专题一第二单元科学家怎样研究有机物2

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相对分子质量
最简式 / 实验式 CH4O
2.有机物相对分子质量的确定
① 定义法: M=m/n
② 标况密度法:M=22.4×ρ
③ 相对密度法:MA=D×MB
(适用于气体)
m 总 ④ 混合物的平均相对分子质量:M = n总
⑤ 仪器分析法(如质谱仪)
C、H、O、N、X · · · 2.基团理论
链的终止
Cl· +Cl· → Cl2 Cl· + CH3· → CH3 Cl CH3·+ CH3· → CH3CH3 · CCl3 + Cl· → CCl4
二、研究反应历程的方法
——同位素示踪法 1. 酯化反应的反应机理
O CH3—C—OH+H—O—C2H5
18 浓H2SO4
O CH3—C—O—C2H5 + H2O
原理: 在有机物分子中,组成化学键或官能团的原
子处于不断振动的状态,其振动频率与红外光的振动 频率相当。当红外线照射有机物时,分子中的化学键 或官能团可发生振动吸收,不同的化学键或官能团吸 收频率不同,在红外光谱图上将处于不同位置,从而 可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
二、手性分子
例如:CHFClBr
一、定性研究
确定有机物的组成元素 二、定量研究
确定有机物的分子式/化学式
一、定性研究 (确定有机物的组成元素)
1.燃烧法 2.氧化铜氧化法 3.钠融法 4.铜丝燃烧法 5.元素分析仪 1.燃烧法 ( 氧气氧化法) 德国化学家李比希 } 2.氧化铜氧化法 O2 点燃 CxHyOz+ → CO2+ H2O
可以测出有机物中有几种不同环境的H原子及其比例。
原理: 氢原子核具有磁性,用电磁波照射氢原子核,

第二单元 科学家怎样研究有机物

第二单元  科学家怎样研究有机物

信息提示
(4)现代元素分析法 (4)现代元素分析法———元素分析仪自动化程 元素分析仪自动化程 现代元素分析法 度高,分析元素含量所需样品量小, 度高,分析元素含量所需样品量小,分析速度 快,可同时对碳、氢、氧、硫等多种元素进行 可同时对碳、 分析,元素分析仪与计算机相连接, 分析,元素分析仪与计算机相连接,可进行数 据的存储和统计分析, 据的存储和统计分析,并可根据要求生成各种 形式的分析报告。 形式的分析报告。
分子式为C 的有机物有甲醚和乙醇。 分子式为C2H6O的有机物有甲醚和乙醇。 甲醚 分子中的6个氢原子处于相同的化学环境, (CH3-O-CH3)分子中的6个氢原子处于相同的化学环境, 在核磁共振谱中只会在一个位置上出现特征峰; 在核磁共振谱中只会在一个位置上出现特征峰;乙醇 OH)分子中存在三种不同化学环境的氢原子 分子中存在三种不同化学环境的氢原子, (CH3-CH2-OH)分子中存在三种不同化学环境的氢原子, 在核磁共振谱中代表这三种氢原子的特征峰共有三组, 在核磁共振谱中代表这三种氢原子的特征峰共有三组, 出现在不同的位置上。 出现在不同的位置上。
“基团理论对有机化学的发展起到了巨大 的推动作用, 的推动作用,人们在研究有机化合物时仍首 先研究其所具有的基团,如羟基(-OH)、 先研究其所具有的基团,如羟基(-OH)、 (-OH 醛基(-CHO)、羧基(-COOH)、氨基 醛基(-CHO)、羧基(-COOH)、氨基 (-CHO)、羧基(-COOH)、 (-NH 烃基(-R)等 (-R) (-NH2)、烃基(-R)等,不同的基团具有 不同的结构和性质特点。 不同的结构和性质特点。
m(C),H2O中氢元素质量为m(H)。若 (C), (H)。 m(有机物)>m(C)+m(H)→有机物中含有 有机物) (C)+ (H)→有机物中含有

