高中化学大纲版第二册第六章烃的衍生物第三节有机物分子式和结构式的确定第一课时中学教育高考中学教育中学课件.pdf

学习必备 欢迎下载 第三节 有机物分子式和结构式的确定 教学目标 1.使学生了解确定有机物实验式、分子式的方法，掌握有关有机物分子式确定的计算；2.通过学习有机物分子式、结构式的确定方法，进一步强化科学意识，端正科学态度，学习科学方法；3.通过乙醇和钠反应的定量实验，培养学生的观察能力和分析思维能力。教学重点 有关有机物分子式确定的计算。教学难点 有关有机物分子式确定的计算。课时安排 二课时 教学用具 投影仪、无水乙醇、钠、烧瓶、铁架台、分液漏斗、玻璃导管、双孔塞、广口瓶、量筒。教学方法 1.采用教师启发点拨，学生讨论、归纳总结的方法学习有机物分子式确定的方法；2.利用实验探究、问题讨论法确定乙醇的结构式。教学过程 第一课时 复习提问请大家说出初中化学所学的分子式所表示的意义。学生讨论后回答表示一种物质。表示该物质的组成元素。表示该物质分子中各元素的原子个数及比值。表示该物质的各元素质量比及质量百分比。师 那么，我们可以通过哪些已知条件采用哪些方法来确定有机物的分子式呢？本节课我们就来学习这方面的内容。板书第三节 有机物分子式和结构式的确定(一)一、有机物分子式的确定 师确定物质的分子式，即确定物质分子里所含元素的种类和原子的数目。元素的种类，有些是由实验直接测出的，有些则还需对实验现象和结果作必要的分析和计算才能得出。各元素原子的数目，通常是根据测得的相对分子质量及各元素的质量百分含量来求得。具体如何求解，下面我们通过例题共同讨论得出。板书(1)根据相对分子质量和元素质量分数求分子式 投影例 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质量是 30，求该化合物的分子式。师只根据 C、H 两元素的质量分数能否求得该烃的分子式？生 不能。因为根据各元素的质量分数只能求得该物质的分子中各元素原子数目的最简整数比，而无法确定该物质分子中各元素原子的具体数目。师很正确。表示化合物分子中所含各元素原子数目最简整数比的式子，叫最简式或实验式。与分子式不同，分子式是表示化合物所含元素的原子种类及数目的式子。实验式不能表示分子的真实组成而分子式可以。问已知最简式，还需知道什么条件就可求得分子式？生相对分子质量。师对，下面我们共同求解例 1。板书例 1：解：(1)求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目(N)学习必备 欢迎下载 之比。N(C)N(H)=12 801 20=13 该化合物的实验式是 CH3。(2)设该化合物分子式为(CH3)n，则：n=)CH()A(3rrMM=1530=2 该化合物的分子式是 C2H6。答：该碳氢化合物的实验式是 CH3，分子式是 C2H6。师例 1 中的 A 的分子式还可以采用什么方法求解？生根据分子式所表示的意义，只要我们确定 1 mol A 分子中所含各元素原子的物质的量，即确定了 A 分子式中各元素原子的数目。师回答得很好，下面我们再用这种方法来求出 A 的分子式。板书或：解：1 mol A 分子中所含各元素原子的物质的量为：n(C)=1-molg 1280%g 30=2 mol n(H)=1-molg 120%g 30=6 mol 因此，该化合物的分子式为 C2H6。师除了以上两种方法以外，哪位同学还有不同的方法？生直接用相对分子质量除以 12 来求。师很好。这也是求化学式的一种方法即12rM=nm 则化学式为 CnHm。这种方法在解选择题或填空题时使用，可以节省时间。但作为计算题，尤其是已知元素质量分数时，一般不用。请大家根据以上解题方法做下面练习。投影练习 某有机化合物由三种元素组成，其中碳、氢质量分数分别为22.0%和4.59%。将该化合物在强碱水溶液中水解后先用 HNO3酸化，再用 AgNO3溶液试验，结果生成淡黄色沉淀。又测得该化合物的相对分子质量为 109，求该有机化合物的分子式。