃烧产物进行自动分析 2 特点元素分析仪自动化程度高 分析元素含量所需样品质量小 分析速度快 可同时对c h o s等多种元素进行分析 预习交流1有机物的最简式就是分子式吗 答案 不是 最简式是有机化合物所含各元素原子个数的最简整数比 最简式又叫实验式 目标导航 二 预习导引 三 一 二 有机化合物结构的研究1 有机化合物的结构 1 在有机化合物分子中 原子主要通过共价键结合在一起 原子之间结合方式或连接顺序的不同导致了所形成物质在性质上的差异 2 1831年 德国化学家李比希提出了 基团理论 有机化合物中常见的基团有 写名称和化学式 羟基 oh 醛基 cho 羧基 cooh 等 2 测定有机化合物结构的分析方法测定结构的方法有物理方法和化学方法 化学方法主要是鉴别官能团 物理方法主要有核磁共振 红外光谱等 目标导航 二 预习导引 三 一 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 在1h核磁共振谱中 a 特征峰的个数就是有机物中不同化学环境的氢原子的种类数 b 特征峰的面积之比就是不同化学环境的氢原子的个数比 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 初步判定有机物中基团的种类 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 从而分析有机物的结构 目标导航 二 预习导引 三 一 预习交流2c3h8的1h核磁共振谱中有几组特征峰 其面积之比为多少 答案 c3h8即ch3ch2ch3中有两种处于不同化学环境的氢原子 应有两组特征峰 其面积之比为3 1 目标导航 二 预习导引 三 一 三 有机化学反应的研究1 甲烷与氯气在光照条件下发生卤代反应的机理这是一个自由基型链反应 目标导航 二 预习导引 三 一 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 说明 a 准确的碳氢定量分析在有机化学上是一个重要成果 对有机化学的发展起着不可估量的作用 b 吸收二氧化碳和水要注意先吸收水 后吸收二氧化碳 以分别确定碳 氢 氧的含量 2 质谱仪在化学分析中有何作用 答案 由于质谱法能够提供被测物质分子或分子碎片的质量信息 所以它不但能够给出被测物质的相对分子质量 还通过分子碎片的质量信息 推测分子的结构 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 二 有机物分子结构的测定活动与探究1 有机物结构确定的常用方法有哪些 答案 1 化学方法 利用特征反应鉴定出官能团的种类 再制备它的衍生物进一步确认 2 物理方法 红外光谱 ir 紫外光谱 核磁共振等 2 确定有机物结构式的一般思路是什么 答案 1 物质的结构决定物质的性质 物质的性质又反映其结构特点 确定物质的结构 主要是利用物质所具有的特殊性质来确定该物质所具有的特殊结构 即确定该物质的官能团 2 确定有机物结构式的一般步骤 根据分子式写出它可能具有的同分异构体 利用该物质的性质推测其可能含有的官能团 最后确定所写同分异构体中的一种结构 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移与应用例2用核磁共振仪对分子式为c3h8o的有机物进行分析 1h核磁共振谱有三个峰 峰面积之比是1 1 6 则该化合物的结构简式为 a b c ch3ch2ch2ohd c3h7oh解析 三个峰说明有三类氢原子 且个数比为1 1 6 只有b项符合 答案 b 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移训练2化合物a经李比希法测得其中含c72 0 h6 67 其余是氧 用质谱法分析得知a的相对分子质量为150 现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法 方法一 核磁共振仪可以测定有机分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量 如乙醇 ch3ch2oh 的1h核磁共振谱有3个峰 其面积之比为3 2 1 如图所示 现测出a的1h核磁共振谱有5个峰 其面积之比为1 2 2 2 3 问题导学 即时检测 