專題1第二單元第1課時有機化合物組成和結構的研究

1、CH4高中化學精品課件高中化學精品課件 選修選修 有機化學基礎有機化學基礎第第1課時有機化合物組成和結構的研究課時有機化合物組成和結構的研究第二單元科學家怎樣研究有機物第二單元科學家怎樣研究有機物 主目錄主目錄有機化合物組成有機化合物組成和結構的研究和結構的研究 u探究點一探究點一 有機化合物組成的研究有機化合物組成的研究 u探究點二探究點二 有機化合物結構的研究有機化合物結構的研究主目錄主目錄學習重難點：學習重難點：有機化合物的組成和結構的確定有機化合物的組成和結構的確定。1.知道研究有機化合物組成的意義和常用方法。知道研究有機化合物組成的意義和常用方法。2.了解研究有機化合物結構的意義，知

2、道現(xiàn)代化學測定有機物結構的分析方法，了解研究有機化合物結構的意義，知道現(xiàn)代化學測定有機物結構的分析方法， 了解有機化合物中常見的基團（官能團）。了解有機化合物中常見的基團（官能團）。3.能根據(jù)李比希法的基本原理確定簡單有機物的實驗式（最簡式），并結合相對能根據(jù)李比希法的基本原理確定簡單有機物的實驗式（最簡式），并結合相對 分子質量確定其分子式。分子質量確定其分子式。4.能根據(jù)能根據(jù) 1H 核磁共振譜以及化學實驗方法確定有機化合物的分子結構。核磁共振譜以及化學實驗方法確定有機化合物的分子結構。主目錄主目錄溫故追本溯源溫故追本溯源推陳方可知新推陳方可知新(3)不同種元素在組成化合物時也有類似的現(xiàn)象

3、，如不同種元素在組成化合物時也有類似的現(xiàn)象，如Na和和Cl，只能組成，只能組成NaCl，F(xiàn)e和和O則可以組成則可以組成FeO、Fe2O3、Fe3O4等。等。1物質是由物質是由 組成的。由一種元素組成的組成的。由一種元素組成的 ，稱為，稱為 ，由兩，由兩 種或兩種以上元素組成的純凈物稱為種或兩種以上元素組成的純凈物稱為 。純凈物純凈物單質單質化合物化合物元素元素(1)元素以單質形式存在的稱為游離態(tài)，以化合物形式存在的稱為化合態(tài)。元素以單質形式存在的稱為游離態(tài)，以化合物形式存在的稱為化合態(tài)。(2)同一種元素在組成單質時，有的元素只能形成一種單質，有的元素則可形同一種元素在組成單質時，有的元素只能形

4、成一種單質，有的元素則可形成多種單質。成多種單質。(4)在已知的元素中形成化合物種類最多的元素是碳元素。在已知的元素中形成化合物種類最多的元素是碳元素。主目錄主目錄溫故追本溯源溫故追本溯源推陳方可知新推陳方可知新3 實驗測得某碳氫化合物實驗測得某碳氫化合物A中，含碳中，含碳80%，含氫，含氫20%，該化合物的最簡式，該化合物的最簡式 為為 。 又測得該化合物的相對分子質量是又測得該化合物的相對分子質量是30，該化合物的分子式為，該化合物的分子式為 。2科學家研究有機化合物的組成時，需要知道該化合物由哪些元素組成，各元素科學家研究有機化合物的組成時，需要知道該化合物由哪些元素組成，各元素它和分子

5、式的區(qū)別：它和分子式的區(qū)別：(1)最簡式是表示化合物分子中所含各元素原子個數(shù)的最簡單整數(shù)比的式子；最簡式是表示化合物分子中所含各元素原子個數(shù)的最簡單整數(shù)比的式子；(2)分子式是表示化合物分子所含元素的原子種類及數(shù)目的式子；分子式是表示化合物分子所含元素的原子種類及數(shù)目的式子；(3)二者中各元素的質量分數(shù)相等，可能不同的是原子個數(shù)。二者中各元素的質量分數(shù)相等，可能不同的是原子個數(shù)。CH3C2H6的質量分數(shù)是多少，由此就能夠知道有機化合物的最簡式的質量分數(shù)是多少，由此就能夠知道有機化合物的最簡式(實驗式實驗式)。主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究6探究點一探究點一有機化合

