人教化学选修5第一章 第四节　研究有机化合物的一般步骤和方法(共32张PPT).ppt

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1、化学人类进步的关键,西格博,三年备战，十载磨剑，六月高考，一朝成功名。是的，我们能做到。,研究,一般步骤和方法,全力以赴冲刺高考,有机化合物的,选修5第一章第四节,教学目标:1、掌握有机化合物分离提纯的常用方法和分离原理2、了解鉴定有机化合物结构的一般过程与方法教学重点:有机化合物分离提纯的常用方法和分离原理,高考中的地位,内容复习,1、混合物分离中常用的操作有哪些?,2、过滤、结晶的基本原理和操作要领？,3、分离除杂的基本原则：,怎样获得一种纯净的有机产品呢？,不增、不减、易分、复原,考虑,【思考与交流】（1）酒精（水）（2）壬烷（己烷）（3）KNO3（NaCl）（4）乙酸乙酯（乙醇）（5）

2、甲烷（乙烯）（6）NaCl（泥沙）（7）溴水（水）（8）CO2（HCl）,3、有机物分离的常用物理方法：过滤、洗涤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、洗气、升华、重结晶、盐析等,即研究有机化合物要经过以下几个步骤:,粗产品,分离提纯,定性分析,定量分析,除杂质,确定组成元素,质量分析,测定分子量,结构分析,实验式或最简式,分子式,结构式,每一个操作步骤是怎样完成的呢?,研究有机化合物的基本步骤:,分离、提纯,元素定量分析,测定相对分子质量,波谱分析,确定实验式(最简式),确定分子式,确定结构式(有哪些官能团）,研究有机化合物的一般步骤和方法,得到纯净的有机物,【思考与交流】1、常用的分离、提纯物质的方法

3、有哪些？物理方法：利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分开化学方法：一般是加入或通过某种试剂进行化学反应。,2、有机物分离的常用物理方法：过滤、洗涤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、洗气、升华、重结晶、盐析等,提纯过程中不引入新的杂质(不增)；不减少被提纯的物质（不减）；被提纯物质要恢复原状（复原）；被提纯物质与杂质容易分离（易分）；除杂试剂应过量且过量试剂必须除尽；分离与提纯方法简便易行等原则。途径最佳（步骤少、转化率高、无负产物等）,3、分离、提纯物质的总的原则是什么,1、蒸馏：,（2）蒸馏提纯的条件,有机物热稳定性较强；与杂质的沸点相差较大（一般约大于30）,（1）蒸馏的原理:,利用混合物的沸

4、点不同，除去难挥发或不挥发的杂质,（4）蒸馏的注意事项：温度计水银球的部位烧瓶中放少量沸石或碎瓷片进出水方向烧瓶中所盛放液体,实验：含有杂质的工业乙醇的蒸馏,一、分离、提纯,（3）仪器,观看蒸馏实验,蒸馏烧瓶,冷凝管,温度计,尾接管,冷水,热水,使用前要检查装置的气密性！,1、蒸馏：,（2）蒸馏提纯的条件,有机物热稳定性较强；与杂质的沸点相差较大（一般约大于30）,（1）蒸馏的原理:,利用混合物的沸点不同，除去难挥发或不挥发的杂质,（4）蒸馏的注意事项：.（蒸馏烧瓶支管处）（防止暴沸）（下进上出）不能超过2/3,实验：含有杂质的工业乙醇的蒸馏,一、分离、提纯,（3）仪器,温度计，蒸馏烧瓶，石棉

5、网，铁架台，酒精灯，冷凝管，牛角管，锥形瓶,温度计水银球的部位,烧瓶中放少量沸石或碎瓷片,进出水方向,烧瓶中所盛放液体,2、重结晶：,利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将其杂质除去的方法。,关键：选择适当的溶剂。,选择溶剂的条件：（1）杂质在溶剂中的溶解度很小或很大；（2）被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大。,例如：苯甲酸的重结晶P.18图1-8,粗产品,热溶解,热过滤,冷却结晶,提纯产品,是不是温度越低越好？,不纯固体物质,残渣(不溶性杂质),滤液,母液(可溶性杂质和部分被提纯物),晶体(产品),溶于溶剂，制成饱和溶液，趁热过滤,冷却，结晶，过滤，洗涤,2、重结晶,

6、选择溶剂的条件:,杂质在此溶剂中溶解度很小或很大被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度，受温度的影响较大,重结晶的步骤（1）加热溶解（2）趁热过滤（3）冷却结晶,【思考与交流1】,1、提纯KNO3、NaCl混合物中的KNO3？提纯NaCl、KNO3混合物中的NaCl？2、进行上述实验时，用到的仪器有哪些？要注意哪些问题？,1、如何提取溴水中的溴？2、实验原理是什么？3、用到的实验仪器（玻璃仪器）有哪些？4、如何选取萃取剂？,【思考与交流2】,3、萃取,萃取,加液,液液萃取,用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的方法,利用混合物中一种溶质在不同溶剂里的溶解度的不同,（1）萃取剂和原溶剂

