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2004.com选修5《有机化学基础》教案第一章认识有机化合物【课时安排】共13课时第一节1课时第二节3课时第三节2课时第四节4课时复习1课时测验1课时讲评1课时第一节有机化合物的分类【教学重点】了解有机化合物的分类方法,认识一些重要的官能团【教学难点】分类思想在科学研究中的重要意义【教学过程设计】【思考与交流】1.什么叫有机化合物?2.怎样区分的机物和无机物?有机物的定义含碳化合物CO、CO
2、H2CO3及其盐、氢氰酸(HCN)及其盐、硫氰酸(HSCN)、氰酸(HCNO)及其盐、金属碳化物等除外有机物的特性容易燃烧;容易碳化;受热易分解;化学反应慢、复杂;一般难溶于水从化学的角度来看又怎样区分的机物和无机物呢?组成元素C、H、ON、P、S、卤素等有机物种类繁多(2000多万种)
一、按碳的骨架分类有机化合物链状化合物脂肪环状化合物脂环化合物化合物芳香化合物1.链状化合物这类化合物分子中的碳原子相互连接成链状(因其最初是在脂肪中发现的,所以又叫脂肪族化合物)如正丁烷正丁醇2.环状化合物这类化合物分子中含有由碳原子组成的环状结构它又可分为两类
(1)脂环化合物是一类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物如环戊烷环己醇
(2)芳香化合物是分子中含有苯环的化合物如苯萘
二、按官能团分类什么叫官能团?什么叫烃的衍生物?官能团是指决定化合物化学特性的原子或原子团.常见的官能团有P.5表1-1烃的衍生物是指烃分子里的氢原子被其他原子或原子团取代所生成的一系列新的有机化合物可以分为以下12种类型类别官能团典型代表物类别官能团典型代表物烷烃——甲烷酚羟基苯酚烯烃双键乙烯醚醚键乙醚炔烃叁键乙炔醛醛基乙醛芳香烃——苯酮羰基丙酮卤代烃卤素原子溴乙烷羧酸羧基乙酸醇羟基乙醇酯酯基乙酸乙酯练习1.下列有机物中属于芳香化合物的是()2.〖归纳〗芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物三者之间的关系〖变形练习〗下列有机物中
(1)属于芳香化合物的是_______________,
(2)属于芳香烃的是________,
(3)属于苯的同系物的是______________
⑥3.按官能团的不同对下列有机物进行分类4.按下列要求举例(所有物质均要求写结构简式)
(1)写出两种脂肪烃,一种饱和,一种不饱和_________________________、_______________________;
(2)写出属于芳香烃但不属于苯的同系物的物质两种_______________________、__________________;
(3)分别写出最简单的芳香羧酸和芳香醛______________________、______________________________;
(4)写出最简单的酚和最简单的芳香醇____________________________、__________________________5.有机物的结构简式为试判断它具有的化学性质有哪些?(指出与具体的物质发生反应)作业布置P.
61、
2、
3、熟记第5页表1-1第二节有机化合物的结构特点教学设计第一课时一.有机物中碳原子的成键特点与简单有机分子的空间构型教学内容教学环节教学活动设计意图教师活动学生活动——引入有机物种类繁多,有很多有机物的分子组成相同,但性质却有很大差异,为什么?结构决定性质,结构不同,性质不同明确研究有机物的思路组成—结构—性质有机分子的结构是三维的设置情景多媒体播放化学史话有机化合物的三维结构思考为什么范特霍夫和勒贝尔提出的立体化学理论能解决困扰19世纪化学家的难题?思考、回答激发学生兴趣,同时让学生认识到人们对事物的认识是逐渐深入的有机物中碳原子的成键特点交流与讨论指导学生搭建甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的球棍模型并进行交流与讨论讨论碳原子最外层中子数是多少?怎样才能达到8电子稳定结构?碳原子的成键方式有哪些?碳原子的价键总数是多少?什么叫单键、双键、叁键?什么叫不饱和碳原子?通过观察讨论,让学生在探究中认识有机物中碳原子的成键特点有机物中碳原子的成键特点归纳板书有机物中碳原子的成键特征
1、碳原子含有4个价电子,易跟多种原子形成共价键
2、易形成单键、双键、叁键、碳链、碳环等多种复杂结构单元
3、碳原子价键总数为4不饱和碳原子是指连接双键、叁键或在苯环上的碳原子(所连原子的数目少于4)师生共同小结通过归纳,帮助学生理清思路简单有机分子的空间结构及碳原子的成键方式与分子空间构型的关系观察与思考观察甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的球棍模型,思考碳原子的成键方式与分子的空间构型、键角有什么关系?分别用一个甲基取代以上模型中的一个氢原子,甲基中的碳原子与原结构有什么关系?分组、动手搭建球棍模型填P19表2-1并思考碳原子的成键方式与键角、分子的空间构型间有什么关系?从二维到三维,切身体会有机分子的立体结构归纳碳原子成键方式与空间构型的关系碳原子的成键方式与分子空间构型的关系归纳分析—C——C=四面体型平面型=C=—C≡直线型直线型平面型默记理清思路分子空间构型迁移应用观察以下有机物结构CH3CH2CH31C=CHH2H--C≡C--CH2CH33—C≡C—CH=CF
2、思考
(1)最多有几个碳原子共面?
