《有机化合物结构的测定》精品教案

1、PAGE11有机化合物结构的测定1指导思想本节课依托“云平台”，结合我校“五六四”翻转课堂教学模式，突出“分享”技术应用，与现代信息技术深度融合，重视学科核心素养。整节课在“证据推理与模型认知”的框架下进行建构，凸显化学学科理性思维特征。关注从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念，以培养学生“宏观辨识与微观探析”素养。而利用传统实验分析法和现代仪器分析法进行科学探究，用对比教学落实培养学生“科学探究与创新意识”素养。同时引导学生线上探究科学家李比希的生平，并让学生拓展了解现代分析技术的社会应用价值，以实现对学生“科学精神与社会责任”素养的培养。2

2、教学背景分析教材内容分析学生在了解有机化合物的结构、命名的基础上，学习研究有机化合物的一般方法。有机物经过分离、提纯得到纯净的有机化合物后，进行元素的定性、定量分析。求出组成该有机化合物的实验式；然后测定未知物的相对分子质量，确定分子式。测定相对分子质量的方法很多，目前被广泛采用的是质谱法；在测定了分子的实验式和相对分子质量以后，通过红外光谱和核磁共振氢谱鉴定有机物的结构。本节内容中加入了大量的现代有机分析技术的新知识，实用性强但难度较大，且在新课程标准中属于了解和知道层次，故需要把握好讲解的深度。学生分析学生已学习了有机化合物的分类、结构特点、命名等内容，学习了研究有机化合物的一般步骤中的分

3、离、提纯得到纯净有机物的知识，结合化学式计算的相关知识，学生可以通过回忆已有的知识来完成有机物分子式和简单结构的推断。又通过微课前置性学习，了解了几种常见的研究有机物的方法。在循序渐进的引导下，学生自己体验用传统实验分析法和现代仪器分析法研究未知有机物，从中巩固这两种分析方法。形成完整的有机物组成、结构的研究方法。也让学生感受科技发展对化学发展有巨大推动作用。3教学目标设计前置学习目标：（1）知道李比希燃烧法测定元素组成的原理。（2）知道定性分析有机物的元素组成方法。（3）知道常见的几种现代仪器分析法。课堂学习目标（1）掌握研究有机化合物应采取的步骤和方法。（2）掌握李比希燃烧法的实验装置、原

4、理。（3）知道质谱与核磁共振氢谱在分析结构分子中的应用。4教学过程设计教师活动预设学生活动预设设计意图情景引入（展示冰乙酸样品）这里有一瓶样品，无色晶体，通过分析，已经证明了该物质为纯净物，不含C、H、O之外的其它元素，我们暂时把它命名为有机物A，这节课我们就来研究样品A的组成、结构和性质。设问1研究有机物的过程分几步2有哪些研究方法。小结大家已经知道了有机物的研究步骤和方法，下面我们就分别用传统化学分析和现代仪器分析来分步对样品A进行研究，如果遇到知识性的困惑，可以调用之前的资源反复查看。观察样品倾听、明确任务对展示的样品初步做出假设：烃或烃的含氧衍生物。回忆并回答：1有机物的研究步骤：组成

5、元素分子组成分子结构分子性质2研究方法有传统化学实验分析法和现代仪器分析法。把乙酸设计成一个未知物，使问题真实化，更能激发学生的研究欲望，克服已有乙酸知识的干扰，增强问题的可研究性。明确有机物研究的一般过程和方法。活动探究1样品A组成元素的测定设问1传统化学实验分析法怎样测定有机物的组成元素，如需要实验，请设计方案。在实验过程中需要注意哪些问题2现代分析技术是怎样确定元素组成的，需要用到什么仪器？小结通过李比希燃烧法和元素分析仪都可以得出样品A的组成元素和含量。测得A中C、H、O的含量分别为40%、%和%。怎么求出A的组成呢活动探究A的组成确定通过下面问题引导学生分析（依次呈现）。的组成还需要