7、互不相溶和不发生化学反应（2）溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,定义：,原理：,条件：,实验操作：,查漏,固液萃取,振荡,静置分层,分液,课堂小结,全力以赴冲刺高考,课堂练习练习1：下列每组中各有三对物质，它们都能用分液漏斗分离的是（）A乙酸乙酯和水，酒精和水，植物油和水B四氯化碳和水，溴苯和水，苯和水C甘油和水，乙酸和水，乙酸和乙醇D汽油和水，苯和水，己烷和水,BD,课堂练习练习2：可以用分液漏斗分离的一组液体混和物是（）A溴和四氯化碳B苯和甲苯C汽油和苯D硝基苯和水,D,某工厂废液经测定得知主要含有乙醇，其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。根据各物质的性质（如下表），确定通过下列步

8、骤回收乙醇和乙酸。物质丙酮乙酸乙酯乙醇乙酸沸点（）56.277.0678117.9向废液中加入烧碱溶液，调整溶液的pH10将混和液放入蒸馏器中缓缓加热收集温度在7085时的馏出物排出蒸馏器中的残液。冷却后向其中加浓硫酸（过量），然后再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏，回收馏出物请回答下列问题：（1）加入烧使溶液的pH10的目的是；（2）在7085时的馏出物的主要成份是；（3）在步骤中，加入过量浓硫酸的目的是（用化学方程式表示）_（4）当最后蒸馏的温度控制在85125一段时间后，残留液中溶质的主要成份是。,使乙酸转变成钠盐,乙醇,2CH3COONa+H2SO4=2CH3COOH+Na2SO4,Na2SO4

9、H2SO4,限时训练,二、元素分析与相对分子质量的测定,1、元素定量分析的原理：,将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式（又称为最简式）,定量分析确定物质的步骤：,计算组成各原子的整数比,（确定实验式）,测定相对分子质量,（确定分子式）,鉴定分子结构,（确定物质）,2、有机物分子式的确定,（1）、有机物组成元素的确定,例1、5.8g某有机物完全燃烧，生成CO213.2g,H2O5.4g.该有机物含有哪些元素?,含碳3.6g(0.3mol),含氢0.6g(0.6

10、mol),含氧1.6g(0.1mol),能否直接确定含有氧?如何确定?,能否直接确定该有机物的分子式?,C3H6O,实验式和分子式有何区别?,（2）、实验式和分子式的区别,实验式：,分子式：,例题2：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。,答案：实验式是CH3，分子式是C2H6,表示化合物分子中所含元素的原子数目最简整数比的式子。,表示化合物所含元素的原子种类及数目的式子,表示物质的真实组成。,原理它是用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量，质

11、量不同的离子在磁场作用下达到检测器的时间有差异，其结果被记录为质谱图。,2、相对分子质量的测定质谱法,（由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间最长，因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量）,例32002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。设H的质荷比为，某有机物样品的质荷比如右图所示（假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关），则该有机物可能是（）,A

12、甲醇B甲烷C丙烷D乙烯,B,例4下图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为：,COC,C=O,不对称CH3,CH3COOCH2CH3,讲述对于CH3CH2OH、CH3OCH3这两种物质来说，除了氧原子的位置、连接方式不同外，碳原子、氢原子的连接方式也不同、所处的化学环境不同，即等效碳、等效氢的种数不同。,明确：不同化学环境的氢原子（等效氢原子）因产生共振时吸收的频率不同，被核磁共振仪记录下来的吸收峰的面积不同。所以，可以从核磁共振谱图上推知氢原子的类型及数目。,2、核磁共振氢谱,练习4分子式为C3H6O2的二元混合物，如果在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有

13、两种情况。第一种情况峰给出的强度为11；第二种情况峰给出的强度为321。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式）：,CH3COOCH3、CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3,某工厂废液经测定得知主要含有乙醇，其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。根据各物质的性质（如下表），确定通过下列步骤回收乙醇和乙酸。物质丙酮、乙酸乙酯、乙醇、乙酸的沸点（）56.2、77.06、78、117.9向废液中加入烧碱溶液，调整溶液的pH10将混和液放入蒸馏器中缓缓加热收集温度在7085时的馏出物排出蒸馏器中的残液。冷却后向其中加浓硫酸（过量），然后再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏，回收馏出物请回答下列问题：（1）加入烧碱使溶液的pH10的目的是；（2）在7085时的馏出物的主要成份是；（3）在步骤中，加入过量浓硫酸的目的是（用化学方程式表示）（4）当最后蒸馏的温度控制在85125一段时间后，残留液中溶质的主要成份是。,将乙酸与碱反应先分离,乙酸乙酯和乙醇,2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH,硫酸钠,