学生活动，教师巡视 投影解法 1：该有机化合物为溴代烷，其中溴元素的质量分数为：100%22.0%4.59%=73.41%1 mol 该有机化合物中所含各元素原子的物质的量分别为：n(C)=1-molg 1222.0%g 109=2 mol n(H)=1-molg 1.59%4g 109=5 mol n(Br)=1-molg 80.41%73g 109=1 mol%有关有机物分子式确定的计算通过学习有机物分子式结构式的确定方法进一步强化科学意识端正科学态度学习科学方法通过乙醇和钠反应的定量实验培养学生的观察能力和分析思维能力教学重点有关有机物分子式确定的计算教学难广口瓶量筒教学方法采用教师启发点拨学生讨论归纳总结的方法学习有机物分子式确定的方法利用实验探究问题讨论法确定乙醇的结构式教学过程第一课时复习提问请家说出初中化学所学的分子式所表示的意义学生讨论后回答表示分比师那么我们可以通过哪些已知条件采用哪些方法来确定有机物的分子式呢本节课我们就来学习这方面的内容板书第三节有机物分子式和结构式的确定一一有机物分子式的确定师确定物质的分子式即确定物质分子里所含元素的种学习必备 欢迎下载 所以，该有机化合物的分子式为 C2H5Br。解法 2：据题意，该有机化合物中还含有溴元素，其质量分数为:100%22.0%4.59%=73.41%该有机化合物各元素原子个数之比 N(C)N(H)N(Br)=1222.0%g 1091.59%4g 10980.41%73g 109=251 设该化合物的分子式为(C2H5Br)n n=109109=1 该化合物分子式为 C2H5Br。答：该有机化合物的分子式为 C2H5Br。投影小结 已知物质中各元素的质量分数和物质的相对分子质量，求物质分子式的方法是：过渡 对于气态的有机物有时告知其分子的相对分子质量或相对密度，此时如何求分子式呢？下面我们看例题：板书(2)根据气态有机物密度或相对密度求分子式 投影例 2：2.3 g 某有机物 A 完全燃烧后，生成 0.1 mol CO2和 2.7 g H2O，测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是 1.6，求该化合物的分子式。师根据题意，该有机物燃烧的产物只有 CO2和 H2O，因此该有机物中一定含有 C和 H 两种元素，是否含 O 元素，我们该如何确定呢？生根据燃烧前后 C、H 质量守恒，可由产物 CO2和 H2O 中含 C、H 的质量计算出有机物中 C、H 的总质量。若 m(有机物)=m(C)+m(H)则有机物中只含 C、H 两种元素；若m(有机物)m(C)+m(H)，则有机物中含 C、H、O 三种元素，m(O)=m(有机物)m(C)m(H)。师这位同学分析得很全面。下面请同学们按照该思路来求解例 2。请一位同学到黑板上计算 学生板演解：(1)求 2.3 g 该有机物中组成元素的质量 根据 C、H 守恒可求得 m(C)=0.1 mol 12 gmol1=1.2 g m(H)=2.7 g 182=0.3 g m(C)+m(H)=1.5 g 2.3 g 因此 A 中还含有 O，其质量为 m(O)=m(A)m(C)m(H)=2.3 g1.5 g=0.8 g(2)求该有机物的相对分子质量 Mr(A)=dMr(空气)=1.629=46(3)确定该有机物的分子式 有关有机物分子式确定的计算通过学习有机物分子式结构式的确定方法进一步强化科学意识端正科学态度学习科学方法通过乙醇和钠反应的定量实验培养学生的观察能力和分析思维能力教学重点有关有机物分子式确定的计算教学难广口瓶量筒教学方法采用教师启发点拨学生讨论归纳总结的方法学习有机物分子式确定的方法利用实验探究问题讨论法确定乙醇的结构式教学过程第一课时复习提问请家说出初中化学所学的分子式所表示的意义学生讨论后回答表示分比师那么我们可以通过哪些已知条件采用哪些方法来确定有机物的分子式呢本节课我们就来学习这方面的内容板书第三节有机物分子式和结构式的确定一一有机物分子式的确定师确定物质的分子式即确定物质分子里所含元素的种学习必备 欢迎下载 由于 N(C)N(H)N(O)=122.113.0168.0=261 所以该有机物的实验式为 C2H6O 设有机物 A 的分子式为(C2H6O)n n=4646=1 故该有机物 A 的分子式为 C2H6O。答：该有机物的分子式为 C2H6O。师据例 1，这位同学的第三步还可以采用什么方法确定有机物的分子式？生利用 1 mol 分子中所含各元素原子的物质的量求解。师再请一位同学到黑板上求解。学生板演1 mol A 分子中含各元素原子的物质的量为 n(C)=g 2.3g 2.146 g12 gmol1=2 mol n(H)=g 2.3g 3.046 g1 gmol1=6 mol n(O)=g 2.3g 8.046 g16 gmol1=1 mol 因此 A 的分子式为 C2H6O。过渡如果已知某气态化合物的密度，能否求出其分子量，再求其分子式呢？下面我们再做一道题。