高二化学选修5(苏教版)同步导学案:1 -2科学家怎样研究有机物

高二化学选修5(苏教版)同步导学案:1 -2科学家怎样研究有机物

第二单元 科学家怎样研究有机物智能定位1.了解有机化合物组成的研究方法,知道如何确定最简式。

2.了解有机化合物结构的研究方法,了解李比希提出的“基团理论”。

3.认识反应机理在化学反应中的重要性,能用同位素示踪法解释简单的化学反应。

情景切入“没有什么分子像DNA 分子结构那样动人。

它让科学家着迷,给艺术家灵感,向社会发出挑战。

从任何意义说,它都是一种现代的标志。

”——《自然》杂志。

你能理解结构的测定在科学研究中的重要作用吗? 自主研习 一、有机化合物组成的研究 1.研究方法 氧化法:有机物−→− △ → → →钠融法:定性确定有机物中是否存在氮、氯、溴、硫等元素。

铜丝燃烧法:可定性确定有机物中是否存在卤素2.仪器——元素分析仪(1)工作原理:使有机化合物充分燃烧,再对燃烧产物进行自动分析。

(2)特点①自动化程度高。

②所需样品量小。

③分析速度快。

④可同时对碳、氢、氧、硫等多种元素进行分析。

二、有机化合物结构的研究1.有机化合物的结构(1)在有机化合物分子中,原子主要通过共价键结合在一起。

原子之间结合方式或连接顺序的不同导致了所形成物质在性质上的差异。

(2)1831年,德国化学家李比希提出了“基团理论”。

m (CO 2)m (H 2O)碳、氢 质量分数 碳、氢原子最简整数比最简式常见的基团有:羟基(—OH ),醛基(—CHO ),羧基(—COOH ),氨基(—NH 2),烃基(—R )等,它们有不同的结构和性质特点。

2.测定有机化合物结构的分析方法(1)核磁共振法在1H 核磁共振谱中:①特征峰的个数就是有机物中不同化学环境的氢原子的种类;②特征峰的面积之比就是不同化学环境的氢原子的个数比。

如乙醚(CH 3CH 2OCH 2CH 3)分子中有10个氢原子,在1H 核磁共振谱中会出现2个峰,峰的面积之比为3:2。

(2)红外光谱法①原理:不同基团的特征吸收频率不同,对红外光吸收的波长不同。

②应用:初步判定有机物中基团的种类。

科学家怎样研究有机物

科学家怎样研究有机物

例1、实验测得某碳氢化合物A中含碳80%,含氢 20%,又测得该化合物对氢气的相对密度为15。求 该化合物的分子式。 例2、某种有机物8.8g完全燃烧后得到CO222g和 H2O10.8g,则此有机物的最简式为________ 分子式为________ 若最简式中C:H个数比达到饱和,n=1
3、余数法: M/12 = n ……余 m
有机物组成
确定分子式
有机物结构
结构式 (有哪些官能团)
有机化学反应
有机物的性质
有机化合物组成的研究
(一)元素组成的确定
有 机 物 (纯净)
? 首先要确定有机物
中含有哪些元素
确定 分子式
如何利用实验的方法确定有机物中C、 H、O各元素的质量分数? 现代元素分析法
最早测定有机化合物中碳氢元素质量分数 1831年李比希利用氧化铜在 高温条件下氧化有机物生成 二氧化碳和水,然后分别用 高氯酸镁和烧碱石棉吸收水 和二氧化碳,测定出碳和氢 的质量分数。 ——碳、氢 元素的分析 法(氧化法 或李比希法)
专题一 第二单元 科学家怎样研究有机物
有机物的研究方法:
1.有机物组成的研究:对象是有机物的组成元素 及质量分数;
2.有机物结构的研究:对象是“基团”;
3.有机化学反应的研究:主要研究其反应条件、 影响因素及反应机理。
有机物 (不纯)
有 机 化 合 物 研 究 历 程
分离
提纯
有 机 物 (纯净)
例1、实验测得某碳氢化合物A中含碳80%, 含氢20%,又测得该化合物对氢气的相对密 度为15。求该化合物的分子式。
2.最简式法:最简式又称实验式,指有机物中
所含元素原子个数的最简整数比。与分子式在 数值上相差n倍