(2)最多有几个碳原子共线?
(3)有几个不饱和碳原子?应用巩固杂化轨道与有机化合物空间形状观看动画轨道播放杂化的动画过程,碳原子成键过程及分子的空间构型观看、思考激发兴趣,帮助学生自学,有助于认识立体异构碳原子的成键特征与有机分子的空间构型整理与归纳
1、有机物中常见的共价键C-C、C=C、C≡C、C-H、C-O、C-X、C=O、C≡N、C-N、苯环
2、碳原子价键总数为4(单键、双键和叁键的价键数分别为
1、2和3)
3、双键中有一个键较易断裂,叁键中有两个键较易断裂
4、不饱和碳原子是指连接双键、叁键或在苯环上的碳原子(所连原子的数目少于4)
5、分子的空间构型
(1)四面体CH
4、CH3CI、CCI4
(2)平面型CH2=CH
2、苯
(3)直线型CH≡CH师生共同整理归纳整理归纳学业评价迁移应用展示幻灯片课堂练习学生练习巩固——作业习题P28,
1、2学生课后完成检查学生课堂掌握情况第二课时[思考回忆]同系物、同分异构体的定义?(学生思考回答,老师板书)[板书]
二、有机化合物的同分异构现象、同分异构体的含义同分异构体现象化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构现象,叫做同分异构体现象同分异构体分子式相同结构不同的化合物互称为同分异构体(同系物结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物)[知识导航1]引导学生再从同系物和同分异构体的定义出发小结上述2答案,从中得出对“同分异构”的理解
(1)“同分”——相同分子式
(2)“异构”——结构不同分子中原子的排列顺序或结合方式不同、性质不同(“异构”可以是象上述
②与
③是碳链异构,也可以是像
⑥与
⑦是官能团异构)“同系物”的理解
(1)结构相似———一定是属于同一类物质;
(2)分子组成上相差一个或若干个CH2原子团——分子式不同[学生自主学习,完成《自我检测1》]《自我检测1》下列五种有机物中,互为同分异构体;互为同一物质;互为同系物
①②③④CH2=CH-CH3
⑤CH2=CH-CH=CH2[知识导航2]
(1)由
①和
②是同分异构体,得出“异构”还可以是位置异构;
(2)
②和
③互为同一物质,巩固烯烃的命名法;
(3)由
①和
④是同系物,但与
⑤不算同系物,深化对“同系物”概念中“结构相似”的含义理解(不仅要含官能团相同,且官能团的数目也要相同)
(4)归纳有机物中同分异构体的类型;由此揭示出,有机物的同分异构现象产生的本质原因是什么?(同分异现象是由于组成有机化合物分子中的原子具有不同的结合顺序和结合方式产生的,这也是有机化合物数量庞大的原因之一除此之外的其他同分异构现象,如顺反异构、对映异构将分别在后续章节中介绍)[板书]
二、同分异构体的类型和判断方法
1.同分异构体的类型a.碳链异构指碳原子的连接次序不同引起的异构b.官能团异构官能团不同引起的异构c.位置异构官能团的位置不同引起的异构[小组讨论]通过以上的学习,你觉得有哪些方法能够判断同分异构体?[小结]抓“同分”——先写出其分子式(可先数碳原子数,看是否相同,若同,则再看其它原子的数目……)看是否“异构”——能直接判断是碳链异构、官能团异构或位置异构则最好,若不能直接判断,那还可以通过给该有机物命名来判断那么,如何判断“同系物”呢?(学生很容易就能类比得出)[板书]
2.同分异构体的判断方法[课堂练习投影]——巩固和反馈学生对同分异构体判断方法的掌握情况,并复习巩固“四同”的区别1)下列各组物质分别是什么关系?
①CH4与CH3CH3
②正丁烷与异丁烷
③金刚石与石墨
④O2与O3
⑤H与H2)下列各组物质中,哪些属于同分异构体,是同分异构体的属于何种异构?