一 二 三 方法二 利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团 现测得a分子的红外光谱如下图 已知a分子中只含一个苯环 且苯环上只有一个取代基 试填空 1 a的分子式为 2 a的结构简式为 3 a的芳香类同分异构体有多种 其中分子中不含甲基的芳香酸 问题导学 即时检测 一 二 三 问题导学 即时检测 一 二 三 有机物某些特殊组成的实验式 可根据其组成特点直接确定其分子式或结构式 如实验式为ch3的有机物 其分子式为c2h6 氢原子已达到饱和 实验式为ch3o的有机物 其分子式为c2h6o2 问题导学 即时检测 一 二 三 三 有机物中的手性分子和对映异构现象活动与探究你对手性分子和对映异构现象有怎样的认识 答案 1 手性分子与四个不同原子或原子团相连的碳原子叫手性碳原子 又叫不对称碳原子 通常用 标出 含有手性碳原子的分子叫手性分子 如乳酸 问题导学 即时检测 一 二 三 2 对映异构现象当分子中含有与四个不同基团相连的碳原子时 就存在两种不同的四面体结构 问题导学 即时检测 一 二 三 两者的关系相当于左手和右手 或物体和镜像 外形相似 但不能互相叠合 它们互称为对映异构体 手性分子具有能使偏振光的振动平面旋转一定角度的性质 如上图所示 即为旋光性 故对映异构又称为旋光异构 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移与应用例3已知1个碳原子连有4个不同原子或原子团 则该碳原子称为 手性碳原子 这种物质一般具有光学活性 烷烃ch3ch2ch ch3 2在光照时与cl2发生取代反应 生成了一种具有光学活性的一氯代物 该一氯代物的结构简式可能为 a ch2clch2ch ch3 2b ch3chclch ch3 2c ch3ch2ccl ch3 2d ch3ch2ch ch3 chcl2 问题导学 即时检测 一 二 三 解析 在光照时与cl2发生取代反应生成的一氯代物有4种 分子中分别存在1个连有4个不同原子或原子团的碳原子 故b项正确 答案 b 问题导学 即时检测 一 二 三 迁移训练3下列具有手性碳原子的分子是 解析 与4个不同原子或原子团相连的碳原子叫手性碳原子 答案 d判断手性分子应注意推断的顺序 依次为手性碳原子 手性分子 旋光性 光学活性 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 1 燃烧0 2mol某有机物 得到0 4molco2和0 6molh2o 由此可得出的结论是 a 该有机物含有2个碳原子和6个氢原子b 该有机物中碳元素和氢元素的原子个数比为3 1c 该有机物中含有2个co2和3个h2od 该有机物的1个分子里含有2个碳原子和6个氢原子 还可能含有氧原子解析 该有机物的1个分子里含有2个碳原子和6个氢原子 a项错误 该有机物中碳元素和氢元素的原子个数比为1 3 b项错误 该有机物中不含二氧化碳 也不含水 c项错误 答案 d 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 2 能够快速 微量 精确地测定有机物相对分子质量的物理方法是 a 质谱b 红外光谱c 紫外光谱d 核磁共振谱解析 质谱法是一种仅用几微克样品就可以测定出样品相对分子质量的方法 是目前常用的测定有机物相对分子质量的方法 答案 a 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 3 人剧烈运动 骨骼肌组织会供氧不足 导致葡萄糖无氧氧化 产生大量酸性物质 分子式为c3h6o3 如果该物质过度堆积于腿部 会引起肌肉酸痛 体现该物质酸性的基团是 a 羟基b 甲基c 乙基d 羧基答案 d 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 4 已知下列两个结构简式 ch3 ch3和ch3 两式中均有短线 这两条短线所表示的意义是 a 都表示一对共用电子对b 都表示一个共价单键c 前者表示一对共用电子 后者表示一个未成对电子d 前者表示分子内只有一个共价单键 后者表示该基团内无共价单键解析 ch3 ch3分子中的短线表示碳碳单键 即表示一对共用电子 而ch3 中的短线仅表示一个未成对电子 所以a b项均错误 c项正确 ch