《有机化合物结构的研究》探究学案

1/7章节与课题第二单元科学家怎样研究有机物－第二课时（有机化合物结构的研究）课时安排1课时使用人高二化学组使用日期或周课时学习目标1、能用常见的几种方法确定有机物的分子式2、能知道李比希提出的基团理论，体会其对有机化合物结构研究的影响。3、能认识有机化合物中常见的基团（官能团），能正确书写常见的基团。4、会应用1H核磁共振波谱图分析简单的同分异构体，知道核磁共振波谱法、红外光谱法、质谱法和紫外光谱法等来研究有机化合物的结构的方法。重点难点1、能正确书写常见的基团。2、会用1H核磁共振波谱图分析简单的同分异构体，知道核磁共振波谱法、红外光谱法、质谱法和紫外光谱法等用来研究有机化合物的结构的方法。教学资源使用PPT课件3、混合物的平均相对分子质量：＝【交流与讨论一】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。C2H6【例1】实验测得某碳氢化合物A中，含碳80％、含氢20％，求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子量是30，求该化合物的分子式。2、.直接法（物质的量法）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。例4：已知某烃0.5mol完全燃烧时生成水36g，二氧化碳66g，求该烃的分子式。二、基团理论1、基团理论：1838年，李比烯提出了“基”的定义(见教材P8)：；__________________；________________。常见的基团有：羟基、醛基、羧基、氨基、硝基等。2、“基团”可以看成某分子失去一个或几个原子以后，留下的部分。如：羟基和氢氧根的电子式分别为_________、___________；羟基和氢氧根带电荷的是。【练习1】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。请写出下列常见基团的结构简式：羟基_________,醛基_________,羧基__________,氨基________，甲基__________。【交流与讨论二】有机化合物中不含有的基团是()A．醛基B．羧基C．羟基D．烃基三、现代化学测定有机物结构的方法：(NMR)、(IR)、和等。1、核磁共振⑴核磁共振原理是什么？核磁共振谱图中峰的个数和峰的强度之比分别表示什么意思？⑵请根据乙醇分子结构思考下列问题：①乙醇分子中有种不同化学环境的氢原子②上图是分子式为C2H6O的两种有机物的核磁共振谱图，你能分辨出哪一幅是乙醇的1H—NMR谱图吗？请说出理由.你能写出另一幅谱图表示的有机物结构式吗？【交流与讨论三】核磁共振谱是测定有机物分子结构最有用的工具之一。瑞士科学家维特里希等三人即是利用核磁共振技术测定生物大分子的三维结构而获得2002年诺贝尔化学奖。在有机物分子中，不同位置的氢原子在质子核磁共振谱（PMR）中给出的峰值（信号）也不同，根据峰（信号）可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如：乙醛的结构式为：，其PMR谱中有2个信号峰，其强度之比为3∶1。⑴下列有机物分子中，在质子核磁共振谱中只给出一种峰（信号）的是________A．CH3-CH3B．CH3COOHC．CH3COOCH3D．CH3COCH3⑵化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的PMR谱上只有1个峰，则A的结构简式为。B的PMR谱上有个峰，强度比为。2、红外光谱(IR)⑴红外光谱(IR)法测定测定原理⑵通过红外光谱能得到有机物结构中什么信息？例5、通过红外光谱图得该物质的结构简式是:【交流与讨论四】未知物A的实验式和分子式都是C2H6O。A的红外光谱图如图(a)，未知物A的核磁共振氢谱有三个峰图（b），峰面积之比是1:2:3，未知物A的结构简式为 。 3、质谱法：简述原理【交流与讨论五】2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物分子进行结构分析的质谱法。其方法是让极少量的（10－9g）化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得到C2H6＋、C2H5＋、C2H4＋……，然后测定其质荷比。某有机物样品的质荷比如图所示该有机物可能是（）A、甲醇B、甲烷C、丙烷D、乙烯例3、某有机物中含碳的质量分数为64.86%，氢的质量分数为13.5%，该有机物的实验式是，结合该有机物的质谱图该有机物的相对分子质量为：分子式为：。【反馈训练】1．下列化学用语书写正确的是A．甲烷的电子式： B．丙烯的键线式：C．乙烯的结构简式：CH2CH2D．乙醇的结构式：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5．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，使之分离成带点的“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．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．CH3CH2OCH3 B．CH3CH2CH（OH)CH3 C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2CH2O9．1838年李比希提出了“基”的定义，从此，有机化学中“基”的概念就确定了，下列有机基团的表达式正确的是()A.羟基OH-B.醛基—COHC.羧基—COOHD.甲基10．某有机物在氧气中充分燃烧，生成36g水和44gCO2，则该有机物的组成必须满足的条件是A．分子式一定是CH4B．分子式一定是CH4OC．分子式可能是CH4或CH4OD．以上说法均不正确11．下图是某有机物的1H核磁共振谱图，则该有机物可能是()A.CH3CH2OHB.CH3CH2CH2OHC.CH3—O—CH3D.CH3CHO12．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13．通过核磁共振氢谱可以推知（CH3）2CH