①CH3COOH和HCOOCH3
②CH3CH2CHO和CH3COCH3
③CH3CH2CH2OH和CH3CH2OCH3
④1-丙醇和2-丙醇
⑤和CH3-CH2-CH2-CH3 [知识导航3]——《投影戊烷的三种同分异构体》启发学生从支链的多少,猜测该有机物反应的难易,从而猜测其沸点的高低(然后老师投影戊烷的三种同分异构体实验测得的沸点)[板书]
三、同分异构体的性质差异带有支链越多的同分异构体,沸点越低[学生自主学习,完成以下练习]《自我检测3——课本P
122、
3、5题》第三课时[问题导入]我们知道了有机物的同分异构现象,那么,请同学们想想,该如何书写已知分子式的有机物的同分异构体,才能不会出现重复或缺漏?如何检验同分异构体的书写是否重复?你能写出己烷(C6H14)的结构简式吗(课本P10《学与问》)[学生活动]书写C6H14的同分异构[教师]评价学生书写同分异构的情况[板书]
四、如何书写同分异构体
1.书写规则——四句话主链由长到短;支链由整到散;支链或官能团位置由中到边;排布对、邻、间(注:
①支链是甲基则不能放1号碳原子上;若支链是乙基则不能放1和2号碳原子上,依次类推
②可以画对称轴,对称点是相同的)
2.几种常见烷烃的同分异构体数目丁烷2种;戊烷3种;己烷5种;庚烷9种[堂上练习投影]下列碳链中双键的位置可能有____种[知识拓展]
1.你能写出C3H6的同分异构体吗?
2.提示学生同分异构体暂时学过有三种类型,你再试试写出丁醇的同分异构体?
①按位置异构书写;
②按碳链异构书写;)
3.若题目让你写出C4H10O的同分异构体,你能写出多少种?这跟上述第2题答案相同吗?(提示还需
③按官能团异构书写)[知识导航5]
(1)大家已知道碳原子的成键特点,那么,利用你手中的球棍模型,把甲烷的结构拼凑出来二氯甲烷可表示为它们是否属于同种物质?(是,培养学生的空间想象能力)
(2)那,二氯乙烷有没有同分异构体?你再拼凑一下[板书]注意二氯甲烷没有同分异构体,它的结构只有1种[指导学生阅读课文P11的《科学史话》]注此处让学生初步了解形成甲烷分子的sp3杂化轨道疑问是否要求介绍何时为sp3杂化?[知识导航6]有机物的组成、结构表示方法有结构式、结构简式,还有“键线式”,简介“键线式”的含义[板书]
五、键线式的含义(课本P10《资料卡片》)[自我检测3]写出以下键线式所表示的有机物的结构式和结构简式以及分子式;;;[小结本节课知识要点][自我检测4](投影)
1.烷烃C5H12的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,试写出这种异构体的结构简式(课本P
12、5)
2.分子式为C6H14的烷烃在结构式中含有3个甲基的同分异构体有()个(A)2个(B)3个(C)4个(D)5个
3.经测定,某有机物分子中含2个—CH3,2个—CH2—;一个—CH—;一个Cl试写出这种有机物的同分异构体的结构简式第三节有机化合物的命名【教学目标】1.知识与技能掌握烃基的概念;学会用有机化合物的系统命名的方法对烷烃进行命名2.过程与方法通过练习掌握烷烃的系统命名法3.情感态度和价值观在学习过程中培养归纳能力和自学能力【教学过程】第一课时教师活动学生活动设计意图【引入新课】引导学生回顾复习烷烃的习惯命名方法,结合同分异构体说明烷烃的这种命名方式有什么缺陷?回顾、归纳,回答问题;积极思考,联系新旧知识从学生已知的知识入手,思考为什么要掌握系统命名法自学什么是“烃基”、“烷基”?思考“基”和“根”有什么区别?学生看书、查阅辅助资料,了解问题通过自学学习新的概念归纳一价烷基的通式并写出-C3H
7、-C4H9的同分异构体思考归纳,讨论书写了解烷与烷基在结构上的区别,学会正确表达烷基结构投影一个烷烃的结构简式,指导学生自学归纳烷烃的系统命名法的步骤,小组代表进行表述,其他成员互为补充自学讨论,归纳培养学生的自学能力和归纳能力以及合作学习的精神投影几个烷烃的结构简式,小组之间竞赛命名,看谁回答得快、准学生抢答,同学自评了解学生自学效果,增强学习气氛,找出学生自学存在的重点问题从学生易错的知识点出发,有针对性的给出各种类型的命名题,进行训练学生讨论,回答问题以练习巩固知识点,特别是自学过程中存在的知识盲点引导学生归纳烷烃的系统命名法,用五个字概括命名原则“长、多、近、简、小”,并一一举例讲解学生聆听,积极思考,回答学会归纳整理知识的学习方法投影练习学生独立思考,完成练习在实际练习过程中对新知识点进行升华和提高,形成知识系统【课堂总结】归纳总结
1、烷烃的系统命名法的步骤和原则
2、要注意的事项和易出错点
3、命名的常见题型及解题方法学生回忆,进行深层次的思考,总结成规律【归纳】
一、烷烃的命名
1、烷烃的系统命名法的步骤和原则选主链,称某烷;编号位,定支链;取代基,写在前,标位置,连短线;不同基,简到繁,相同基,合并算
2、要注意的事项和易出错点
3、命名的常见题型及解题方法第二课时
二、烯烃和炔烃的命名 命名方法与烷烃相似,即一长、一近、一简、一多、一小的命名原则但不同点是主链必须含有双键或叁键 命名步骤 1、选主链,含双键(叁键); 2、定编号,近双键(叁键); 3、写名称,标双键(叁键) 其它要求与烷烃相同!!!