6、物組成的研究有機化合物組成的研究(3)判斷是否含氧元素，可先求出產物判斷是否含氧元素，可先求出產物CO2和和H2O中中 兩元素的質量和，兩元素的質量和，再與有機物的質量比較，若兩者相等，則說明原有機物中再與有機物的質量比較，若兩者相等，則說明原有機物中 ，否則，否則有機物中有機物中 。1鑒定有機物中含有哪些元素鑒定有機物中含有哪些元素(定性分析定性分析)(1)將某有機物在將某有機物在O2中充分燃燒后，各元素對應的燃燒產物：中充分燃燒后，各元素對應的燃燒產物：SO2CCO2H H2ONN2S(2)若將有機物完全燃燒，生成物只有若將有機物完全燃燒，生成物只有H2O(使無水使無水CuSO4變藍變藍)

7、和和CO2(使澄清石灰使澄清石灰水變渾濁水變渾濁)，則該有機物中一定含有的元素是，則該有機物中一定含有的元素是 ，可能含有的元素是，可能含有的元素是 。C、HOC、H不含氧元素不含氧元素含氧元素含氧元素(4)其他元素也可用不同的實驗方法分別測定，如用鈉融法可確定有機物中是否存在其他元素也可用不同的實驗方法分別測定，如用鈉融法可確定有機物中是否存在氮、氯、溴、硫等元素，用銅絲燃燒法可定性確定有機物中是否存在鹵素。用紅熱氮、氯、溴、硫等元素，用銅絲燃燒法可定性確定有機物中是否存在鹵素。用紅熱的銅絲蘸上試樣灼燒時，若含有鹵素則火焰為綠色。的銅絲蘸上試樣灼燒時，若含有鹵素則火焰為綠色。主目錄主目錄基礎

8、自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究72確定有機物中各元素的質量分數(shù)確定有機物中各元素的質量分數(shù)(定量分析定量分析)(1)先用紅熱的先用紅熱的CuO作氧化劑，將僅含作氧化劑，將僅含C、H、O元素的有機物氧化，然后分別元素的有機物氧化，然后分別用無水用無水CaCl2和和KOH濃溶液吸收生成的水和二氧化碳；濃溶液吸收生成的水和二氧化碳；(2)根據(jù)吸收前后吸收劑的質量變化即可算出反應生成的水和二氧化碳的質量，根據(jù)吸收前后吸收劑的質量變化即可算出反應生成的水和二氧化碳的質量，從而確定有機物中氫元素和碳元素的質量，剩余則為氧元素的質量；從而確定有機物中氫元素和碳元素的質量，剩余則為氧元素的質量；

9、(3)最后計算確定有機物分子中各元素的質量分數(shù)。最后計算確定有機物分子中各元素的質量分數(shù)。優(yōu)點是：自動化程度高、所需樣品量小、分析速度快、同時對多種元素進行分析等，優(yōu)點是：自動化程度高、所需樣品量小、分析速度快、同時對多種元素進行分析等，若與計算機連接還可進行數(shù)據(jù)存儲和統(tǒng)計分析，并可生成各種形式的分析報告。若與計算機連接還可進行數(shù)據(jù)存儲和統(tǒng)計分析，并可生成各種形式的分析報告。3儀器分析法儀器分析法人們常借助元素分析儀來確定有機物的組成。人們常借助元素分析儀來確定有機物的組成。主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究8歸納總結歸納總結化學實驗法化學實驗法(李比希法、鈉融法、銅

