研究有机物的一般步骤教案高考_-.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 第一章 认识有机化合物 第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法 主备课人:谢小燕 教学目标:1、知识与技能:掌握有机化合物分离提纯的常用方法;掌握蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能;掌握有机化合物定性分析和定量分析的基本方法;了解鉴定有机化合结构的一般过程与数据处理方法。2、过程与方法:通过有机化合物研究方法的学习,了解分离提纯的常见方法;通过对典型实例的分析,初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法,并能根据其确定有机化合物的分子式;通过有机化合物研究方法的学习,了解燃烧法测定有机物的元素组成,了解质谱法、红外光谱、核磁共振氢谱等先进的分析方法。3、情感态度与
2、价值观:感受现代物理学及计算机技术对有机化学发展的推动作用,体验严谨求实的有机化合物研究过程。教学重点:有机物的分离和提纯的一般方法,鉴定有机化合物结构的一般过程与方法;对学生的科学方法教育,提高学生的科学素养。教学难点:鉴定有机化合物结构的物理方法的介绍。教学方法:阅读讨论法、情景创设法、实验探究法、多媒体图片展示 教学用具:多媒体设备 教学课时:3 课时 教学过程:第 1课时 引入我们已经知道,有机化学是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。那么,该怎样对有机物进行研究呢?一般的步骤和方法是什么?这就是我们这节课将要探讨的问题。板书第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法 讲从
3、天然资源中提取有机物成分,首先得到的是含有有机物的粗品,必须经过分离、提纯才能得到纯品。如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质,必须得到更纯净的有机物。下面是研学习必备 欢迎下载 究有机化合物一般要经过的几个基本步骤:板书 思考与交流1、常用的分离、提纯物质的方法有哪些?蒸馏、重结晶、萃取 2、下列物质中的杂质(括号中是杂质)分别可以用什么方法除去。(1)NaCl(泥沙)(2)酒精(水)(3)甲烷(乙烯)(4)乙酸乙酯(乙酸)(5)溴水(水)(6)KNO3(NaCl)3、归纳分离、提纯物质的总的原则是什么?不引入新杂质;不减少提纯物质的量;效果相同的情况下可用物理方法的不用化学方法;可用低反应
4、条件的不用高反应条件 讲首先我们结合高一所学的知识了学习第一步分离和提纯。板书一、分离、提纯 讲提纯混有杂质的有机物的方法很多,基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。接下来我们主要学习三种分离、提纯的方法。板书1、蒸馏 讲蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。当液态有机物含有少量杂质,而且该有机物热稳定性较强,与杂质的沸点相差较大时(一般约大于 30 C),就可以用蒸馏法提纯此液态有机物。投影演示实验 1-1 含有杂质的工业乙醇的蒸馏 所用仪器:铁架台(铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器等。如图所示:强调特别注意:冷凝管的冷凝水是从下口进上口出。投影
5、小结:蒸馏的注意事项 1、注意仪器组装的顺序:“先下后上,由左至右”;2、不得直接加热蒸馏烧瓶,需垫石棉网;3、蒸馏烧瓶盛装的液体,最多不超过容积的 1/3;不得将全部溶液蒸干;4、需使用沸石(防止暴沸);5、冷凝水水流方向应与蒸汽流方向相反(逆流:下进上出);与技能掌握有机化合物分离提纯的常用方法掌握蒸馏重结晶和萃取实验的基本技能掌握有机化合物定性分析和定量分析的基本方法了解鉴定有机化合结构的一般过程与数据处理方法过程与方法通过有机化合物研究方法的学习了解分确定有机化合物的分子式通过有机化合物研究方法的学习了解燃烧法测定有机物的元素组成了解质谱法红外光谱核磁共振氢谱等先进的分析方法情感态度与
6、价值观感受现代物理学及算机技术对有机化学发展的推动作用体验严谨求实科学方法教育提高学生的科学素养教学难点鉴定有机化合物结构的物理方法的介绍教学方法阅读讨论法情景创设法实验探究法多媒体图片展示教学用具多媒体设备教学课时课时教学过程引入我们已经知道有机化学是研究有机物的组学习必备 欢迎下载 6、温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶支管口齐平,以测量馏出蒸气的温度;投影演示实验 1-2(要求学生认真观察,注意实验步骤)高温溶解趁热过滤冷却结晶 称量溶解搅拌加热趁热过滤降温、冷却、结晶过滤洗涤烘干 板书2、结晶和重结晶(1)定义:重结晶是使固体物质从溶液中以晶体状态析出的过程,是提纯、分离固体物质的重要方法之