投影显示 例 3：某气态烃在标准状况下 150 mL 的质量是 0.5223 g，经测定，该烃含碳 92.3%，含氢 7.7%，试求它的分子式。师 本题是根据气体密度和元素含量计算有机物分子式的常见题型。若能根据标况下的体积和质量求出它的相对分子质量，那么就可以利用例 1 或例 2 的解题方法来计算了。下面请同学们自己思考本题应如何做。学生思考后写出各自的解法，教师总结并板书 解法(1)：求相对分子质量 M=L 0.15g 5223.022.4 L/mol=78 g/mol 该烃的相对分子质量为 78。求 C、H 原子个数比，得出实验式：N(C)N(H)=12%3.921%7.7=11。实验式为 CH，则分子组成为(CH)n。13n=78 n=6 分子式为 C6H6 解法(2)：相对分子质量计算方法同上。N(C)=12%3.9278=6 N(H)=1%7.778=6 有关有机物分子式确定的计算通过学习有机物分子式结构式的确定方法进一步强化科学意识端正科学态度学习科学方法通过乙醇和钠反应的定量实验培养学生的观察能力和分析思维能力教学重点有关有机物分子式确定的计算教学难广口瓶量筒教学方法采用教师启发点拨学生讨论归纳总结的方法学习有机物分子式确定的方法利用实验探究问题讨论法确定乙醇的结构式教学过程第一课时复习提问请家说出初中化学所学的分子式所表示的意义学生讨论后回答表示分比师那么我们可以通过哪些已知条件采用哪些方法来确定有机物的分子式呢本节课我们就来学习这方面的内容板书第三节有机物分子式和结构式的确定一一有机物分子式的确定师确定物质的分子式即确定物质分子里所含元素的种学习必备 欢迎下载 分子式为 C6H6。过渡我们知道烃的组成可表示为 CxHy，烃的含氧衍生物的组成可表示为 CxHyO，若为饱和一元醇则可用 CnH2n+1OH 表示，据此，还可以写出以通式表示的有机反应的化学方程式。若已知这些有机化学反应中各物质间量的关系，就可以求算有机物的分子式。通常计算有两种方法：一是根据有关生成物的量，求出有机物中元素的含量，再结合相对分子质量的计算，将此类问题用前面几道例题的方法解答；二是写出用有机物通式表示的化学方程式，利用方程式求出有机物的相对分子质量，或直接利用反应通式确定分子式。下面我们来看一道例题。板书(3)根据有机物在化学反应中量的关系求分子式 投影例 4：0.60 g 某饱和一元醇 A，与足量的金属钠反应，生成氢气 112 mL(标准状况)。求该一元醇的分子式。学生计算，教师巡视 投影求解上题的规范步骤：解：饱和一元醇的通式为 CnH2n+1OH，该一元醇的摩尔质量为 M(A)2CnH2n+1OH+2Na2CnH2n+1ONa+H2 2 molM(A)22.4 L 0.60 g 0.112 L M(A)=L 0.112mol 2g 0.60L 4.22=60 gmol1 该一元醇的相对分子质量为 60 根据该一元醇的通式，有下列等式：12n+2n+1+16+1=60 n=3 答：该一元醇的分子式是 C3H8O。投影练习 某有机物 4.5 g，完全燃烧后生成 2.7 g H2O 和 3.36 L CO2(标况)，该有机物的蒸气对 H2相对密度为 30，求该有机物的分子式。解：该有机物中各元素的质量为：C：L/mol 22.4L 36.312 g/mol=1.8 g H:2.7 g182=0.3 g O:4.5 g1.8 g0.3 g=2.4 g 则 N(C)N(H)N(O)=128.113.0164.2=121 最简式为 CH2O 设化学式为(CH2O)n 则 30n=60 n=2 即有机物分子式为 C2H4O2 师请同学们根据以上例题和练习，讨论求有机物的分子式需要知道哪些数据？学生讨论后小结 相对分子质量及元素质量分数。有机物在反应中各反应物及生成物的量的关系。师通过计算确定分子式之后，还需根据其特殊性质或实验确定结构式。具体方法我们下节课再学习。有关有机物分子式确定的计算通过学习有机物分子式结构式的确定方法进一步强化科学意识端正科学态度学习科学方法通过乙醇和钠反应的定量实验培养学生的观察能力和分析思维能力教学重点有关有机物分子式确定的计算教学难广口瓶量筒教学方法采用教师启发点拨学生讨论归纳总结的方法学习有机物分子式确定的方法利用实验探究问题讨论法确定乙醇的结构式教学过程第一课时复习提问请家说出初中化学所学的分子式所表示的意义学生讨论后回答表示分比师那么我们可以通过哪些已知条件采用哪些方法来确定有机物的分子式呢本节课我们就来学习这方面的内容板书第三节有机物分子式和结构式的确定一一有机物分子式的确定师确定物质的分子式即确定物质分子里所含元素的种学习必备 欢迎下载 布置作业P159一、二、四、1.2.