三、苯的同系物的命名•是以苯作为母体进行命名的;对苯环的编号以较小的取代基为1号•有多个取代基时,可用邻、间、对或
1、
2、
3、
4、5等标出各取代基的位置•有时又以苯基作为取代基
四、烃的衍生物的命名•卤代烃以卤素原子作为取代基象烷烃一样命名•醇以羟基作为官能团象烯烃一样命名•酚以酚羟基为1位官能团象苯的同系物一样命名•醚、酮命名时注意碳原子数的多少•醛、羧酸某醛、某酸•酯某酸某酯【作业】P16课后习题及《优化设计》第三节练习【补充练习】一选择题1.下列有机物的命名正确的是DA.12─二甲基戊烷B.2─乙基戊烷C.34─二甲基戊烷D.3─甲基己烷2.下列有机物名称中,正确的是ACA.33—二甲基戊烷B.23—二甲基—2—乙基丁烷C.3—乙基戊烷D.255—三甲基己烷3.下列有机物的名称中,不正确的是BDA.33—二甲基—1—丁烯B.1—甲基戊烷C.4—甲基—2—戊烯D.2—甲基—2—丙烯4.下列命名错误的是ABA.4―乙基―3―戊醇B.2―甲基―4―丁醇C.2―甲基―1―丙醇D.4―甲基―2―己醇5.CH3CH22CHCH3的正确命名是DA.2-乙基丁烷B.3-乙基丁烷C.2-甲基戊烷D.3-甲基戊烷6.有机物的正确命名是BA33二甲基4乙基戊烷B334三甲基己烷C344三甲基己烷D233三甲基己烷7.某有机物的结构简式为,其正确的命名为CA.23—二甲基—3—乙基丁烷B.23—二甲基—2—乙基丁烷C.233—三甲基戊烷D.334—三甲基戊烷8.一种新型的灭火剂叫“1211”,其分子式是CF2ClBr命名方法是按碳、氟、氯、溴的顺序分别以阿拉伯数字表示相应元素的原子数目末尾的“0”可略去按此原则,对下列几种新型灭火剂的命名不正确的是BA.CF3Br──1301B.CF2Br2──122C.C2F4Cl2──242D.C2ClBr2──2012第四节研究有机化合物的一般步骤和方法【教学重点】
①蒸馏、重结晶等分离提纯有机物的实验操作
②通过具体实例了解某些物理方法如何确定有机化合物的相对分子质量和分子结构
③确定有机化合物实验式、相对分子质量、分子式的有关计算【教学难点】确定有机物相对分子质量和鉴定有机物分子结构的物理方法的介绍第一课时【引入】从天然资源中提取有机物成分或者是工业生产、实验室合成的有机化合物不可能直接得到纯净物,因此,必须对所得到的产品进行分离提纯,如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质,必须得到更纯净的有机物今天我们就来学习研究有机化合物的一般步骤【学生】阅读课文【归纳】1研究有机化合物的一般步骤和方法
(1)分离、提纯(蒸馏、重结晶、升华、色谱分离);
(2)元素分析(元素定性分析、元素定量分析)──确定实验式;
(3)相对分子质量的测定(质谱法)──确定分子式;
(4)分子结构的鉴定(化学法、物理法)2有机物的分离、提纯实验
1、分离、提纯1.蒸馏完成演示【实验1-1】【实验1-1】注意事项
(1)安装蒸馏仪器时要注意先从蒸馏烧瓶装起,根据加热器的高低确定蒸馏瓶的位置然后,再接水冷凝管、尾接管、接受容器(锥形瓶),即“先上后下”“先头后尾”;拆卸蒸馏装置时顺序相反,即“先尾后头”
(2)若是非磨口仪器,要注意温度计插入蒸馏烧瓶的位置、蒸馏烧瓶接入水冷凝器的位置等
(3)蒸馏烧瓶装入工业乙醇的量以1/2容积为宜,不能超过2/3不要忘记在蒸馏前加入沸石如忘记加入沸石应停止加热,并冷却至室温后再加入沸石,千万不可在热的溶液中加入沸石,以免发生暴沸引起事故
(4)乙醇易燃,实验中应注意安全如用酒精灯、煤气灯等有明火的加热设备时,需垫石棉网加热,千万不可直接加热蒸馏烧瓶!物质的提纯的基本原理是利用被提纯物质与杂质的物理性质的差异,选择适当的实验手段将杂质除去去除杂质时要求在操作过程中不能引进新杂质,也不能与被提纯物质发生化学反应2.重结晶【思考和交流】1.P18“学与问”温度过低,杂质的溶解度也会降低,部分杂质也会析出,达不到提纯苯甲酸的目的;温度极低时,溶剂(水)也会结晶,给实验操作带来麻烦2.为何要热过滤?【实验1-2】注意事项苯甲酸的重结晶1)为了减少趁热过滤过程中的损失苯甲酸,一般再加入少量水2)结晶苯甲酸的滤出应采用抽滤装置,没有抽滤装置可以玻璃漏斗代替第二课时【补充学生实验】山东版山东版《实验化学》第6页“硝酸钾粗品的提纯”3.萃取注该法可以用复习的形式进行,主要是复习萃取剂的选择4.色谱法【学生】阅读“科学视野”【补充学生实验1】看人教版《实验化学》第17页“纸上层析分离甲基橙和酚酞”【补充学生实验2】看山东版《实验化学》第14页“菠菜中色素的提取与分离”第三课时【引入】从公元八世纪起,人们就已开始使用不同的手段制备有机物,但由于化学理论和技术条件的限制,其元素组成及结构长期没有得到解决直到19世纪中叶,李比希在拉瓦锡推翻了燃素学说,在建立燃烧理论的基础上,提出了用燃烧法进行有机化合物中碳和氢元素定量分析的方法准确的碳氢分析是有机化学史上的重大事件,对有机化学的发展起着不可估量的作用随后,物理科学技术的发展,推动了化学分析的进步,才有了今天的快速、准确的元素分析仪和各种波谱方法【设问】定性检测物质的元素组成是化学研究中常见的问题之一,如何用实验的方法探讨物质的元素组成?
