专题1 第二单元 第1课时 有机化合物组成和结构的研究

第1课时有机化合物组成和结构的研究专题1认识有机化合物第二单元科学家怎样研究有机物有机化合物组成和结构的研究

探究点一

有机化合物组成的研究探究点二有机化合物结构的研究学习重难点：有机化合物的组成和结构的确定。1.知道研究有机化合物组成的意义和常用方法。2.了解研究有机化合物结构的意义，知道现代化学测定有机物结构的分析方法，了解有机化合物中常见的基团（官能团）。3.能根据李比希法的基本原理确定简单有机物的实验式（最简式），并结合相对分子质量确定其分子式。4.能根据1H核磁共振谱以及化学实验方法确定有机化合物的分子结构。(3)不同种元素在组成化合物时也有类似的现象，如Na和Cl，只能组成NaCl，Fe和O则可以组成FeO、Fe2O3、Fe3O4等。1．物质是由

组成的。由一种元素组成的

，称为

，由两种或两种以上元素组成的纯净物称为

。纯净物单质化合物元素(1)元素以单质形式存在的称为游离态，以化合物形式存在的称为化合态。(2)同一种元素在组成单质时，有的元素只能形成一种单质，有的元素则可形成多种单质。(4)在已知的元素中形成化合物种类最多的元素是碳元素。3．实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，该化合物的最简式为

。又测得该化合物的相对分子质量是30，该化合物的分子式为

。2．科学家研究有机化合物的组成时，需要知道该化合物由哪些元素组成，各元素它和分子式的区别：(1)最简式是表示化合物分子中所含各元素原子个数的最简单整数比的式子；(2)分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子；(3)二者中各元素的质量分数相等，可能不同的是原子个数。CH3C2H6的质量分数是多少，由此就能够知道有机化合物的最简式(实验式)。探究点一有机化合物组成的研究(3)判断是否含氧元素，可先求出产物CO2和H2O中

两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中

，否则有机物中

。1．鉴定有机物中含有哪些元素(定性分析)(1)将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物：SO2→CCO2H→H2ONN2S(2)若将有机物完全燃烧，生成物只有H2O(使无水CuSO4变蓝)和CO2(使澄清石灰水变浑浊)，则该有机物中一定含有的元素是

，可能含有的元素是

。C、HOC、H不含氧元素含氧元素→→(4)其他元素也可用不同的实验方法分别测定，如用钠融法可确定有机物中是否存在氮、氯、溴、硫等元素，用铜丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在卤素。用红热的铜丝蘸上试样灼烧时，若含有卤素则火焰为绿色。62．确定有机物中各元素的质量分数(定量分析)(1)先用红热的CuO作氧化剂，将仅含C、H、O元素的有机物氧化，然后分别用无水CaCl2和KOH浓溶液吸收生成的水和二氧化碳；(2)根据吸收前后吸收剂的质量变化即可算出反应生成的水和二氧化碳的质量，从而确定有机物中氢元素和碳元素的质量，剩余则为氧元素的质量；(3)最后计算确定有机物分子中各元素的质量分数。优点是：自动化程度高、所需样品量小、分析速度快、同时对多种元素进行分析等，若与计算机连接还可进行数据存储和统计分析，并可生成各种形式的分析报告。3．仪器分析法人们常借助元素分析仪来确定有机物的组成。7归纳总结化学实验法(李比希法、钠融法、铜丝燃烧法等)、仪器分析法。(2)李比希燃烧法(1)确定有机物元素组成的方法有：8活学活用D9题目解析由题中数据可知n(CO2)为0.2mol，n(H2O)为0.4mol，所以m(C)＋m(H)＝3.2g<6.4g，故该化合物中还含有氧元素，n(O)＝0.2mol,该化合物最简式可表示为CH4O。D理解感悟有机物中氧元素的测定通常是根据有机物中其他元素的质量或质量分数与总体进行比较，然后判断是否含有氧元素，若各质量分数之和为1或各元素质量之和与试样质量相等则无氧；若质量不等或质量分数之和小于1则含有氧。10探究点二有机化合物结构的研究1．基团理论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。有机物中不同的基团具有不同的结构和性质特点，它们是不带电的。例如：—COOH具有酸性；—NH2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__________。

分别写出羟基和氢氧根的电子式

、

。

李比希—OH—CHO—COOH—NH2

—CH3

11推知有机物分子含有的化学键或官能团推知有机物分子有几种不同类型的氢原子及各自的数目

12氢原子类型＝吸收峰数目＝3；不同氢原子的个数之比＝不同吸收峰的面积之比＝2∶1∶3氢原子类型＝吸收峰数目＝1；只有一种类型的氢原子13CH3—CH==CH2214归纳总结(1)有机物分子结构的确定方法a.根据价键规律，某些有机物只存在一种结构，可直接由分子式确定结构。①物理方法a.红外光谱法：初步判断有机物中含有的官能团或化学键。b.核磁共振氢谱：测定有机物分子中氢原子的类型和数目。氢原子的类型＝吸收峰数目不同氢原子个数之比＝不同吸收峰面积之比②化学方法c.通过定量实验，确定有机物中的官能团及其数目。b.官能团的特征反应→定性实验→确定有机物中可能存在的官能团。(2)质谱法可以测定有机物的相对分子质量，在质谱图中，最大的质荷比就是有机物的相对分子质量。根据相对分子质量和最简式可以确定有机物的分子式。15活学活用题目解析有机物中含有几种不同类型的氢原子，在核磁共振氢谱上就能出现几种信号峰，现题给有机物在核磁共振氢谱图中有三种信号峰，这表明有机物分子中含有三种不同类型的氢原子。C16活学活用题目解析17学习小结有机物结构的确定方法思路1812345A题目解析核磁共振仪的作用是测某元素原子的种类，若为氢谱则测的就是等效氢的种类。12345C题目解析红外光谱的作用是判断化合物中的基团种类，如烃基种类、官能团种类等。12345题目解析由C、H的质量分数可推出O的质量分数，由各元素的质量分数可确定X的实验式，由相对分子质量和实验式可确定X的分子式。B12345题目解析相同状况下，相同体积烃蒸气物质的量相同，完全燃烧生成CO2的体积之比为1∶2，生成水的体积之比为2∶3，可设这两种烃的分子式分别为CnH2m、C2nH3m，所以满足通式的有CH4和C2H6，C2H4和C4H6，C3H8和C6H12。C6H12CH4C2H6C2H4C4H6C3H812345题目解析质谱图中最大质荷比即为有机物的相对分子质量，所以根据质谱图可知A的相对分子质量为46。2.3gA完全燃烧生成0.1molCO2和2.7gH2O,则可计算出A的分子式为(C2H6O)n,