高中化学 专题1 认识有机化合物 第二单元 科学家怎样研究有机物

高中化学 专题1 认识有机化合物 第二单元 科学家怎样研究有机物

第二单元 科学家怎样研究有机物[明确学习目标] 1.知道有机化合物组成的研究方法,学会如何确定最简式。

2.知道有机化合物结构的研究方法及李比希提出的“基团理论”。

3.知道研究有机反应机理的基本方法和有机化学反应的研究内容。

一、有机化合物元素组成的研究1.常见方法(1)李比希燃烧法①将某有机物在O 2中充分燃烧后,各元素对应的燃烧产物:C→□01CO 2;H→□02H 2O ;N→N 2;S→□03SO 2。

②若将有机物完全燃烧,生成物只有□04H 2O(使无水CuSO 4变蓝)和CO 2(使澄清石灰水变浑浊),则该有机物中一定含有的元素是□05C 、H ,可能含有的元素是□06O 。

③判断是否含氧元素,可先求出产物CO 2和H 2O 中C 、H 两种元素的质量和,再与有机物的质量比较,若二者相等,则说明原有机物中不含氧元素,否则有机物中含有氧元素。

(2)钠融法:确定有机物中是否存在□07氮、□08氯、□09溴、□10硫等元素。

(3)铜丝燃烧法:定性确定有机物中是否存在□11卤素。

用红热的铜丝蘸上试样灼烧时,若含卤素则火焰为□12绿色。

2.元素分析仪(1)工作原理:使有机化合物充分燃烧,再对□13燃烧产物进行自动分析。

(2)特点二、有机化合物结构的研究1.有机化合物的结构(1)在有机化合物分子中,原子主要通过□01共价键结合在一起。

原子之间□02结合方式或□03连接顺序的不同导致了所形成物质在性质上的差异。

(2)1831年,德国化学家□04李比希提出了“基团理论”。

常见的基团有:羟基(□05—OH),醛基(□06—CHO),羧基(□07—COOH),氨基(□08—NH 2),烃基(□09—R)等,它们有不同的结构和性质特点。

2.测定有机化合物结构的分析方法(1)核磁共振法在1H 核磁共振谱中:①特征峰的个数就是有机物中不同化学环境的氢原子的□10种类; ②特征峰的面积之比就是不同化学环境的氢原子的□11个数比。

科学家怎样研究有机物

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C2H6O2
二、有机化合物结构的研究
德国化学家李比希(1803~1873)
1832年和维勒合作提出 “基团论”:有机化合物由 “基”组成,这类稳定的“ 基”是有机化合物的基础。 1838年李比希还提出了 “基”的定义
二、有机化合物结构的研究
1、原子间----主要通过共价键结合 2、基团
-OH羟基、 -CHO醛基、 -COOH羧基、 -NH2氨基、 -R烃基、 -CH3甲基、 -CH2CH3乙基、-C6H5苯基、-N02硝基等 官能团:指决定有机化合物化学特性的原子或 原子团。
按官能团对有机化合物进行 分类
类别 烷烃 烯烃 炔烃
芳香烃
官能团 / 碳碳双键 碳碳叁键
代表物 甲烷 乙烯 乙炔
类别 酚 醚 醛
官能团 羟基 醚键 醛基
代表物 苯酚 乙醚 乙醛
苯环

酮 羧酸

羰基 羧基
酯基
丙酮 乙酸
乙酸乙酯
卤代烃 卤素原子 溴乙烷

羟基
乙醇
不同的基团具有不同的结构和性质 特点。那如何确定有机化合物的结 构呢?用什么方法呢?
1、有几个峰就代表有几种 类型的氢原子。 2、峰面积之比就等于氢原 子的个数比(但不能化简)
3、相同类型的氢原子在峰 值上有叠加。(例如: 丙烷CH3CH2CH3的峰 面积之比为6:2,而非 3:1,也非3:2)
测定有机物组成和结构的分析方法之二
2、红外光谱(了解):
在有机物分子中,组成化学键或官能团的原子处于不断振 动的状态,其振动频率与红外光的振动频率相当。所 以,当用红外线照射有机物时,分子中的化学健或官 能团可发生振动吸收,不同的化学键或官能团吸收频 率不同,在红外光谱图上将处于不同位置,从而可以 获得分子中含有何种化学键盘或官能团的信息。(P9

