江苏省华罗庚中学高中化学《1.2.1 有机化合物组成的研究》学案 苏教版选修5

专题1 第二单元科学家怎样研究有机物（二）有机化合物结构的研究[学习目标]1、了解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。

2、能用1H核磁共振谱图分析简单的同分异构体，知道核磁共振谱法、红外光谱法、质谱法和紫外光谱法等用来研究有机化合物结构的方法。

3、了解手性化合物，能区分出手性分子。

[课前准备]举例说明概念：同分异构体：_____________________同系物：______________________[学海导航]1、原子之间__________或__________的不同导致了所形成物质在性质上的差异。

2、1838年德国化学家_________提出了“基团理论”，他提出了“基”的定义：1、有机化学中的“基”是一系列化合中__________部分。

2、“基”在化合物中可被某种元素的单个原子所___________。

3、________________________________。

举例说明第2条：。

3、人们在研究化合物时首先研究所具有的基团，如(－OH)、（－CHO）、（－COOH）、（－NH2）、（－R），不同的基团具有不同的。

含－OH的物质能与哪些物质反应，含－CHO能与哪些物质反应。

4、质谱法的应用原理用高能电子束轰击有机物分子，使之电离成带电的“碎片”，用电场和磁场将运动的离子（带电荷的原子、分子或分子碎片）按它们的质荷比分离后进行检测的方法。

测出了离子的准确质量，就可以确定离子的化合物组成。

练习：未知物A分子式是C2H6O，请根据质谱图分析并写出结构简式：_____________。

5、红外光谱的应用原理有机物分子中不同的基团对红外光有不同的特征吸收频率，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，根据光谱分析，可以初步判定该物质具有哪些基团。

例如，上题中未知物的红外光谱图上发现有O－H键、C－H键、O－C键的吸收，可以判定是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

专题1 第二单元科学家怎样研究有机物（一）有机化合物组成的研究[学习目标]1、知道如何提纯有机化合物。

2、知道如何确定有机化合物的最简式，了解元素分析仪的工作原理。

教学重点难点：如何确定有机化合物的最简式[课前准备]1、分离提纯物质的方法有___________________________________________。

2、研究有机化合物的基本步骤：[学海导航]一、有机物特点1.有机物都含有_____元素，绝大多数含有_____，很多有机物含有__________元素等。

2.多数有机物易溶于____________较小的溶剂，如____________，熔点、沸点较低______，________燃烧，受热_________________，发生反应速率通常较_______，副反应较_____。

二、有机化合物的分离提纯3.提纯混有杂质的有机物基本方法是利用有机物与杂质_________性质差异而将它们分离。

提纯固体有机物常采用_______________法，提纯液体有机物采用__________或_________。

三、有机物最简式确定4.一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应的产物为C→_______，H→_______，Cl →_________, N→_________。

许多情况下有机物只含C、H、O，怎样判断该有机物中是否含氧元素?____________________ ________________。

5.测定有机物中碳、氢质量分数最早由__________于1831年提出，其基本原理是利用_______在高温下氧化有机物，生成_____和__________，然后分别采用________和__________吸收水和二氧化碳，根据吸收前后的质量变化获得反应生成水和二氧化碳的质量，确定有机物中氢和碳的质量分数。

也可以用__________________吸收水，用_________浓溶液吸收二氧化碳。

专题一生疏有机化合物其次单元科学家怎样争辩有机物第1课时有机化合物组成的争辩【学习任务】了解有机化合物组成的争辩方法，知道如何确定最简式。

【学习预备】“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争辩中的重要作用吗？【学习思考】一、有机化合物组成的争辩1.争辩方法（1）氧化法（2）钠融法定性确定有机物中是否存在氮、氯、溴和硫等元素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。

思考争辩1.某有机物燃烧产物只有CO2和H2O，能否推想该有机物肯定为烃类？提示：不能确定肯定为烃类，由于含氧衍生物（如乙醇）的燃烧产物也只有CO2和H2O【课堂引入】在日常生活中，我们接触到各种各样的物质，你能说出哪些是有机化合物吗？它们在生活中有哪些应用呢？【学习活动】学习活动确定有机物的方法有机物分子式的确定1.有机物组成元素的推断一般来说，某有机物完全燃烧后，若产物只有CO2和H2O，其组成元素可能为C、H或C、H、O。