7、一。投影重结晶常见的类型(1)冷却法:将热的饱和溶液慢慢冷却后析出晶体,此法适合于溶解度随温度变化较大的溶液。一般大部分物质的溶解度与温度成正比,但是 Ca(OH)2是例外,是反比;同时,还有一些物质的溶解度变化较小,如氯化钠;另一些较大,如硝酸钾,所以我们可以用冷却热饱和溶液的方法来吧硝酸钾和氯化钠分离(硝酸钾变化较大析出,氯化钠基本不析出)(2)蒸发法:此法适合于溶解度随温度变化不大的溶液,如粗盐的提纯。(3)重结晶:将以知的晶体用蒸馏水溶解,经过滤、蒸发、冷却等步骤,再次析出晶体,得到更纯净的晶体的过程。讲若杂质的溶解度很小,则加热溶解,趁热过滤,冷却结晶;若溶解度很大,则加热溶解,蒸发
8、结晶 讲重结晶的首要工作是选择适当的溶剂,要求该溶剂:(1)杂质在此溶剂中的溶解度很小或溶解度很大,易于除去;(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。板书3、萃取(1)所用仪器:烧杯、漏斗架、分液漏斗。投影注意事项:1、萃取剂必须具备两个条件:一是与溶剂互不相溶;二是溶质在萃取剂中的溶解度较大。2、检查分液漏斗的瓶塞和旋塞是否严密。3、萃取常在分液漏斗中进行,分液是萃取的一个步骤,必须经过充分振荡后再静置分层。4、分液时,打开分液漏斗的活塞,将下层液体从漏斗颈放出,当下层液体刚好放完时,要立即关闭活塞,上层液体从上口倒出。讲使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是不动的,
9、称为固定相。另一相是携带混合物流过此固定相的流体,称为流动相。当流动相中所含混合物经过固定相时,就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异,与固定相发生作用的大小、强弱也有差异,因此在同一推动力作用下,不同组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按先后不同的次序从固定相中流出。讲柱色谱常用的有吸附色谱和分配色谱两类。前者常用氧化铝或硅胶等为吸附剂。后者以硅胶、硅藻土和纤维素为支持剂,以吸收较大量的液体作为固定相。下面以吸附色谱说明。与技能掌握有机化合物分离提纯的常用方法掌握蒸馏重结晶和萃取实验的基本技能掌握有机化合物定性分析和定量分析的基本方法了解鉴定有机化合结构的一般过程与数据处理方
10、法过程与方法通过有机化合物研究方法的学习了解分确定有机化合物的分子式通过有机化合物研究方法的学习了解燃烧法测定有机物的元素组成了解质谱法红外光谱核磁共振氢谱等先进的分析方法情感态度与价值观感受现代物理学及算机技术对有机化学发展的推动作用体验严谨求实科学方法教育提高学生的科学素养教学难点鉴定有机化合物结构的物理方法的介绍教学方法阅读讨论法情景创设法实验探究法多媒体图片展示教学用具多媒体设备教学课时课时教学过程引入我们已经知道有机化学是研究有机物的组学习必备 欢迎下载 投影色谱分析法。小结本节课要掌握研究有机化合物的一般步骤和常用方法;有机物的分离和提纯。包括操作中所需要注意的一些问题。第 2、3
11、课时 引入上节课我们已经对所要研究的有机物进行了分离和提纯,接下来进行第二步元素定量分析确定实验式。板书二、元素分析与相对分子质量的测定 1、元素分析 思考与交流如何确定有机化合物中 C、H 元素的存在?讲定性分析:确定有机物中含有哪些元素。(李比希法)一般讲有机物燃烧后,各元素对应产物为:CCO2,HH2O,若有机物完全燃烧,产物只有 CO2和 H2O,则有机物组成元素可能为 C、H 或 C、H、O。定量分析:确定有机物中各元素的质量分数。(现代元素分析法)讲元素定量分析的原理是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
12、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。以便于进一步确定其分子式。点击试题例 1、某烃含氢元素的质量分数为 17.2%,求此烃的实验式。又测得该烃的相对分子质量是 58,求该烃的分子式。分析解答分析:此题题给条件很简单,是有机物分子式确定中最典型的计算。由于该物质为烃,则它只含碳、氢两种元素,则碳元素的质量分数为(10017.2)%82.8%。则该烃中各元素原子数(N)之比为:5:212.17:128.82)H(:)C(NN C2H5仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比,是该烃的实验式,不是该烃的分子式。设该烃有 n 个 C2H5,则22958n 因此,烃的分子式为104H