板书设计 第三节 有机物分子式和结构式的确定(一)一、有机物分子式的确定(1)根据相对分子质量和元素质量分数求分子式。(2)根据气态有机物密度或相对密度求分子式。(3)根据有机物在化学反应中量的关系求分子式。教学说明 有机物分子式的确定是初中阶段有关化学式计算的延伸。本节课的学习对于学生认识未知世界，探索形形色色的物质世界，推断物质的元素组成，确定其分子式，提供了一定的知识基础。因此在教学过程中应重视培养学生严肃认真的科学态度、严密的科学思维方法以及良好的学习习惯。注意把前后知识有机地结合起来，进一步达到新旧知识的融会贯通。在以后的授课中，还要注意对此部分内容进行不断的巩固和练习。参考练习 1.某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的 3.625 倍。把 1.1 g 该有机物在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量碱石灰，碱石灰增重 3.72 g，又知生成 H2O 和 CO2物质的量之比为 11。求此有机物的分子式。解：Mr=163.625=58 n=g/mol 58g 16.1=0.02 mol CxHyOz+(x+4y2z)O2 xCO2 +2yH2O 1 mol x mol 2y mol 0.02 mol 0.02 mol 0.01 mol 依题意：0.02 x=0.01 y 2x=y 0.02 x44+0.01y18=3.72 解得：x=3 y=6 312+6+16z=58 z=1 分子式为 C3H6O 2.取 3.40 g 只含羟基，不含其他官能团的液体饱和多元醇，置于 5.00 L 氧气中。经点燃醇完全燃烧。反应后气体体积减少 0.56 L，将气体通过 CaO 进行吸收，体积又减少 2.80 L(所有体积均已换算成标准状况下的体积)。(1)3.4 g 醇中 C、H、O 的物质的量分别为：n(C)=_ mol，n(H)=_ mol，n(O)=_ mol；该醇中 C、H、O 原子数之比为：。(2)从以上比值能否确定该醇的分子式？其原因是 。答案:(1)n(C)=0.125 mol n(H)=0.300 mol n(O)=0.100 mol C、H、O 原子个数比为 5124(3)从以上比值能确定该醇的分子式。其原因是该最简式中 H 原子数已饱和，所以最简式即分子式 C5H12O4。3.在 101325 Pa、120时，某气态烃和过量 O2在一密闭容器内完全燃烧，在相同条件有关有机物分子式确定的计算通过学习有机物分子式结构式的确定方法进一步强化科学意识端正科学态度学习科学方法通过乙醇和钠反应的定量实验培养学生的观察能力和分析思维能力教学重点有关有机物分子式确定的计算教学难广口瓶量筒教学方法采用教师启发点拨学生讨论归纳总结的方法学习有机物分子式确定的方法利用实验探究问题讨论法确定乙醇的结构式教学过程第一课时复习提问请家说出初中化学所学的分子式所表示的意义学生讨论后回答表示分比师那么我们可以通过哪些已知条件采用哪些方法来确定有机物的分子式呢本节课我们就来学习这方面的内容板书第三节有机物分子式和结构式的确定一一有机物分子式的确定师确定物质的分子式即确定物质分子里所含元素的种学习必备 欢迎下载 下反应前后容器内的压强相等。求该烃可能的分子式。解析：本题可采用规律法求解。因分子中氢原子数为 4 的烃，在相同条件下燃烧前后(水为气态)气体物质的量不变，压强相等。应用这一规律可得该烃的分子式可能为 CH4、C2H4或 C3H4。答案：该烃的分子式可能为 CH4、C2H4或 C3H4。有关有机物分子式确定的计算通过学习有机物分子式结构式的确定方法进一步强化科学意识端正科学态度学习科学方法通过乙醇和钠反应的定量实验培养学生的观察能力和分析思维能力教学重点有关有机物分子式确定的计算教学难广口瓶量筒教学方法采用教师启发点拨学生讨论归纳总结的方法学习有机物分子式确定的方法利用实验探究问题讨论法确定乙醇的结构式教学过程第一课时复习提问请家说出初中化学所学的分子式所表示的意义学生讨论后回答表示分比师那么我们可以通过哪些已知条件采用哪些方法来确定有机物的分子式呢本节课我们就来学习这方面的内容板书第三节有机物分子式和结构式的确定一一有机物分子式的确定师确定物质的分子式即确定物质分子里所含元素的种