江苏省高邮市送桥中学高中化学 专题1 第二单元 科学家怎样研究有机物学案（无答案）苏教版选修5江苏省高邮市送桥中学高中化学 专题1 第二单元 科学家怎样研究有机物学案（无答案）苏教版选修5

专题一 认识有机化合物 第二单元科学家怎样研究有机物【学习任务】1、了解有机化合物组成的研究方法，知道如何确定最简式。2、了解有机化合物结构的研究方法，了解李比希提出的“基团理论”。3、.认识反应机理在化学反应中的重要性，能用同位素示踪法解释简单的化学反应。【学习准备】“没有什么分子像DNA分子结构那样动人。它让科学家着迷，给艺术家灵感，向社会发出挑战。从任何意义说，它都是一种现代的标志。”自然杂志。你能理解结构的测定在科学研究中的重要作用吗？【学习思考】一、有机化合物组成的研究1.研究方法_ _ _2.仪器元素分析仪（1）工作原理：使有机化合物充分燃烧，再对_ _进行自动分析。（2）特点自动化程度高。所需样品量_ _。分析速度快。可同时对_ _等多种元素进行分析。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_结合在一起。原子之间_或_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_提出了“基团理论”。常见的基团有：羟基_，醛基_，羧基_，氨基_，烃基_等，它们有不同的结构和性质特点。2.测定有机化合物结构的分析方法（1）核磁共振法在1H核磁共振谱中：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；特征峰的面积之比就是不同化学环境的氢原子的个数比。如乙醚（CH3CH2OCH2CH3）分子中有10个氢原子，在1H核磁共振谱中会出现_个峰，峰的面积之比为_。（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_。（3）质谱法用高能电子束轰击有机物分子，使之分离成带电的“碎片”，分析带电“碎片”的特征谱，从而分析有机物的结构。三、有机化学反应的研究1.甲烷和氯气取代反应的反应机理（1）反应机理：_链反应Cl2Cl+ClCl2、CH4为反应物Cl+CH4CH3+HClCl、CH3为自由基CH3+Cl2Cl+CH3Cl HCl、CH3Cl为生成物 (2)反应产物：共有_和_ _五种。2.同位素示踪法研究酯的水解反应（1）方法：将乙酸乙酯与_在H2SO4催化下加热水解，检测_的分布情况，判断酯水解时的断键情况。(2)反应机理由此可以判断，酯在水解过程中断开的是酯中的键，水中的18OH连接在键上。思考讨论1.某有机物燃烧产物只有CO2和H2O，能否推测该有机物一定为烃类？提示：不能确定一定为烃类，因为含氧衍生物（如乙醇）的燃烧产物也只有CO2和H2O2.CH3CH2OH和在浓硫酸作用下反应一段时间后，能够检测出含的物质有哪些？提示：根据酯的水解反应可知，酸和醇的酯化反应的机理是酸脱羟基、醇脱氢，所以能够检测出含18O的物质有和H218O。【课堂引入】在日常生活中，我们接触到各种各样的物质，你能说出哪些是有机化合物吗？它们在生活中有哪些应用呢？【学习活动】学习活动1、确定有机物的方法有机物分子式的确定1.有机物组成元素的推断一般来说，某有机物完全燃烧后，若产物只有CO2和H2O，其组成元素可能为C、H或C、H、O。欲判断该有机物是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将C、H的质量之和与原来有机物质量比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧元素；否则，原有机物的组成中含氧元素。2.确定分子式的方法（1）直接法有机物的密度（或相对密度）摩尔质量1 mol有机物中各原子的物质的量分子式。（2）最简式法各元素的质量分数最简式分子式。（3）余数法 用烃的相对分子质量除以14，看商数和余数。余2为烷烃=A 除尽：为烯烃或环烷烃差2为炔烃或二烯烃差6为苯或苯的同系物其中商数A为烃中的碳原子数，此法适用于具有特定通式的烃(如烷烃、烯烃、炔烃、苯、苯的同系物等)。(4)化学方程式法利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。在有机化学中，常利用有机物燃烧等方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有：CxHy+(x+)O2xO2+H2OCxHyOz+(x+-)O2xCO2+H2O特别提醒：（1）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，如实验式为CH3的有机物，其分子式为C2H6时，氢原子已达到饱和；实验式为CH3O的有机物，其分子式为C2H6O2(乙二醇)。(2)求算有机化合物相对分子质量的方法根据标准状况下气体密度的0，求算该气体的摩尔质量，即该气体的相对分子质量Mr=022.4（限于标准状况下使用）。根据气体的相对密度D，求气体的相对分子质量：Mr(A)=DMr(B)。