第二单元科学家怎样研究有机物-苏教版选修有机化学基础教案

第二单元科学家怎样研究有机物-苏教版选修有机化学基础教案

第二单元科学家怎样研究有机物-苏教版选修有机化学基础教案一、引言有机化学是一门研究碳基化合物的化学课程。

由于有机化合物结构的复杂性和种类的繁多性,有机化学的研究成为了现代化学研究的一个重要分支。

化学研究的过程不仅仅考验科学家在实验室的技能,还需要科学家具备深入思考和勇于探索的精神。

我们今天要探讨的就是科学家在研究有机化合物时所使用的方法和技能。

二、科学家如何研究有机物1. 有机合成法有机合成法是研究有机物最基本的方法之一。

它是通过化学反应来制备、合成有机化合物。

有机合成法的方法很多,其中最常用的方法是加热、溶剂沉淀、电解等。

科学家在实验过程中需要注意实验条件、反应用量和反应温度等因素。

除此之外,还有两种常用的合成方法。

一种是酯交换反应,也叫酯化反应。

这种反应可以通过酸催化或是碱催化来实现。

另一种是加成反应,也叫居里反应。

这种反应可以通过添加不同的试剂和催化剂来实现。

2. 分离纯化法在有机化学研究中,很多化合物是复杂的混合物,科学家需要通过分离纯化法来提取出他们所需要的化合物。

分离纯化法通常包括蒸馏、萃取、结晶、凝固和过滤等方法。

在实验中,科学家需要根据所得到样品的特点,选择合适的分离纯化方法。

3. 光谱分析法光谱分析法是研究有机物的一种常用方法,包括核磁共振光谱(NMR)、红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)等。

这些光谱技术可以帮助科学家确认分子结构和化学键的类型。

其中,核磁共振光谱是研究有机化合物最常用的方法,它是一种通过核磁共振现象来表征化合物结构的技术。

科学家利用这种技术可以得到各原子之间的关系和化学键的类型。

当然,核磁共振仪的操作也需要一定的技巧和经验。

4. 其他方法在有机合成过程中,还有一些其他的方法也很重要。

比较常见的有氧化、还原、酸碱反应和烷基化等。

这些方法都需要科学家有一定的实验技能和反应知识。

三、结论有机化学是一门和研究生命科学、药物合成等领域密切相关的学科。

《科学家怎样研究有机物》 讲义

《科学家怎样研究有机物》 讲义

《科学家怎样研究有机物》讲义一、研究有机物的重要性有机物在我们的生活中无处不在,从食物中的营养成分到药物中的有效成分,从塑料、橡胶等材料到石油、天然气等能源,有机物的身影贯穿了人类社会的方方面面。