13、C。讲对于一种未知物,如果知道了物质的元素组成和相对分子质量,就会很容易通过计算得出分子式。确定有机物的分子式的途径:1.确定实验式 2.确定相对分子质量 点击试题例 2、某含 C、H、O 三种元素的未知物 A,经燃烧分析实验测定该未知物中碳的质量分数为 52.16%,氢的质量分数为 13.14%。(1)试求该未知物 A 的实验式(分子中各原子的最简单的整数比)。投影(1)先确定该有机物中各组成元素原子的质量分数 由于碳的质量分数为 5216,氢的质量分数为 1314,则氧的质量分数为 l5216与技能掌握有机化合物分离提纯的常用方法掌握蒸馏重结晶和萃取实验的基本技能掌握有机化合物定性分析和定
14、量分析的基本方法了解鉴定有机化合结构的一般过程与数据处理方法过程与方法通过有机化合物研究方法的学习了解分确定有机化合物的分子式通过有机化合物研究方法的学习了解燃烧法测定有机物的元素组成了解质谱法红外光谱核磁共振氢谱等先进的分析方法情感态度与价值观感受现代物理学及算机技术对有机化学发展的推动作用体验严谨求实科学方法教育提高学生的科学素养教学难点鉴定有机化合物结构的物理方法的介绍教学方法阅读讨论法情景创设法实验探究法多媒体图片展示教学用具多媒体设备教学课时课时教学过程引入我们已经知道有机化学是研究有机物的组学习必备 欢迎下载 13143470。(2)再求各元素原子的个数比 则该未知物 A 的实验式
15、为 C2H6O 讲实验式和分子式的区别:实验式表示化合物分子所含元素的原子数目最简单整数比的式子。分子式表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。思考与交流若要确定它的分子式,还需要什么条件?讲确定有机化合物的分子式的方法:(一)由物质中各原子(元素)的质量分数 各原子的个数比(实验式)由相对分子质量和实验式 有机物分子式 (二)有机物分子式 知道一个分子中各种原子的个数 1mol 物质中的各种原子的物质的量 1mol 物质中各原子(元素)的质量除以原子的摩尔质量 1mol 物质中各种原子(元素)的质量等于物质的摩尔质量与各种原子(元素)的质量分数之积 点击试题例 3、燃烧某有机物 A 1
16、.50g,生成 1.12L(标准状况)CO2 和 0.05mol H2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是 1.04,求该有机物的分子式。分析解答首先要确定该物质的组成元素。1.5g A 中各元素的质量:0.6g22.4L/mol1.12Lmol12g(C)1m 0.1g2mol0.05molmol1g(H)1m 1.5g0.7g0.1g0.6g)H()C(mm,所以有机物中还含有 O元素。0.8g0.1g)(0.6g1.5g)O(m 则1:2:1mol16g0.8g:mol1g0.1g:mol12g0.6g)O(:)H(:)C(111NNN 实验式为OCH2,其式量为 30。又因该有机物的相
17、对分子质量30291.04(A)M 因此实验式即为分子式。讲从例题可以看出计算相对分子量很重要,计算有机物相对分子质量的方法有哪些?密度法与技能掌握有机化合物分离提纯的常用方法掌握蒸馏重结晶和萃取实验的基本技能掌握有机化合物定性分析和定量分析的基本方法了解鉴定有机化合结构的一般过程与数据处理方法过程与方法通过有机化合物研究方法的学习了解分确定有机化合物的分子式通过有机化合物研究方法的学习了解燃烧法测定有机物的元素组成了解质谱法红外光谱核磁共振氢谱等先进的分析方法情感态度与价值观感受现代物理学及算机技术对有机化学发展的推动作用体验严谨求实科学方法教育提高学生的科学素养教学难点鉴定有机化合物结构的
18、物理方法的介绍教学方法阅读讨论法情景创设法实验探究法多媒体图片展示教学用具多媒体设备教学课时课时教学过程引入我们已经知道有机化学是研究有机物的组学习必备 欢迎下载(标准状况),相对密度法(相同状况)。另外可以看出元素的质量有时不能由实验直接得出,还需要对实验现象和结果进行必要的分析和计算。投影总结确定有机物分子式的一般方法(1)实验式法:根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数比(最简式)。求出有机物的摩尔质量(相对分子质量)。(2)直接法:求出有机物的摩尔质量(相对分子质量)根据有机物各元素的质量分数直接求出 1mol 有机物中各元素原子的物质的量。确定相对分子质量的方法有:
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