10、絲燃燒法等李比希法、鈉融法、銅絲燃燒法等)、儀器分析法。、儀器分析法。(2)李比希燃燒法李比希燃燒法(1)確定有機物元素組成的方法有：確定有機物元素組成的方法有：主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究9活學活用活學活用D 主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究10題目解析題目解析由題中數(shù)據(jù)可知由題中數(shù)據(jù)可知 n(CO2)為為0.2 mol，n(H2O)為為0.4 mol，所以所以m(C)m(H)3.2 g6.4 g，故該化合物中還含有，故該化合物中還含有氧元素，氧元素，n(O)0.2 mol,該化該化合物最簡式可表示為合物最簡式可表示為CH4O。D

11、理解感悟理解感悟有機物中氧元素的測定通常是根據(jù)有有機物中氧元素的測定通常是根據(jù)有機物中其他元素的質量或質量分數(shù)與總體進行比機物中其他元素的質量或質量分數(shù)與總體進行比較，然后判斷是否含有氧元素，若各質量分數(shù)之較，然后判斷是否含有氧元素，若各質量分數(shù)之和為和為1或各元素質量之和與試樣質量相等則無氧；或各元素質量之和與試樣質量相等則無氧；若質量不等或質量分數(shù)之和小于若質量不等或質量分數(shù)之和小于 1 則含有氧。則含有氧。主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究11探究點二探究點二有機化合物結構的研究有機化合物結構的研究 1基團理論基團理論 在有機化學發(fā)展的歷史進程中，在有機化學發(fā)展

12、的歷史進程中，“基團理論基團理論”對有機化學的發(fā)展起到了巨大的推對有機化學的發(fā)展起到了巨大的推 動作用，這一理論是由動作用，這一理論是由_率先提出來的。有機物中不同的基團具有不同率先提出來的。有機物中不同的基團具有不同 的結構和性質特點，它們是不帶電的。例如：的結構和性質特點，它們是不帶電的。例如：COOH具有酸性；具有酸性；NH2具有具有 堿性，有機物的性質可以看作是各種基團性質的加和。堿性，有機物的性質可以看作是各種基團性質的加和。 請寫出下列常見基團的結構簡式：請寫出下列常見基團的結構簡式： 羥基羥基_，醛基，醛基_，羧基，羧基_， 氨基氨基_，甲基，甲基_。 分別寫出羥基和氫氧根的電子

13、式分別寫出羥基和氫氧根的電子式 、 。 李比希李比希 OH CHO COOH NH2 CH3 主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究12推知有機物分子含有的化學鍵或官推知有機物分子含有的化學鍵或官 能團能團 推知有機物分子有幾種不同推知有機物分子有幾種不同 類型的氫原子及各自的數(shù)目類型的氫原子及各自的數(shù)目 主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究13氫原子類型吸收峰數(shù)目氫原子類型吸收峰數(shù)目3； 不同氫原子的個數(shù)之比不同吸不同氫原子的個數(shù)之比不同吸收峰的面積之比收峰的面積之比2 1 3 氫原子類型吸收峰數(shù)目氫原子類型吸收峰數(shù)目1； 只有一種類型的氫原子只

14、有一種類型的氫原子 主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究14CH3CH=CH22 主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究15歸納總結歸納總結(1)(1)有機物分子結構的確定方法有機物分子結構的確定方法a.根據(jù)價鍵規(guī)律，某些有機物只存在一種結構，可直接由分子式確定結構根據(jù)價鍵規(guī)律，某些有機物只存在一種結構，可直接由分子式確定結構。物理方法物理方法a.紅外光譜法紅外光譜法：初步判斷有機物中含有的官能團或化學鍵。初步判斷有機物中含有的官能團或化學鍵。b.核磁共振氫譜核磁共振氫譜： 測定有機物分子中氫原子的類型和數(shù)目。測定有機物分子中氫原子的類型和數(shù)目。氫