因此,深入研究有机物对于推动科学技术的发展、提高人类的生活质量以及解决全球性的问题都具有至关重要的意义。

二、研究有机物的基本方法1、分离提纯要研究有机物,首先需要将其从复杂的混合物中分离出来,并提纯到较高的纯度。

常见的分离提纯方法包括蒸馏、萃取、重结晶等。

例如,通过蒸馏可以将石油中的不同成分按照沸点的高低分离出来,得到汽油、柴油等产品。

2、元素分析确定有机物的元素组成是研究的基础。

通过燃烧法可以测定有机物中碳、氢、氧等元素的含量,从而初步了解有机物的分子组成。

3、相对分子质量的测定质谱法是测定有机物相对分子质量的有效手段。

它可以使有机物分子在高真空环境下电离成带电粒子,然后通过电场和磁场的作用将这些粒子按照质荷比进行分离和检测,从而得出有机物的相对分子质量。

4、分子结构的确定(1)红外光谱红外光谱可以用于确定有机物分子中的官能团。

不同的官能团在红外光谱中会出现特定的吸收峰,从而帮助科学家推断有机物的结构。

(2)核磁共振氢谱核磁共振氢谱可以提供有机物分子中氢原子的种类和数量信息。

通过分析氢谱中的峰形和位置,可以了解氢原子所处的化学环境,进而推断有机物的结构。

三、有机反应的研究1、反应类型有机物可以发生加成、取代、消去、氧化、还原等多种反应类型。

科学家通过对反应条件、反应物和生成物的研究,来总结反应规律。

2、反应机理为了深入理解有机反应的本质,科学家会研究反应的机理。

例如,通过同位素标记法追踪反应过程中原子的转移路径,从而揭示反应的具体步骤。

3、反应速率和平衡研究有机反应的速率和平衡对于优化反应条件、提高反应产率具有重要意义。

科学家通过实验测定反应速率常数、平衡常数等参数,并运用化学动力学和热力学的理论进行分析。

第二单元 科学家怎样研究有机物

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三、有机化学反应的研究 1.甲烷与氯气在光照条件下发生卤代反应的机理 这是一个自由基型链反应:
Cl2 、CH4 为反应物 Cl、· CH3 为自由基 · HCl、CH3 Cl 为生成物
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2.同位素示踪法研究酯的水解反应 (1)方法:将乙酸乙酯与H218 O在H2SO4催化下加热水解,检测18O 的分布情况,判断酯水解时的断键情况。
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(2)钠融法 通过钠融法可定性确定有机物中是否存在N、Cl、Br、S等元素。 (3)铜丝燃烧法 可定性确定有机物中是否存在卤素。 3.仪器——元素分析仪 (1)工作原理 使有机化合物充分燃烧,再对燃烧产物进行自动分析。 (2)特点 元素分析仪自动化程度高,分析元素含量所需样品质量小,分析 速度快,可同时对C、H、O、S等多种元素进行分析。
问题导学
即时检测



由红外光谱可知分子中有 C—H、C
O、C—O—C、C—C、
结构且苯环上只有一个取代基。由苯环上只有一个取代 基,可知苯环上的 5 个氢原子分成了三种,个数分别为 1、2、2,A 分 子中的另外 5 个氢原子分成 2 类,个数分别是 2、 3,取代基上 3 个 C,5 个 H,再结合红外光谱结构可知分子中有酯基,可得 A 的结构为
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1.知道如何确定有机物的最简式。 2.了解李比希提出的基团理论,认识常见的基团以及在 学习目 有机物中的性质。 标 3.能看懂简单的核磁共振谱图及红外光谱图。 4.认识手性分子。 5.了解简单有机反应的反应机理 学习要 1.认识常见的基团以及在有机物中的性质。 点 2.知道如何确定有机物的最简式
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科学家怎样研究有机物导学案【学习目标】1、知道如何确定有机物的最简式。

2、了解李比希提出的基团理论,认识常见的基团以及在有机物中的性质。

3、能看懂简单的核磁共振谱图及红外光谱图。

4、认识手性分子。

5、了解简单有机反应的反应机理。

第一课时有机化合物组成的研究:【知识导航】1、对于有机物的研究首先就要知道有机物的组成及结构。

最简式又称,指2、定性分析确定有机物的组成元素:(1)有机物组成元素的一般测定方法——燃烧法:各元素对应的燃烧产物:C→______;H→_____ ;N→N2;Cl→HCl。

若燃烧只生成CO2和H2O,则有机物中一定含有C、H元素,还需确定该有机物中是否含有氧元素。

m(有机物)>m(C)+m(H)→有机物中含有氧元素m(有机物)=m(C)+m(H)→有机物中不含氧元素【思考】以上情况,什么条件下不需要进一步确定有机物中是否含氧元素?(2)其它常见的元素测定方法:①钠融法可定性确定有机物中是否存在______________________等元素②铜丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在_______(3)确定有机化合物元素组成的仪器:元素分析仪。

(阅读课本P7)分析该仪器的工作原理及使用该仪器的优点。

3、定量计算确定有机物的分子式:【介绍】李比希法:(课本P6“资料卡”)利用CuO在高温下氧化有机物,生成水和二氧化碳H→H2O 高氯酸镁吸收;C→CO2碱石棉吸收(1)最简式法:第一步:确定各元素原子个数比,求出最简式第二步:根据有机物的相对分子质量,求出分子式【练习1】实验测得某碳氢化合物A中含碳80%,含氢20%,又测得该化合物对氢气的相对密度为15。