2、元素分析与相对原子质量的测定1.元素分析例如实验探究葡萄糖分子中碳、氢元素的检验图1-1 碳和氢的鉴定方法而检出例如C12H22O11+24CuO12CO2+11H2O+24Cu实验取干燥的试样──蔗糖
0.2g和干燥氧化铜粉末1g,在研钵中混匀,装入干燥的硬质试管中如图1-1所示,试管口稍微向下倾斜,导气管插入盛有饱和石灰水的试管中用酒精灯加热试样,观察现象结论若导出气体使石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,表明试样中有碳元素;试管口壁出现水滴(让学生思考如何证明其为水滴?),则表明试样中有氢元素【教师】讲解或引导学生看书上例题,这里适当补充一些有机物燃烧的规律的专题练习补充有机物燃烧的规律归纳1.烃完全燃烧前后气体体积的变化完全燃烧的通式CxHy+x+O2xCO2+H2O
(1)燃烧后温度高于100℃时,水为气态1y=4时,=0,体积不变;2y4时,0,体积增大;3y4时,0,体积减小
(2)燃烧后温度低于100℃时,水为液态※无论水为气态还是液态,燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子个数有关,而与氢分子中的碳原子数无关例盛有CH4和空气的混和气的试管,其中CH4占1/5体积在密闭条件下,用电火花点燃,冷却后倒置在盛满水的水槽中(去掉试管塞)此时试管中A.水面上升到试管的1/5体积处;B.水面上升到试管的一半以上;C.水面无变化;D.水面上升答案D2.烃类完全燃烧时所耗氧气量的规律完全燃烧的通式CxHy+x+O2xCO2+H2O
(1)相同条件下等物质的量的烃完全燃烧时,x+值越大,则耗氧量越多;
(2)质量相同的有机物,其含氢百分率(或值)越大,则耗氧量越多;
(3)1mol有机物每增加一个CH2,耗氧量多
1.5mol;
(4)1mol含相同碳原子数的烷烃、烯烃、炔烃耗氧量依次减小
0.5mol;
(5)质量相同的CxHy,值越大,则生成的CO2越多;若两种烃的值相等,质量相同,则生成的CO2和H2O均相等3.碳的质量百分含量c%相同的有机物(最简式可以相同也可以不同),只要总质量一定,以任意比混合,完全燃烧后产生的CO2的量总是一个定值4.不同的有机物完全燃烧时,若生成的CO2和H2O的物质的量之比相等,则它们分子中的碳原子和氢原子的原子个数比相等2.质谱法注该法中主要引导学生会从质谱图中“质荷比”代表待测物质的相对原子质量以及认识质谱仪第四课时
三、分子结构的测定1.红外光谱注该法不需要学生记忆某些官能团对应的波长范围,主要让学生知道通过红外光谱可以知道有机物含有哪些官能团2.核磁共振氢谱注了解通过该谱图确定了
(1)某有机物分子结构中有几种不同环境的氢原子
(2)有核磁共振氢谱的峰面积之比可以确定不同环境的氢原子的个数比有机物分子式的确定1.有机物组成元素的判断 一般来说,有机物完全燃烧后,各元素对应产物为C→CO2,H→H2O,Cl→HCl某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O,则其组成元素可能为C、H或C、H、O欲判定该有机物中是否含氧元素,首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量,然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较,若两者相等,则原有机物的组成中不含氧;否则,原有机物的组成含氧 2.实验式最简式和分子式的区别与联系 1最简式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子不能确切表明分子中的原子个数 注意
①最简式是一种表示物质组成的化学用语;
②无机物的最简式一般就是化学式;
③有机物的元素组成简单,种类繁多,具有同一最简式的物质往往不止一种;
