优秀教案系列
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第二节研究有机化合物的一般方法
第2课时实验式、分子式、分子结构的确定
教学分析
教学分析
教学目标
1.了解现代仪器分析在有机化合物组成和结构分析中的应用。
2.能依据元素分析和质谱数据推断有机化合物的分子式。
3.能依据波谱分析数据推断简单有机化合物的分子结构。
4.通过提取和分析谱图中的有效信息推测分析结构,发展证据推理意识。
评价目标
1.通过信息整合和综合应用,诊断学生对波谱分析法分析有机化合物分子结构的掌握。
2.通过方法指导和实际应用,诊断学生对有机化合物实验式的掌握。
教学重难点
有机化合物的实验式、分子式和分子结构的确定方法。
教法、学法
情境化教学、问题引导、合作探究。
课时安排
1课时。
教学准备
多媒体课件、学案。
教学
教学设计
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
【引入】通过上节课的学习,我们已经知道有机物提纯的基本操作。屠呦呦研究团队为了提取并测定青蒿素的结构付出了多年的努力。
【提出问题】通过查阅资料,思考以下问题。
问题1:青蒿素的研究经历了哪些步骤?
问题2:介绍青蒿素的结构和性质特点。
【总结】通过了解青蒿素的研究经历,我们更加清楚地认识到准确测定有机物的结构是研究性质的基础。
【自主学习、思考,回答问题】
问题1:首先从青蒿中分离提纯,再用现代技术手段测定结构。
问题2:青蒿素分子中含有酯基和甲基。过氧基是抗疟活性的关键。
培养学生查找并阅读资料、提取信息的能力。
强化“结构决定性质”的观念,明确结构测定的意义。
续表
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
讲授新课
一、确定实验式
【引入】科学家李比希的介绍。
【展示】李比希元素分析仪、现代元素分析仪。
【讲解】元素的定性、定量分析是用化学方法测定有机化合物的元素组成,以及各元素的质量分数。元素定性分析一般是将一定量的有机化合物燃烧,转化为简单的无机物,以确定有机化合物的元素组成。元素定量分析通过无机物的质量推算出该有机化合物所含各元素的质量分数,然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比,确定其实验式(也称最简式)。李比希经多次实验后,总结出测定仅含C、H、O的有机化合物组成的方法,被称为李比希法。
【提出问题】问题3:元素分析的一般步骤是什么?
问题4:有机化合物中C、H、O等元素的质量分数如何测定?
【典例1】某种含C、H、O三种元素的未知物A,经燃烧分析实验测定该未知物中碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.1%,则:
①氧的质量分数为;?
②C、H、O的原子个数比:N(C)∶N(H)∶N(O)=;?
③该未知物的实验式为。?
【提出问题】问题5:实验式和分子式有何区别?
问题6:如何确定分子式?
二、确定分子式
【过渡】元素定量分析只能确定有机化合物分子中各组成原子的最简整数比,得到的是实验式。要确定它的分子式,还必须知道其相对分子质量。目前有许多测定相对分子质量的方法。
【观察、思考】
问题3:①燃烧法,通过质量分析确定各元素质量分数;②求出实验式。
问题4:用CuO作氧化剂,将仅含C、H、O元素的有机化合物氧化,生成的CO2用KOH浓溶液吸收,H2O用无水CaCl2吸收。根据吸收剂在吸收前后的质量差,计算出有机化合物中碳、氢元素的质量分数,剩余的就是氧元素的质量分数,据此计算可以得到有机化合物的实验式。
【思考、计算】
【典例1】①34.7%
②2∶6∶1
③C2H6O
【反思、总结】
问题5:实验式指的是分子中原子数最小整数比式,又称最简式。
分子式是用元素符号表示物质分子的组成及相对分子质量的化学式,包含最简式和实际分子式。
问题6:得出物质实验式后,确定有机物的相对分子质量就可以得到分子式。
续表
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
讲授新课
【讲解】第一种方法:计算法。
【典例2】(1)某混合气体在标准状况下的密度为0.821g·L-1,该混合气体的平均相对分子质量为。?
(2)某卤代烃的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的11.75倍,该卤代烃的摩尔质量为。?
【讲解】第二种方法:仪器测定(质谱法)。
质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法,测定时只需要很少量的样品。质谱仪用高能电子流等轰击样品,使有机分子失去电子,形成带正电荷的分子离子和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同,在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其进行分析后,得到它们的相对