欲推断该有机物是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将C、H的质量之和与原来有机物质量比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧元素；否则，原有机物的组成中含氧元素。

2.确定分子式的方法（1）直接法有机物的密度（或相对密度）→摩尔质量→1 mol有机物中各原子的物质的量→分子式。

（2）最简式法各元素的质量分数→最简式−−−→−摩尔质量分子式。

（3）余数法用烃的相对分子质量除以14，看商数和余数。

余2为烷烃)CH()(2MrHCMryx＝14M=A……除尽：为烯烃或环烷烃差2为炔烃或二烯烃差6为苯或苯的同系物其中商数A为烃中的碳原子数，此法适用于具有特定通式的烃(如烷烃、烯烃、炔烃、苯、苯的同系物等)。

专题1 认识有机化学第二单元 科学家怎样研究有机物第二节 有机化合物结构的研究 有机化学反应的研究【学习目标】1.了解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。

2.能用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结构的方法。

3.认识反应机理在有机化学反应研究中的重要性，能用同位素示踪法解释简单的化学反应。

【知识导航】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.有机物的分类有两个主要角度，一是按碳链骨架分类，例如把有机物分为链状化合物和环状化合物；二是按官能团分类，这是最重要的分类方法，这种分类方法起始于德国化学家李比希创建的“基团”概念。

（1）请填写下面表格：物质类别 官能团 代表物 定性检验方法烯烃 醇 醛 酸 酯【你知道吗】现代测定有机化合物的方法较多，通常有核磁共振（NMR ）、红外光谱（IR ）和质谱（MS ）等。

1.红外光谱（IR ）：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分子时，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的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。

有机化合物组成的研究教学设计苏教版“有机化合物组成的研究”是普通高中课程标准实验教科书（江苏教育出版社）化学选修《有机化学基础》的内容。

一、教学内容分析1、课标中的内容2、教材中的内容“有机物组成的研究”是专题1第二单元的第一个内容。

从内容上看，它是初中“物质构成的奥秘”中物质组成的表示的延伸，也是必修2“化学与可持续发展”专题3“有机化合物的获得与应用”重要有机物代表的进一步深化，它为以后学习有机化学指明了方向；从方法上看，它遵从有机物组成到结构的研究，再到有机化学反应的研究，从研究方法的角度完善了高中有机化学的知识体系，也方便和规范了对有机物结构分析的学习，这是科学的进步，也是人类研究的必由之路，故本课有认识有机物组成的基础知识和了解研究有机物的基本方法的意义。

教材运用不同功能的栏目，通过学生各种探究活动，了解有机物的组成、性质特点，知道如何确定有机物组成元素的分析与测定，学会运用最简式法和直接法确定有机物分子式。

这对于学生掌握科学的探索方法，提高思维能力，认识未知世界，加深有机物作用的认识，形成科学的情感态度与价值观等方面有着全面的促进作用。

二、教学对象分析1、知识技能方面学生之前已认识了重要有机物代表的一些性质，如CH4、C2H5OH的可燃性等知识，这有利于学生确定有机物组成元素的定性分析；学生之前还掌握了有关化学式的计算（即已知化学式求各元素的质量比及质量分数）及物质的量的简单计算的技能，在这要求逆算：即已知各元素的质量比或质量分数确定有机物的分子式；从知识与技能看，学生已具备这方面的能力；从编排上看，这也符合学生的认知发展规律。

2、学习方法方面作为高二学生，已初步接触一些有机物，有一定的计算及思维能力，但能力水平仍以记忆单一的知识点为主，对较深层次的理解尚不透彻，运用科学方法进行化学探究和化学学习的能力还不强，特别是燃烧法测定有机物是否含氧的测定，需要有严密思维和正确方法，故本节课的难点是：灵活运用方法确定有机物分子式。