④最简式相同的物质,所含各元素的质量分数是相同的,若相对分子质量不同,其分子式就不同例如,苯C6H6和乙炔C2H2的最简式相同,均为CH,故它们所含C、H元素的质量分数是相同的 2分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子 注意
①分子式是表示物质组成的化学用语;
②无机物的分子式一般就是化学式;
③由于有机物中存在同分异构现象,故分子式相同的有机物,其代表的物质可能有多种;
④分子式=最简式n即分子式是在实验式基础上扩大n倍, 3.确定分子式的方法 1实验式法 由各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比实验式→相对分子质量→求分子式 2物质的量关系法 由密度或其他条件→求摩尔质量→求1mol分子中所含各元素原子的物质的量→求分子式(标况下M=dg/cm3×103·
22.4L/mol) 3化学方程式法 利用化学方程式求分子式 4燃烧通式法 利用通式和相对分子质量求分子式 由于x、y、z相对独立,借助通式进行计算,解出x、y、z,最后求出分子式[例1]
3.26g样品燃烧后,得到
4.74gCO2和
1.92gH2O,实验测得其相对分子质量为60,求该样品的实验式和分子式 1求各元素的质量分数
(2)求样品分子中各元素原子的数目(N)之比
(3)求分子式通过实验测得其相对分子质量为60,这个样品的分子式=(实验式)n [例2] 实验测得某烃A中含碳
85.7%,含氢
14.3%在标准状况下
11.2L此化合物气体的质量为14g求此烃的分子式 解
(1)求该化合物的摩尔质量
(2)求1mol该物质中碳和氢原子的物质的量 [例3]
6.0g某饱和一元醇跟足量的金属钠反应,让生成的氢气通过5g灼热的氧化铜,氧化铜固体的质量变成
4.36g这时氢气的利用率是80%求该一元醇的分子 [例4] 有机物A是烃的含氧衍生物,在同温同压下,A蒸气与乙醇蒸气的相对密度是
21.38gA完全燃烧后,若将燃烧的产物通过碱石灰,碱石灰的质量会增加
3.06g;若将燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸的质量会增加
1.08g;取
4.6gA与足量的金属钠反应,生成的气体在标准状况下的体积为
1.68L;A不与纯碱反应通过计算确定A的分子式和结构简式 说明由上述几种计算方法,可得出确定有机物分子式的基本途径 【练习】⒈某烃
0.1mol,在氧气中完全燃烧,生成
13.2gCO
2、
7.2gH2O,则该烃的分子式为 ⒉已知某烃A含碳
85.7%,含氢
14.3%,该烃对氮气的相对密度为2,求该烃的分子式⒊125℃时,1L某气态烃在9L氧气中充分燃烧反应后的混合气体体积仍为10L(相同条件下),则该烃可能是A.CH4B.C2H4C.C2H2D.C6H6⒋一种气态烷烃和气态烯烃组成的混合物共10g,混合气密度是相同状况下H2密度的
12.5倍,该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时,试剂瓶总质量增加了
8.4g,组成该混合气体的可能是A.乙烯和乙烷B.乙烷和丙烯C.甲烷和乙烯D.丙稀和丙烷⒌室温下,一气态烃与过量氧气混合完全燃烧,恢复到室温,使燃烧产物通过浓硫酸,体积比反应前减少50mL,再通过NaOH溶液,体积又减少了40mL,原烃的分子式是A.CH4B.C2H4C.C2H6D.C3H8⒍A、B两种烃通常状况下均为气态,它们在同状况下的密度之比为1∶
3.5若A完全燃烧,生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2,试通过计算求出A、B的分子式⒎使乙烷和丙烷的混合气体完全燃烧后,可得CO
23.52g,H2O
1.92g,则该混合气体中乙烷和丙烷的物质的量之比为A.1∶2B.1∶1C.2∶3D.3∶4⒏两种气态烃的混合气共1mol,在空气中燃烧得到
1.5molCO2和2molH2O关于该混合气的说法合理的是A.一定含甲烷,不含乙烷B.一定含乙烷,不含甲烷C.一定是甲烷和乙烯的混合物D.一定含甲烷,但不含乙烯9.25℃某气态烃与O2混合充入密闭容器中,点燃爆炸后又恢复至25℃,此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空该烃的分子式可能为A.C2H4B.C2H2C.C3H6D.C3H810.某烃
7.2g进行氯代反应完全转化为一氯化物时,放出的气体通入500mL
