632《有机物分子式和结构式的确定》教案(旧人教第二册)

6-3-2有机物分子式和结构式确实定〔二〕[教学目标]1．知识目标进一步熟悉有关分子式计算、结构式推断问题的解题方法。本节课主要通过例题的解答总结出确定有机物分子式、结构式的思路方法。2．技能和方法3．情感态度和价值观目标通过对同一问题采用多种方法解决的实例分析，形成多角度考虑问题的习惯，并从中学会区分方法的优劣。[教学过程]师生共同活动：从思路方法总结上堂课有关分子式和结构确定的问题的类型。有机化学计算的重点是分子式、结构式确实定以及有机混合物的组成、含量的求算．其前局部确实定途径可用以下图表示：确定有机物分子式和结构式的根本思路是：〔1〕直接法．直接求算出1mol气体中各元素原子的物质的量，即可推出分子式．如给出一定条件下的密度〔或相对密度〕及各元素的质量比〔或百分比〕，求算分子式的途径为：密度〔或相对密度〕——→摩尔质量——→1mol气体中各元素原子各多少摩——→分子式．〔2〕最简式法．根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式．如烃的最简式的求法为：C∶为CaHb，那么分子式为〔CaHb〕n，n=M/(12a+b)〔M为烃的相对分子质量，12a+b为最简式的式量〕．〔3〕余数法．①用烃的相对分子质量除14，视商数和余数．其中商数A为烃中的碳原子数.此法运用于具有确定通式的烃〔如烷、烯、炔、苯的同系物等〕．②假设烃的类别不确定：CxHy，可用相对分子质量M除以12，看商和余数．[例1]假设A是相对分子质量为128的烃，那么其分子式只可能是______或______．假设A是易升华的片状晶体，那么其结构简式为______．解析：128/12=10……8，所以分子为C10H8；然后去一个C加12个H，即得C9H20〔再去C加H就不可能了，因为H的个数不能大于C的个数的2倍加2〕另由题设A是易升华的片状晶体，为萘的性质，所以结构简式为。③由一种烃的分子式，求另一可能烃的分子式可采用增减法推断，其规律如下：〔4〕方程式法．利用燃烧反响方程式，要抓住以下关键：①气体体积变化；②气体压强变化；③气体密度变化；④混合物平均相对分子质量等，同时可结适宜当方法，如平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧可速解有机物的分子式．①当条件缺乏时，可利用条件列方程，进而解不定方程，结合烃CxHy中的x、y为正整数，烃的三态与碳原子数相关规律〔特别是烃为气态时，x≤4〕及烃的通式和性质，运用化学──数学分析法，即讨论法，可简捷地确定气态烃的分子式。②当烃为混合物时，一般是设平均分子式，结合反响式和体积求出平均组成，利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式．有时也利用平均相对分子质量来确定可能的组成，此时，采用十字交叉法计算较为简捷．③两混合烃，假设其平均相对分子质量小于或等于26，那么该烃中必含甲烷。④两混合气态烃，充分燃烧后，生成CO2气体的体积小于2倍原混合烃的体积，那么原混合烃中必含CH4．假设生成水的物质的量小于2倍原混合烃的物质的量，那么必含C2H2。⑤气体混合烃与足量的氧气充分燃烧后，假设总体积保持不变，那么原混合烃中的氢原子平均数为4；假设体积扩大，氢原子平均数大于4；假设体积缩小，氢原子平均数小于4，即必含C2H2〔温度在100℃以上〕。[例2]某有机物分子中有40个电子，它完全燃烧时只生成等体积的CO2和H2O蒸气〔相同条件〕。假设该有机物为烃，那么化学式为_______________________．假设为含氧的衍生物，那么化学式为_____________________．或__________________．分析：根据该有机物完全燃烧只生成等体积的CO2和水蒸气可知该有机物分子中C与H之比为1∶2．假设该有机物为烃，那么该烃的最简式为CH2，一个CH2只有8个电子，于是8n=40，n=5，所以该烃的化学式为C5H10．假设该有机物为含氧的衍生物，一个O原子有8个电子，于是一个O原子可代替一个CH2，于是给C5H10中每加一个O就要减去一个CH2，因而可得化学式为：C4H8O、C3H6O2、C2H4O3、CH2O4不合理。答案：C5H10；C4H8O、C3H6O2、C2H4O3[例3]0.5mol有机物完全燃烧后，生成1molCO2和1.5mol水，此有机物可能是〔写出结构简式〕__________________________________________分析：根据题意可求出该有机物分子中C原子与H原子的个数．该有机物中可含氧也可不含氧，于是它的化学式可表示为C2H6Om。当m=0，化学式为C2H6，结构简式为：CH3CH3．当m=1，化学式为C2H6O，结构简式为：CH3CH2OH或CH3OCH3．当m=2，化学式为C2H6O2，结构简式为：HOCH2CH2OH．当m=3，化学式为C2H6O3，无此物质．答案：CH3CH3、CH3CH2OH、CH3OCH3、HOCH2CH2OH．[例4]6.94g由饱和一元醇A和饱和二元醇B组成混合液，参加足量金属钠，在标准状况下放出2.24L氢气，A、B中所含碳原子数相同，且小于4，试推出A、B的结构简式。分析：此题用极限假设法进行巧解，根据题意，假设为一种物质，计算有关的数值范围，确定混合物某种量的数值介于最高值和最低值之间，从而简化计算过程．假设混合液全部是二元醇，此二元醇的摩尔质量为：6.94g÷2.24L/22.4L/mol=69.4g/mol因为饱和二元醇的相对分子质量小于69.4的只有乙二醇，所以A为CH3—CH2—OH，B为HO—CH2—CH2—OH．答案：A：CH3—CH2—OH；B：HO—CH2—CH2—OH。课堂练习：1．某气态烃在一个密闭容器中和过量氧气混合后完全燃烧，反响前后的压强不变〔温度为120℃〕，此气态烃是 〔〕 〔A〕CH4 〔B〕C2H4 〔C〕C2H2 〔D〕C3H82．某气态烃10mL与50mL氧气在一定条件下作用，刚好耗尽反响物，生成水蒸气40mL，一氧化碳和二氧化碳各20mL〔各体积在同温同压下测得〕．该气态烃的分子式为〔〕 〔A〕C3H8 〔B〕C4H6 〔C〕C3H6 〔D〕C4H83．某烃CxHy的蒸气，对氢气的相对密度是39，在催化剂存在下，1mol该烃和3mol氢气加成生成饱和烃CxHz的分子式是______，CxHy的分子式为______．4．150℃在一定容积的密闭容器中，使某气态烃和适量氧气点燃完全反响后，仍保持150℃时测定容器内压强为原来的1.2倍，求该烯烃的分子式．5．某气体碳的质量分数为82.7％，氢的质量分数为17.3％，在标准状况下，它的密度是2.59g/L．求这种气体的分子式．6．一种气态烃碳的质量分数为92.3％，氢的质量分数为7.7％，在标准状况下，该化合物0.5g占体积432mL．求这种烃的相对分子质量和分子式．7．某有机物由C、H、O元素组成，三种元素的质量比为6∶1∶8．该有机物的蒸气密度是同温同压下氧气密度的1.875倍，求有机物的相对分子质量和分子式．8．某不饱和链烃与H2完全加成，体积变为原来的1/3，如将1