15、原子的類型吸收峰數(shù)目氫原子的類型吸收峰數(shù)目不同氫原子個數(shù)之比不同吸收峰面積之比不同氫原子個數(shù)之比不同吸收峰面積之比化學方法化學方法c.通過定量實驗，確定有機物中的官能團及其數(shù)目通過定量實驗，確定有機物中的官能團及其數(shù)目。b.官能團的特征反應官能團的特征反應定性實驗定性實驗確定有機物中可能存在的官能團確定有機物中可能存在的官能團。(2)質譜法可以測定有機物的相對分子質量，在質譜圖中，最大的質荷比質譜法可以測定有機物的相對分子質量，在質譜圖中，最大的質荷比就是有機物的相對分子質量。根據(jù)相對分子質量和最簡式可以確定有機就是有機物的相對分子質量。根據(jù)相對分子質量和最簡式可以確定有機物的分子式物的分子式

16、。主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究16活學活用活學活用題目解析題目解析有機物中含有幾種不同類型有機物中含有幾種不同類型的氫原子，在核磁共振氫譜的氫原子，在核磁共振氫譜上就能出現(xiàn)幾種信號峰，現(xiàn)上就能出現(xiàn)幾種信號峰，現(xiàn)題給有機物在核磁共振氫譜題給有機物在核磁共振氫譜圖中有三種信號峰，這表明圖中有三種信號峰，這表明有機物分子中含有三種不同有機物分子中含有三種不同類型的氫原子。類型的氫原子。C 主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究17活學活用活學活用題目解析題目解析主目錄主目錄基礎自學落實基礎自學落實重點互動探究重點互動探究18學習小結學習小結有機物

17、結構的確定方法思路有機物結構的確定方法思路主目錄主目錄檢測學習效果檢測學習效果體驗成功快樂體驗成功快樂題號題號請選擇請選擇A 題目解析題目解析核磁共振儀的作用是測某元素核磁共振儀的作用是測某元素原子的種類，若為氫譜則測的原子的種類，若為氫譜則測的就是等效氫的種類。就是等效氫的種類。主目錄主目錄檢測學習效果檢測學習效果體驗成功快樂體驗成功快樂題號題號請選擇請選擇C題目解析題目解析紅外光譜的作用是判斷化合物紅外光譜的作用是判斷化合物中的基團種類，如烴基種類、中的基團種類，如烴基種類、官能團種類等。官能團種類等。主目錄主目錄檢測學習效果檢測學習效果體驗成功快樂體驗成功快樂題號題號請選擇請選擇題目解析

18、題目解析由由 C、H 的質量分數(shù)可推出的質量分數(shù)可推出 O 的質量分數(shù)，由各元素的的質量分數(shù)，由各元素的質量分數(shù)可確定質量分數(shù)可確定 X 的實驗式，的實驗式，由相對分子質量和實驗式可由相對分子質量和實驗式可確定確定 X 的分子式。的分子式。B 主目錄主目錄檢測學習效果檢測學習效果體驗成功快樂體驗成功快樂題號題號請選擇請選擇題目解析題目解析相同狀況下，相同體積烴蒸相同狀況下，相同體積烴蒸氣物質的量相同，完全燃燒氣物質的量相同，完全燃燒生成生成CO2的體積之比為的體積之比為1 2，生成水的體積之比為生成水的體積之比為2 3，可設這兩種烴的分子式分別可設這兩種烴的分子式分別為為CnH2m、C2nH3m，所以滿足，所以滿足通式的有通式的有CH4和和C2H6，C2H4和和C4H6，C3H8和和C6H12。C6H12CH4C2H6C2H4C4H6C3H8主目錄主目錄檢測學習效果檢測學習效果體驗成功快樂體驗成功快樂題號題號請選擇請選擇題目解析題目解析質譜圖中最大質荷比即為有機質譜圖中最大質荷比即為有機物的相對分子質量，所以根據(jù)物的相對分子質量，所以根據(jù)質譜圖可知質譜圖可知A的相對分子質量的相對分子質量為為46。2.3 g A完全燃燒生成完全燃燒生成0.1 mo