课题《认识有机化合物》学习重点有机化合物组成和结构的认识1、以化学史话为线索，使知识内容较生动,激起学生探究欲望,同时充分利用学生对生活中具体有机化合物的感性认识,发挥他们的学习主动性2、通过展示有机化合物模型､学生拼搭模型、合作交流、投屏展示、录像视频等直观手段让学生认识有机化合物组成和结构学习难点有机物结构的现代测定方法1.设置真实的实验情景2.教师亲自录制拍摄使用现代分析仪器探索未知有机物的视频，制作微课带给学生身临其境的感觉，拉近陌生化学分析仪器与现实的距离，感受现代仪器为组成结构的检测提供了有力证据。

五、教学策略1.以时间为线索，挖掘化学史素材，带领学生了解有机化学的过去、现在和未来，感受有机化学价值,体会科学家开展科学研究的思维方法。

3.以“物构理论”统摄“有机物结构”的教学,实现有机物结构认知水平进阶。

先介绍有机结构理论的形成与发展，建立有机物结构的基本认识角度（价键、空间构型、基团角度），再设置拼搭任务初步建构有机物结构的认知模型，最后再通过现代仪器分析方法测定的乙醇结构深化模型认知。

3.教师亲自录制现代分析仪器检测视频，并制成微课，拉近陌生仪器与现实的距离，2、有机物的常见组成元素第二篇章: 人类对有机物组成和结构的认识【环节一】有机化学结构理论的形成与发展【课前推送】化学史素材：课前：查阅、收集、梳理 课上：分享、交流、互联网等 以“化学史”为线索，建立认识有机物的组成合结构基本角度（价键、空间构型、基团角度）。

【环节二】布置“探究任务”： 活动1：依据结构理论，独立拼搭分子式为C 4H 6的一种球棍模型｡独立模型拼搭现场拍摄 评价初步诊断学生基于物构理论认识有机物结构的水平活动2：请讨论并写出C 4H 6的可能的结构简式。

观察、交流、讨论现场拍摄 展示活动3：小组合作搭建C 4H 6的可能的球棍模型。

（8个人一小组，至少搭5种以上）合作拼搭现场拍摄要求回答至少5种以上，是一种驱动策略，促使学生尽可能多角度思考问题，充分体会有机物的结构特点，感受同分异构现象。

第二单元科学家怎样研究有机物第二课时三维目标知识与技能1、了解常见基团和官能团的主要结构及化学性质。

2、学会利用核磁共振图谱，识别简单有机物分子。

3、能区分简单的手性有机物分子。

4、知道可用红外光谱、质谱和紫外光谱研究有机物的结构。

过程与方法1、通过科学探究学习官能团的化学性质。

2、通过科学仪器和科学方法有机物分子的结构情感、态度与价值观通过介绍科学仪器及科学方法，激发学生对化学的学习兴趣，并培养他们严谨的科学态度。

教学重点1、常见基团和官能团的主要结构及化学性质2、能看懂简单的核磁共振谱图教学难点常见基团和官能团的主要结构及化学性质教学过程〔引入〕回忆必修2中碳原子的成键特点引出对有机物的结构的研究【板书】二、有机物结构的研究在有机物分子中，原子主要通过共价建结合在一起。

分子中的原子之间可能存在多种结合方式或连接顺序，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，因此，分子式相同的物质，其结构可能不同，性质也可能不同。

【板书】1有机物中的基团有机物中的基团具有不同的结构和性质，它们是不带电的。

【介绍】李比希对“基团〞概念的奉献；学生阅读教材P7【学生活动】【教师总结并板书】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。

【板书】2有机物中基团种类确实定——红外光谱法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那些基团。

【例如】下列图是乙醇的红外光谱图：核磁共振谱图——确定有机物的结构在核磁共振分析中，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H原子核所处的化学环境〔附近的基团〕不同，表现出的核磁性就不同，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C2H6O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 CH3CH2OH，乙醇分子中存在三种不同位置的H原子因此，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。