0.2mol/L的烧碱溶液中,恰好完全反应,此烃不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,试求该烃的分子式11.常温下某气态烷烃10mL与过量O285mL充分混合,点燃后生成液态水,在相同条件下测得气体体积变为70mL,求烃的分子式12.由两种气态烃组成的混合烃20mL,跟过量O2完全燃烧同温同压条件下当燃烧产物通过浓H2SO4后体积减少了30mL,然后通过碱石灰又减少40mL这种混合气的组成可能有几种?《有机物分子式的确定》参考答案[例1]
3.26g样品燃烧后,得到
4.74gCO2和
1.92gH2O,实验测得其相对分子质量为60,求该样品的实验式和分子式 解1求各元素的质量分数 样品 CO2 H2O
3.26g
4.74g
1.92g
(2)求样品分子中各元素原子的数目(N)之比 这个样品的实验式为CH2O
(3)求分子式 通过实验测得其相对分子质量为60,这个样品的分子式=(实验式)n 故这个样品的分子式为C2H4O2 答这个样品的实验式为CH2O,分子式为C2H4O2 [例2] 实验测得某烃A中含碳
85.7%,含氢
14.3%在标准状况下
11.2L此化合物气体的质量为14g求此烃的分子式 解
(1)求该化合物的摩尔质量 根据 得
(2)求1mol该物质中碳和氢原子的物质的量 即1mol该化合物中含2molC原子和4molH原子,故分子式为C2H4 [例3]
6.0g某饱和一元醇跟足量的金属钠反应,让生成的氢气通过5g灼热的氧化铜,氧化铜固体的质量变成
4.36g这时氢气的利用率是80%求该一元醇的分子 解设与CuO反应的氢气的物质的量为x 而这种一元醇反应后生成的氢气的物质的量为 饱和一元醇的通式为,该一元醇的摩尔质量为M(A) 该一元醇的相对分子质量是60根据这一元醇的通式,有下列等式则饱和一元醇的分子式是C2H6O [例4] 有机物A是烃的含氧衍生物,在同温同压下,A蒸气与乙醇蒸气的相对密度是
21.38gA完全燃烧后,若将燃烧的产物通过碱石灰,碱石灰的质量会增加
3.06g;若将燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸的质量会增加
1.08g;取
4.6gA与足量的金属钠反应,生成的气体在标准状况下的体积为
1.68L;A不与纯碱反应通过计算确定A的分子式和结构简式 解燃烧产物通过碱石灰时,CO2气体和水蒸气吸收,被吸收的质量为
3.06g;若通过浓硫酸时,水蒸气被吸收,被吸收的质量为
1.08g故CO2和水蒸气被吸收的物质的量分别为 列方程解之得x=3 y=8 由题意知A与金属钠反应,不与Na2CO3反应,可知A含羟基不含羧基(—COOH)
4.6gA所含物质的量为
4.6gA中取代的H的物质的量为 即1molA取代H的物质的量为3mol,可见1个A分子中含有3个羟基,故A为丙三醇, 结构简式为【练习】⒈解析烃完全燃烧产物为CO
2、H2O,CO2中的C、H2O中的H全部来自于烃
13.2gCO2物质的量为,
7.2gH2O物质的量为,则
0.1mol该烃中分子含C
0.3mol,含H
0.4mol×2=
0.8mol(CO2~C、H2O~2H),所以1mol该烃分子中含C3mol、含H8mol答案C3H8⒉解析,即最简式为CH
2、化学式为,该烃的相对分子质量MrA=MrN2×2=28×2=56,,故分子式为C4H8⒊解析任意烃与一定量氧气充分燃烧的化学方程式CxHy+x+O2xCO2+H2O当温度高于100℃时,生成的水为气体若烃为气态烃,反应前后气体的体积不变,即反应消耗的烃和O2与生成的二氧化碳和气态水的体积相等∴1 + x+ = x + y = 4就是说气态烃充分燃烧时,当烃分子中氢原子数等于4时(与碳原子数多少无关),反应前后气体的体积不变(生成物中水为气态)答案A、B⒋解析混合气体的平均摩尔质量为
12.5×2g/mol=25g/mol,则混合气的物质的量为 ;又烯烃中最简单的乙烯的摩尔质量是28g/mol,故烷烃的摩尔质量一定小于25g/mol,只能是甲烷当混合气通过溴水时,由于只有烯烃和溴水反应,因此增重的
8.4g为烯烃质量,则甲烷质量为10g-
8.4g=
1.6g,甲烷的物质的量为
0.1mol,则烯烃的物质的量为
0.3mol,烯烃的摩尔质量为 ,根据烯烃通式CnH2n,即14n=28,可求出n=2,即烯烃为乙烯答案C⒌解析烃在过量氧气中完全燃烧产物为CO
2、H2O及剩余O2,由于是恢复到室温,则通过NaOH溶液后气体体积减少40mL为生成CO2体积CxHy+x+O2xCO2+H2O(g)ΔV1 x+x1+
0.