求混合气体的平均相对分子质量：=Mr(A)A%+Mr（B）B%+Mr(C)C%（A%、B%、C%为A、B、C气体在混合气体中的体积分数）。运用质谱法测定相对分子质量。例1为了测定一种气态烃A的分子式，取标准状况下A气体置于密闭容器内燃烧，实验表明产物是CO2、CO和H2O,学生甲、乙设计如下两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式，他们测定的数据如图所示（假设每次处理均反应完全）（1）根据两方案，你认为能否测得A的最简式（填“能”或“不能”）。甲方案，乙方案。根据能测出A的最简式方案，回答下列问题：（2）A的最简式为。（3）若要确定A的化学式是否需要测定其他数据（填“是”或“否”），如果需要，测定数据是。学习活动2：推导有机物的结构式1.由分子式确定有机物结构式的一般步骤其结构式的确定过程可表示如下：2.有机物结构式的确定方法(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）通过定量实验确定通过定量实验确定有机物的官能团，如乙醇结构式的确定；通过定量实验确定官能团的数目，如测得1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol气体，则可说明醇分子中含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）可用红外光谱、1H核磁共振谱确定有机物中的官能团和各类氢原子数目，确定有机物的结构式。例2下图中的1H核磁共振谱图表示的可能是下列哪种有机物的核磁共振谱A.CH3CH2CH3 B.CH3CH2OHC.CH3CH2CH2Cl D. CH2=CHCH2CH3 问题1、某有机物蒸气对H2的相对密度为23，其中C、H、O的质量分数分别为52.17%、13.04%、34.78%。(1)该有机物实验式为，分子式为，可能的结构简式为和。（2）实验测得4.6 g该有机物和足量钠反应，标准状况下放出气体1.12 L，则该有机物的结构简式为。专题一 认识有机化合物第二单元科学家怎样研究有机物【学习任务】1、了解有机化合物组成的研究方法，知道如何确定最简式。2、了解有机化合物结构的研究方法，了解李比希提出的“基团理论”。3、.认识反应机理在化学反应中的重要性，能用同位素示踪法解释简单的化学反应。学以致用1.某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为1:1，由此可以得出的结论是()A.该有机物中碳、氢、氧原子个数比为1:2:3B.分子中碳、氢原子个数比为1:2C.该有机物中一定含氧元素 D.该有机物中一定不含氧元素 2、若乙酸分子中的氧原子都是18O，乙醇分子中的氧原子都是16O，二者在浓H2SO4作用下发生酯化反应，一段时间后，分子中含有18O的物质有 ()A.1种B.2种C.3种D.4种 3、在核酸共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3： 2的化合物是()A. B. C. D. 4、两种气态烃组成的混合气体0.1 mol，完全燃烧可得0.16 mol CO2和3.6 g H2O。下列说法正确的是()A.一定有甲烷B.一定是甲烷和乙烯 C.一定有乙烷D.一定有乙炔 5、a mL三种气态烃的混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来的状态(常温、常压)，体积共缩小2a mL，则三种烃可能是()A.CH4、C2H4、C3H4B.C2H6、C3H6、C4H6C.CH4、C2H6、C3H8D.C2H4、C2H2、CH4 6、某有机物CxHyOz完全燃烧时需O2的物质的量是该有机物的x倍，生成CO2和H2O的物质的量之比为1：1。该有机物分子式中x,y,z的关系是()A.x=2y=z.x=y=z C. x=y=2zD.x=y=z 7、在一定温度下，向一个容积不变的密闭容器中，加入一定量的SO2和18O2及催化剂，发生反应：2SO2（g）+O2(g)2SO3（g），反应一段时间后18O存在于()A.SO2B.O2C.SO3D.全部气体中 8、某气态化合物X含C、H、O三种元素，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.D. 9、如图所示，分别是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。请根据这两种物质的核磁共振氢谱图选择出可能属于A、B的两种物质()A.A是C3H6;B是C6H6B.A是C2H6;B是C3H6C.A是C2H6;B是C6H6D.A是C3H6;B是C2H6 10、实验室用燃烧法测定某种氨基酸（CxHyOzNp）的分子组成。取Wg该氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成二氧化碳、水和氮气。现按如图所示装置进行实验：（1）E装置的