1.2.2 有机化合物分子式和分子结构的确定-【精讲课】2024-2025学年高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修3）

第2课时　 有机化合物分子式和分子结构的确定 第一章　有机化合物的结构特点与研究方法 第二节　研究有机化合物的一般方法 四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组 1.学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能据此确定有机化合物的分子式。 2.能够根据化学分析和波谱分析确定有机化合物的结构(重点)。 核心素养学习目标 创设情境 经过分离、提纯，得到纯净的有机物后，如何确定它的分子式，如何测定其结构，了解其化学性质呢？ 德国化学家李比希 (J. von Liebig，1803—1873) 首先在补铁剂的大情境下，引出检验补铁剂中铁元素价态存在形式的任务 3 任务一 确定实验式和分子式 【问题2】元素定量分析用于确定什么？ 【回归教材】阅读教材p16，思考如何确定实验式？ 【问题1】元素定性分析用于确定什么？ 燃烧 一定量有机物 简单 无机物 无机物质量 各元素 质量分数 测定 推算 计算 各元素原子 最简整数比 实验式 (最简式) 【问题3】元素定量分析方法有？ ①李比希法 ②元素分析仪 确定有机物的元素组成 确定有机物的实验式(最简式) 任务一 确定实验式和分子式 样品 移动电炉 氧气 电炉 CuO 无水CaCl2 KOH浓溶液 德国化学家李比希 (J. von Liebig，1803—1873) 吸收H2O 吸收CO2 一定量仅含 C、H、O的有机物 氧化 均测吸收前后 质量差 C、H 质量分数 计算 剩余为O 质量分数 最简式求法： N(C)∶N(H)∶N(O) = ∶∶ 【项目汇报】请同学阅读P16-17，对李比希法进行汇报。 任务一 确定实验式和分子式 【典例剖析】A是一种只含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。其中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，则A的实验式是 __________。 =1－44.1%－8.82%＝47.08% 则N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶≈5∶12∶4 C5H12O4 任务一 确定实验式和分子式 【思考交流】如何确定分子式？ 运用质谱法确定相对分子质量 质谱仪 任务一 确定实验式和分子式 质荷比： 质谱图：质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标 Mr＝46 相对分子质量＝质荷比最大值＝最右边的分子离子峰 与相对丰度无关 【温故知新】复习选择性必修2，思考什么是质荷比以及如何读质谱图。 任务一 确定实验式和分子式 a. 标况密度法： M＝ρ×22.4 L·mol－1 (标准状况) b. 相对密度法： MA＝d×MB (相对密度——d ) 【典例剖析1】标准状况下1 L有机物A的质量为2 g，则其相对分子质量为 。 【典例剖析2】 有机物A蒸气与乙烯的相对密度为5，则其相对分子质量为 。 44.8 140 【思考交流】 分子式与实验式的关系是？ 分子式是实验式的整数倍 【归纳总结】计算相对分子质量的方法。 任务一 确定实验式和分子式 【评价训练1】正误判断 (1)验证有机物属于烃时只需测定产物中的CO2和H2O的物质的量之比 (2)有机物燃烧后只生成CO2和H2O的物质一定只含有碳、氢两种元素 (3)有机物的实验式、分子式一定不同 (4)元素分析法和质谱法能分别确定有机物的实验式和相对分子质量 (5)质谱图中最右边的谱线表示的数值为该有机物的相对分子质量 √ √ × × × 【评价训练2】取3.0 g有机物X，完全燃烧后生成3.6 g H2O和3.36 L CO2(标准状况)，已知该有机物的蒸气对氢气的相对密度为30。 (1)该有机物的分子式为_______。 (2)若不知道X的蒸气对氢气的相对密度能否确定X的分子式？ 任务一 确定实验式和分子式 C3H8O 能 H：0.4 g C：1.8 g 则O：0.8 g C饱和 Mr：60 任务二 确定分子结构 二甲醚 乙醇 化学：看是否与Na反应 物理：红外光谱 核磁共振氢谱 X射线衍射 等等 【交流探讨】有机物A的分子式C2H6O，如何确定是乙醇，还是二甲醚？ 有哪些方法可以区分它们？ 任务二 确定分子结构 【回归教材】阅读教材P19红外光谱相关内容，回答下列问题。 【问题1】红外光谱的原理？ 红外线照射有机物，不同化学键或官能团的吸收频率不同。 【问题2】红外光谱的作用？ H─C─C─O─H │ H │ H H │ H │ 获得分子中所含化学键或官能团的信息。 任务二 确定分子结构 【回归教材】阅读教材P19核磁共振氢谱相关内容，回答下列问题。 【问题1】核磁共振氢谱原理？ 电磁波照射化合物，不同化学环境中的氢原子吸收电磁波的频率不同，且吸收峰的面积与氢原子数成正比。 【问题2】核磁共振氢谱作用？ 获得有机物中氢原子种类及数目 吸收峰数目＝氢原子种类数 吸收峰面积比＝氢原子数目比 核磁共振仪 任务二 确定分子结构 读谱要点： 信号个数→H原子种类 信号强度之比→H原子数目 3种H原子 个数比：3∶2∶1 上图为H─C─C─O─H │ H │ H H │ H │ A有两种同分异构体：CH3CH2OH或CH3OCH3 CH3OCH3 一种H原子 【典例剖析】已知有机物A(C2H6O) 核磁共振氢谱如右图，请通过读图分析该物质的结构式。 任务二 确定分子结构 【回归教材】阅读教材P20的X射线衍射相关内容，回答下列问题。 【问题1】X射线衍射原理？ X射线是一种波长很短的电磁波，它和晶体中的原子相互作用产生衍射图。 【问题2】X射线衍射作用？ 可获得分子结构的键长、键角等，用于有机物晶体结构的测定。 X射线衍射仪 单晶衍射图 我国科学家通过X射线衍射获得的青蒿素的分子结构 任务二 确定分子结构 【评价训练1】下列物质的核磁共振氢谱图中，有5组吸收峰的是 A.　　　　　　　　　　　　　 B.CH3CH2OCH2CH3 C.CH3CH2CH(CH3)2　　　　　　D.CH3COOCH2CH3 √ 【评价训练2】有机物Y的分子式C4H8O2，其红外光谱图如图，则该有机物的结构可能为 A.CH3COOCH2CH3 B. C.HCOOCH2CH3 D.(CH3)2CHCOOH √ 2 4 3 任务二 确定分子结构 【评价训练3】化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的核磁共振氢谱如图所示，请写出A的结构简式，并预测B的核磁共振氢谱上吸收峰的个数。 A：只有一个峰，则只含有一种氢原子， A的结构简式：BrCH2CH2Br； B的结构简式只能是CH3CHBr2， 则其核磁共振氢谱图中有2组吸收峰。 本课结束 今日作业 第1章 第二节 第2课时 课后作业训练 c. 混合气体平均摩尔质量：＝ $$