1-2-2 研究有机化合物的一般方法 导学案 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第一章 第二节 研究有机化合物的一般方法 导学案 学习目标： 第二课时 班级： 姓名： 1. 以探究如何确定有机物x的组成和结构为素材，形成和建构研究有机物的一般步骤和方法模型； 2. 掌握李比希提出的燃烧有机物对产物的定量测定确定实验式； 3. 知道质谱、红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射等现代仪器分析方法在有机物分子结构测定中的应用。 学习过程 【情境引入】中国知网： 传统口罩含有不可降解的聚丙烯，对环境造成很大危害。新型PLA可降解口罩，三个月可降解90%以上。已知：PLA是由含C、H、O的有机物X合成的高分子化合物。如何确定有机物x的组成和结构呢？ 【任务一】 阅读课本P.16-17，思考并回答以下问题。 问题1：如何确定有机物X是由C、H、O三种元素组成的？ ①定性分析：燃烧有机物X，检验燃烧产物是 和H20， 则能证明X中一定含有 元素，可能含有 元素。 ②定量分析：李比希燃烧法或元素分析仪。 问题2：经元素分析仪测得，有机物X中各元素的质量分数是：碳40%，氢6.7%，氧53.3%。 如何确定C、H、O原子的个数比？能确定X的实验式吗？ （实验式：分子中各元素原子的最简整数比，也称最简式） 问题3：下图是李比希法简易装置图，称起9.0gX样品置于氧气流中充分燃烧，并使产物缓慢通入足量的无水氯化钙和碱石灰中，实验测得装置D、E分别增重5.4g和13.2g，求有机物X的实验式。 H2O CO2 碱石灰 F 【思考1】已知X的实验式，确定有机物X的分子式还需要什么条件？ 【任务二】阅读课本P.17-18，了解有机物分子式的确定方法。思考并回答下列问题。 问题1：如何通过质谱仪来确定有机化合物的相对分子质量？ 经实验测出有机物X的质谱图如下，可知有机物X的相对分子质量是多少？ 相 对 丰 度 % 质荷比 问题2： 你知道物质相对分子质量还可以通过公式推算出来吗？怎么算呢？ ①标准状况密度法：已知标准状况下气体的密度ρ，求算摩尔质量。 ②相对密度法：根据气体A相对于气体B(已知)的相对密度d。 ③混合气体平均摩尔质量： ④利用各类有机物的分子通式及相应的化学反应方程式。 【解决问题】若同温同压下，测得有机物X蒸气的密度是H2密度的45倍， 则有机物X相对分子质量是多少？由此能否求出有机化合物X的分子式？ 【思考2】有机物X（C3H6O3）可能含有哪些官能团？ （可前后四人为一小组讨论） 已知：有机物X的部分性质如下所示：①与碳酸氢钠溶液反应产生气体， ②1mol X与足量钠反应产生1mol氢气。 【思考3】书写有机物X可能的结构简式。 【任务三】阅读课本P.18-20，找出可以通过哪些现代分析仪器来确定有机物X的结构？ 1、 红外光谱——可获得分子中含有的 或 的信息。 2、 核磁共振氢谱——不同化学环境的 信号出现位置不同。 ①峰 ——分子中有几种不同类型的氢原子； ②峰面积（ ）——不同氢原子的相对数目。 3、X射线衍射：测定出晶体的 、 等分子结构信息。 4000 3000 2000 1500 1000 500 有机化合物X的红外光谱图中找到C—O的吸收在1030~1200 cm-1；C=O的吸收在1680~1750cm-1 O—H的吸收在2500~3500cm-1。X的核磁共振氢谱如右图。故分子式为C3H6O3的有机化合物X的结构式为 。 【学以致用】已知：①11g 消毒剂Y进行燃烧实验，将产物依次通过浓硫酸增重9g，碱石灰增重22g。 ②质谱图如下所示。问题：根据信息确定有机物Y的实验式和分子式。有机物Y可能有哪些结构？Y的核磁共振氢谱 参考答案： 任务一：CO2，C、H，O。CH2O。X的相对分子质量。 任务二：最大质荷比 = 其相对分子质量。M＝ρ×22.4 L·mol－1；MA＝d×MB； MX＝d×MH2= 45×2=90 已知：X实验式为 CH2O 则X的分子式为：C3H6O3 X的结构简式： CH3CHC—OH OH O 任务三：化学键、官能团；氢原子，数目，高度；键长、键角。 学以致用：1、C4H10O 74 C4H10O 。2