6、数据2化学史上，科学家用传统化学分析法测蒸气法如何计算得到A的相对分子质量的相对分子质量资料在学生回答后给出下列数据蒸气的密度约是相同状况下氢气的30倍。的质谱图学生思考、回答、设计实验方案。的蒸气通入下图装置，通过测量两只U型管的质量增加量即可求出A中含氢元素的质量和碳元素的质量，再比较两元素质量和与A蒸气质量，即可判断出A是否含有氧元素。在实验过程中，一是要注意控制A的进气量，保证完全被氧化，二是实验后要通入氮气将装置中的气体完全被U型管中的物质吸收。2、现代仪器分析只需要元素分析仪，将样品置入分析仪的燃烧管中，计算即可自动得出所含元素及含量。思考、回答。1需要知道相对分子质量。蒸气的相对

7、密度的方法得到。3现代分析方法则通过质谱仪分析得到。计算求出A的相对分子质量观察A的质谱图，找出图中最大的离子质量，得出A的相对分子质量为60。A中含C：40%*60/12=2含H：%*60=4含O:%*60/16=2A的组成为C2H4O2设计实验的目的是让学生更好地了解李比希燃烧法测定元素的原理。通过实验注意事项的讨论培养学生思维的严密性和深刻性。对比两种测定元素组成的方法，体验现代仪器分析的高效、快捷。了解运用蒸气密度法测定相对分子质量。了解使用质谱图求得相对分子质量的方法。（只限于简单使用，不要求理解原理）活动探究2A的结构确定设问的结构的结构提供资料（学生回答上述问题后呈现）物质能够溶

8、于水，所得溶液能够使石蕊试液变红。加入碳酸钠溶液中，有气泡产生。的红外光谱各种基团的红外光谱吸收峰（波数/cm-1）思考、回答1传统方法：（1）根据A的组成分析可能含有的官能团：A的结构可能是CH3COOH、HCOOCH3或HOCH2CHO（2）设计实验验证假设，-COOH可以用石蕊试液或与碳酸钠溶液反应来检验；-CHO可以用银镜实验来验证，但因为甲酸甲酯也能发生银镜反应，如果能发生银镜反应，还要进一步通过与钠反应，检验有无-OH。（3）确定官能团的连接和碳链结构。2现代技术分析法：（1）根据红外光谱分析可能的官能团。（2）根据核磁共振谱找出等效氢个数，得出官能团的连接方式。让学生学会科学假设

9、的方法，体会假设在科学研究中的作用，了解科学探究的一般方法。了解红外光谱和核磁共振谱在分析分子结构中的应用。由于学生不知道各种基团的红外光谱特征，故给出相应参数。只要求学生能够运用，培养学生独自运用信息解决的能力。的NNMR图现代分析技术在生产、生活中应用：核磁共振成像是近年来一种新型的高科技影像学检查方法，应用于临床的医学影像诊断新技术。科技的发展令人惊叹，国民经济和科学技术高速发展的今天，分析仪器早已进入我们寻常百姓的日常生活中，而不仅仅局限于科学实验、医疗卫生或者工厂。比如红外测温仪、超声波清洗仪（眼镜店）、拉曼光谱测试仪（酒精含量检测仪）、可燃气体报警器、检测仪等等。分析A的红外光谱图

10、：在2937cm-1处有一吸收峰，为羧酸中的O-H键伸缩振动的吸收峰，1714cm-1处有一吸收峰，是羧酸中C=O键的伸缩振动频率。图中没有出现醛、酯等官能团的相应吸收峰，可以推断A中含有羧基。分析核磁共振图，得出A中有两类等效氢。据此推导出A的结构简式为CH3COOH，由此推广说明现代技术分析在生产、生活中的广泛应用。通过两种分析方法的比较，体验现代技术分析的优越性，并用图片说明现代技术分析在生产、生活中的应用领域。活动探究4A的性质设问样品A有哪些化学性质呢以此为契机，回顾必修2中的乙酸的性质。思维导图小结有机物结构的分析过程，对比两种分析方法。学生以小组为单位，利用思维导图APP，完成思维导图构建。思维导图的APP操作也非常简单，能够帮助学生归纳总结知识体系。在线作业课后拓展1