求该化合物的分子式。

【讨论】有机物相对分子质量的确定1、定义法:= 2、标态密度法: 根据标准状况下气体的密度,求算该气体的相对分子质量:M =22.4×ρ3、相对密度法:根据气体A 相对于气体B 的相对密度D ,求算该气体的相对分子质量:M A =D×M B(2)直接计算法:直接求算出1mol 有机物中各元素原子的物质的量,即可确定分子式。

【练习2】 4.2 克某烃完全燃烧后,生成 0.3 摩尔 CO 2 和 0.3 摩尔 H 2 O ,该烃的蒸气对氢气的相对密度为 21 ,这种烃分子式是什么 ?【练习3】 标准状况下1.68L 气态烃在足量的氧气中完全燃烧,若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0g ;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g 。

通过计算推断它的分子式。

(3)方程式法:利用有机物燃烧的化学方程式,根据反应前后气体体积改变进行计算。

【练习4】 10mL50mLO 2里充分燃烧得到液态水和35mL 混合气体(气体体积均在相同状况下测定),则该气态烃可能是( )A.CH 4B.C 2H 6C.C 3H 8D.C 3H 6E.C 4H 6(4)商余法:通常已知某烃的相对分子质量,求其分子式。

【练习5】 某烷烃的相对分子质量为72,求其分子式。

【巩固练习】1、下列有机物符合最简式为CH 2的是 ( )A .C 3H 8B .C 2H 6 C .CH 4D .C 4H 82、为了确定有机物中是否存在氮、氯、溴、硫等元素,应将有机物样品与下列哪种金属混合熔融后,再进行无机定性分析 ( )A .FeB .SiC .CuD .Na3、用铜丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在卤素,将一根纯铜丝加热到红热,蘸上试样,Mnm放在火焰上灼烧,如存在卤素,火焰为()A.绿色B.紫色C.白色D.黄色4、化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是()A.维生素C具有还原性,在人体内起抗氧化作用B.糖类、蛋白质、油脂属于天然高分子化合物C.煤经气化和液化两个物理变化过程,可变为清洁能源D.制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的光导纤维都是新型无机非金属材料5、充分燃烧0.1mol气态烃A,在标准状况下生成4.48L CO2和5.4gH2O,则烃A是()A.C4H6 B.C2H4 C.C2H6D.C2H26、1.01×105Pa,120℃时,某气态烃在密闭容器中与过量O2混和点燃,完全反应后,保持温度,压强不变,体积增大的是()A.CH4B.C2H6C.C3H4D.C2H27、两种气态烃组成的混合气体0.1mol,完全燃烧得0.16molCO2和3.6gH2O,则混合气体中()A.混和气体中一定有甲烷B.混和气体中一定有甲烷和乙烯C.混和气体中一定有乙烷D.混和气体中一定有乙炔8、某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧,只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。

下列说法正确的是()A.该化合物仅含碳、氢两种元素B.该化合物中碳、氢原子个数比为1:2C.无法确定该化合物是否含有氧元素D.该化合物中一定含有氧元素9、有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物,假设给你一种这样的有机混合物让你研究,一般要采取的几个步骤是()A.分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式B.分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式C.分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式D.确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯10、下列最简式中,没有相对分子质量也可以确定分子式的是()A.CH3B.CH2C.CH D.C2H511、某混合气体由一种气态烷烃和一种气态烯烃组成,在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,在标准状况下,将56.0L混合气体通入足量溴水,溴水质量增重35.0g,通过计算回答:(1)混合气体中气态烷烃的化学式:;(2)混合气体中两种气体的物质的量之比:;12、(2005·江苏理科综合·31)有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。

现取3g A与4.48L氧气(标准状况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余)。

将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重3.6g,碱石灰增重4.4g。

回答下列问题:(1)3gA中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少?(2)通过计算确定该有机物的分子式。

第二课时 有机化合物结构的研究 导学案【知识导航】科学家主要通过“基团理论”和现代化学测定方法来确定有机物的结构。

1、 基团理论: (阅读教材P7“化学史话”):在有机化学发展的历史进程中,“基团理论”对有机化学的发展起到了巨大的推动作用,这一理论是由_______率先提出来的。