第1课时有机物组成和结构的研究目标与素养：1。

知道如何确定有机化合物的最简式，了解元素分析仪的工作原理。

(宏观辨识与微观探析)2.了解李比希提出的“基团理论”，体会其对有机化合物结构研究的影响.（宏观辨识与微观探析）3.能用1H核磁共振谱图分析简单的同分异构体，知道核磁共振法、红外光谱法、质谱法等是用来研究有机化合物结构的方法。

（宏观辨识与微观探析）一、有机化合物组成的研究1．最简式又称为实验式，指有机化合物所含各元素原子个数的最简整数比.2．确定有机化合物元素组成的方法（1）李比希燃烧法：有机物完全燃烧后，各元素对应的产物为C→CO2，H→H2O。

（2)钠融法：可定性确定有机物中是否含有氮、氯、溴、硫等元素。

(3）铜丝燃烧法:可定性确定有机物中是否存在卤素，红热铜丝蘸上试样,灼烧、火焰为绿色,则存在卤素。

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）特点错误!某有机物燃烧产物只有CO2和H2O,能否推测该有机物一定为烃类？[提示］不能确定一定为烃类，因为含氧衍生物（如乙醇)的燃烧产物也只有CO2和H2O.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.分子中的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）1838年,德国化学家李比希提出了“基团理论”。

常见的基团有：羟基（—OH）、醛基（—CHO)、羧基（—COOH)、氨基(—NH2)、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）1H核磁共振谱①作用：利用核磁共振氢谱可推知有机物中氢原子的种类及它们的相对数目。

②原理:处于不同化学环境的氢原子在谱图上出现的位置不同，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。

③应用：吸收峰数＝氢原子种类;吸收峰面积之比＝氢原子数目之比。

(2)红外光谱①作用：判断有机物中含有哪些基团。

1.21有机化合物组成的研究【目标诠释】——我来认识掌握有机物的分子式的书写规律，并能通过计算求得不同有机物的分子式。

了解确定有机化合物元素组成的方法。

【导学菜单】——我来预习1．有机化合物通常含有元素和元素，还可能含有。

2．有机化合物最简式指的是什么？最简式与分子式有何不同？4．有机物完全燃烧时各元素会转化为什么物质？若有机物完全燃烧生成CO2和H2O，能确定有机物的组成元素有什么？能否却定是否有氧元素？如何确定有机物中是否含有氧元素？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2：2.3有机物A 完全燃烧后，产物只有CO2、H2O ，将产物依次通过浓硫酸、碱石灰，浓硫酸增重2.7g，碱石灰增重4.4g；该化合物蒸汽对空所的相对密度是1.586，求该有机物的分子式。

5．确定有机化合物元素组成的仪器：。

该仪器的工作原理是：。

使用该仪器的优点是：。

【困惑扫描】——我来质疑【建立网络】——我来归纳确定有机物组成的一般方法和步骤【过关窗口】——我来练习1、两种气态烃组成的混合气体0.1 mol，完全燃烧得0.16 mol CO2和3.6 g水，下列说法正确的是A．一定有甲烷B．一定是甲烷和乙烯C．一定有乙烷D．一定有乙炔2、实验测得某碳氢化合物中，含碳80%、含氢20%，求该化合物的最简式(实验式)。

又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式。

3、实验测得某碳氢化合物中，含碳75%，求该化合物的最简式。

又测得该化合物在标准状态下密度是0.717g/L，求该化合物的分子式。

4、在标准状况下，某烃的密度是1.25g/L，一定体积的该烃完全燃烧生成4.48LCO2和3.6g 水，求该烃的分子式。

5、某有机物中只含C、H、O三种元素，其蒸气的是同温同压下氢气的23倍，2.3g该物质完全燃烧后生成0.1mol二氧化碳和2.7g水，该化合物的分子式？根据C、H、O三种元素在有机物中的价键特征，请你推测乙醇具有的可能的结构简式？6、某烃折合成标准状况下的密度为3.215g/L,现取3.6g该烃完全燃烧，将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重5.4g，碱石灰增重11g，求：（1）该烃的相对分子质量（2）确定该烃的分子式7、某有机物12g完全燃烧，生成7.2gH2O和8.96LCO2（标准状况下），0.5mol此有机物的质量为30g。