040.05列式计算得y=5x-4当
①x=1 y=1
②x=2 y=6
③x≥3 y≥11 只有
②符合(为什么?)答案C⒍解析烃A完全燃烧,C→CO2 H→H2O 产物中∶=1∶2,即A中nC∶nH=1∶4,只有CH4能满足该条件,故A为甲烷,摩尔质量为16g/mol;相同状况下,不同气体密度与摩尔质量成正比MA∶MB=1∶
3.5,MB=
3.5MA=
3.5×16g/mol=56g/mol设烃B分子式为CxHy,则12x+y=56 y=56-12x 只有当x=4y=8时合理答案A CH4;B C4H8⒎解析该题已知混合气体完全燃烧后生成CO2和H2O的质量,从中可以计算出这两种物质的物质的量,nCO2=
3.52g÷44g/mol=
0.08mol、nH2O=
1.92g÷18g/mol=
0.11mol;进而求出混合气体中每含1摩C所含H的物质的量,
0.11mol×2÷
0.08mol=11/4;而组分气体中乙烷和丙烷的同样定义的化学量分别是,乙烷C2H6为3,丙烷C3H8为8/3;将这些平均量应用于十字交叉法可得这两组分气体在混合气体中所含C原子数之比C2H6每含1摩C所含H的物质的量3 11/4-8/3C3H8每含1摩C所含H的物质的量8/3 3-11/4即混合气体中每含4molC原子,其中1molC原子属于C2H6(乙烷物质的量则为1/2=
0.5mol),3molC原子属于C3H8(丙烷物质的量则为3/3=1mol)所以混合气体中乙烷和丙烷的物质的量之比为nC2H6∶nC3H8=1/2∶3/3=1∶2答案A⒏A9.解析25℃时生成的水为液态;生成物经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空,说明反应后容器中无气体剩余,该气态烃与O2恰好完全反应设该烃的分子式为CxHy,则有CxHy+x+O2xCO2+H2O压强变化可知,烃和O2的物质的量应为CO2的2倍(25℃时生成的水为液态),即1+x+=2x,整理得x=1+讨论当y=4,x=2;当y=6,x=
2.5(不合,舍);当y=8,x=3,…答案A、D10.解析根据方程式CxHy+Cl2→CxHy-1Cl+HCl HCl+NaOH=NaCl+H2O得关系式CxHy ~ Cl2 ~ NaOH 1mol1moln
0.5×
0.2mol/Ln=
0.1mol∴ 该烃的摩尔质量另由该烃与氯气发生取代反应可知该烃为烷烃,通式为CnH2n+2,则14n+2=72 n=5 故分子式为C5H12答案C5H1211.解析根据方程式CxHyg+x+O2xCO2g+H2Ol ΔV1 1+10mL 25mL解得y=6烷烃通式为CnH2n+2,2n+2=6,n=2,该烃分子式为C2H6答案C2H612.解析因为V(混烃)V(CO2)V(H2O)=
121.5,所以V(混烃)V(C)V(H)=123,平均组成为C2H3,=27根据平均组成C2H3分析,能满足平均组成的混烃只有两组,即C2H2和C2H6或C2H2和C2H4组成的混烃答案C2H2和C2H6或C2H2和C2H4D—CH2—CH3B—NO2C—CH3A⑩
⑨⑧⑦⑥⑤④③②①—OH—CH=CH2—CH3—CH3—COOH—CH3—CH3—OH—COOH—C—CH3CH3CH3—OHH—C—HOH—C—OOC2H5—OHHO——C2H5H2C=CH—COOH—COOHCH2OH—COOH—CH=CH2OHC—CH3-CH=C︱CH3CH3︱CH3-CH-CH=CH2︱CH3CH3︱CH3-C=CH-CH3CH3-CH-CH3CH311/4顺德大良总校顺德大良一分校顺德大良北区分校顺德大良新桂分校顺德容桂分校顺德容桂体育路分校顺德龙江分校顺德北滘分校顺德乐从分校顺德勒流分校南海桂城分校南海黄岐分校南海大沥分校禅城丽雅苑分校禅城金澜分校中山石岐分校中山益华分校中山小榄分校佛山高明分校南海金色花园PAGE2。