有机物中的基团具有不同的结构和性质,它们是不带电的。

例如:—COOH 具有酸性;-NH 2具有碱性,有机物的性质可以看作是各种基团性质的加和。

请写出下列常见基团的结构简式:羟基______________,醛基____________,羧基______________,氨基____________甲基_____________。

【思考】基和根的区别:分别写出羟基和氢氧根的电子式_________ 、___________。

2、有机物中基团种类的确定——红外光谱法红外光谱是利用有机物分子中 不同,测试并记录有机物对一定波长范围的红外光谱吸收情况。

它可以初步判断该有机物中含有哪些基团。

【例如】下图是乙醇的红外光谱图:3、有机物的结构确定——核磁共振氢谱图在核磁共振分析中,最常见的是对有机化合物的1H 核磁共振谱(1H -NMR )进行分析。

有机物分子中的 所处的化学环境(附近的基团)不同,表现出的 就不同,代表核磁特性的峰在核磁共振谱图中横坐标(化学位移)的位置也就不同。

例如:分子式为C 2H 6O 的两种有机物1H 的核磁共振谱图(教材P9)分析:乙醇的结构简式为CH 3CH 2OH ,乙醇分子中存在三种不同位置的H 原子C C H H H O HC CH 3COOH C CH 3HOOC H 2N NH 2A B因此,在核磁共振谱图中就会出现三个峰,峰的高度与H 原子的个数成正比。

甲醚的结构为: 其中6个H 都处于同一位置,因此在核磁共振谱图上只出现一个峰。

【练习1】 已知某有机物的分子式为C 4H 10,其核磁共振谱图如下所示,请写出它的结构式用质谱法还可以测定有机物的相对分子质量。

4、 手性分子:(1)定义: 称为手性分子。

如:丙氨酸分子有A 和B 两种结构,这两种结构互为镜像且不能重叠,称为___________ ;与4个不同原子或原子团相连的碳原子称为_____ 。

(2)意义:具有神奇的光学特性【巩固练习】1、有机化合物H OHO 中不含有的基团是 ( )A .醛基B .羧基C .羟基D .烃基2、能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是 ( )A .质谱B .红外光谱C .紫外光谱D .核磁共振谱3、下列不是有机化合物所具有的基团的是 ( )A .-OHB .-CHOC .-COOHD .OH —4、下列分析方法不是现代化学测定有机物结构的是 ( )A .燃烧法B .红外光谱法C .紫外光谱法D .核磁共振法 C C H H H H H O H5、下列说法不正确...的是()A.有机化合物的1H核磁共振分析中,氢原子核所处的化学环境不同,表现出的核磁性就不同,代表核磁性特征的峰在核磁共振谱图中横坐标的位置也就不同。

B.红外光谱是利用有机物分子中不同基团的特征吸收频率不同,测试并记录有机化合物对一定波长范围的红外光吸收情况,根据对红外光谱的分析,可以初步判断该有机化合物中具有哪些基团。

C.有机化合物中的“基”是一成不变的。

D.质谱法是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带电的“碎片”,并根据“碎片”的某些特征谱分析有机物结构的方法。

6、解决有机分子结构问题的最佳手段是1H核磁共振。

有机物分子中的氢原子在分子中的化学环境(原子之间相互作用)不同,在1H核磁谱图中就处于不同的位置,通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种不同化学环境的氢原子()A.6 B.5 C.4 D.37、用核磁共振波谱法测定有机物结构, 试样应是()A.单质B.纯物质C.混合物D.任何试样8、当有机物分子中的一个碳原子所连四个原子或原子团均不相同时,此碳原子就是“手性碳原子”,具有手性碳原子的物质往往具有旋光性,存在对映异构体,如等,下列化合物中存在对映异构体的是( ) A.B.B.C.甲酸D.C6H5CH(CH3)OCH39、某化合物有碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图有C-H键、O-H键、C-O键的振动吸收,该有机物的相对分子质量是60,则该有机物的结构简式是A.CH3CH2OCH3B.CH3CH2CH(OH)CH3C.CH3CH2CH2OH D.CH3CH2CHO10、下列化合物的1H核磁共振谱中只有一个单峰。

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