《有機化合物結構的測定》精品教案

1、PAGE11有機化合物結構的測定1指導思想本節(jié)課依托“云平臺”，結合我?！拔辶摹狈D(zhuǎn)課堂教學模式，突出“分享”技術應用，與現(xiàn)代信息技術深度融合，重視學科核心素養(yǎng)。整節(jié)課在“證據(jù)推理與模型認知”的框架下進行建構，凸顯化學學科理性思維特征。關注從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結構和性質(zhì)的聯(lián)系，形成“結構決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應用”的觀念，以培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)。而利用傳統(tǒng)實驗分析法和現(xiàn)代儀器分析法進行科學探究，用對比教學落實培養(yǎng)學生“科學探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)。同時引導學生線上探究科學家李比希的生平，并讓學生拓展了解現(xiàn)代分析技術的社會應用價值，以實現(xiàn)對學生“科學精神與社會責任”素養(yǎng)的培養(yǎng)。2

2、教學背景分析教材內(nèi)容分析學生在了解有機化合物的結構、命名的基礎上，學習研究有機化合物的一般方法。有機物經(jīng)過分離、提純得到純凈的有機化合物后，進行元素的定性、定量分析。求出組成該有機化合物的實驗式；然后測定未知物的相對分子質(zhì)量，確定分子式。測定相對分子質(zhì)量的方法很多，目前被廣泛采用的是質(zhì)譜法；在測定了分子的實驗式和相對分子質(zhì)量以后，通過紅外光譜和核磁共振氫譜鑒定有機物的結構。本節(jié)內(nèi)容中加入了大量的現(xiàn)代有機分析技術的新知識，實用性強但難度較大，且在新課程標準中屬于了解和知道層次，故需要把握好講解的深度。學生分析學生已學習了有機化合物的分類、結構特點、命名等內(nèi)容，學習了研究有機化合物的一般步驟中的分

3、離、提純得到純凈有機物的知識，結合化學式計算的相關知識，學生可以通過回憶已有的知識來完成有機物分子式和簡單結構的推斷。又通過微課前置性學習，了解了幾種常見的研究有機物的方法。在循序漸進的引導下，學生自己體驗用傳統(tǒng)實驗分析法和現(xiàn)代儀器分析法研究未知有機物，從中鞏固這兩種分析方法。形成完整的有機物組成、結構的研究方法。也讓學生感受科技發(fā)展對化學發(fā)展有巨大推動作用。3教學目標設計前置學習目標：（1）知道李比希燃燒法測定元素組成的原理。（2）知道定性分析有機物的元素組成方法。（3）知道常見的幾種現(xiàn)代儀器分析法。課堂學習目標（1）掌握研究有機化合物應采取的步驟和方法。（2）掌握李比希燃燒法的實驗裝置、原

4、理。（3）知道質(zhì)譜與核磁共振氫譜在分析結構分子中的應用。4教學過程設計教師活動預設學生活動預設設計意圖情景引入（展示冰乙酸樣品）這里有一瓶樣品，無色晶體，通過分析，已經(jīng)證明了該物質(zhì)為純凈物，不含C、H、O之外的其它元素，我們暫時把它命名為有機物A，這節(jié)課我們就來研究樣品A的組成、結構和性質(zhì)。設問1研究有機物的過程分幾步2有哪些研究方法。小結大家已經(jīng)知道了有機物的研究步驟和方法，下面我們就分別用傳統(tǒng)化學分析和現(xiàn)代儀器分析來分步對樣品A進行研究，如果遇到知識性的困惑，可以調(diào)用之前的資源反復查看。觀察樣品傾聽、明確任務對展示的樣品初步做出假設：烴或烴的含氧衍生物?；貞洸⒒卮穑?有機物的研究步驟：組成

5、元素分子組成分子結構分子性質(zhì)2研究方法有傳統(tǒng)化學實驗分析法和現(xiàn)代儀器分析法。把乙酸設計成一個未知物，使問題真實化，更能激發(fā)學生的研究欲望，克服已有乙酸知識的干擾，增強問題的可研究性。明確有機物研究的一般過程和方法?；顒犹骄?樣品A組成元素的測定設問1傳統(tǒng)化學實驗分析法怎樣測定有機物的組成元素，如需要實驗，請設計方案。在實驗過程中需要注意哪些問題2現(xiàn)代分析技術是怎樣確定元素組成的，需要用到什么儀器？小結通過李比希燃燒法和元素分析儀都可以得出樣品A的組成元素和含量。測得A中C、H、O的含量分別為40%、%和%。怎么求出A的組成呢活動探究A的組成確定通過下面問題引導學生分析（依次呈現(xiàn)）。的組成還需要

6、數(shù)據(jù)2化學史上，科學家用傳統(tǒng)化學分析法測蒸氣法如何計算得到A的相對分子質(zhì)量的相對分子質(zhì)量資料在學生回答后給出下列數(shù)據(jù)蒸氣的密度約是相同狀況下氫氣的30倍。的質(zhì)譜圖學生思考、回答、設計實驗方案。的蒸氣通入下圖裝置，通過測量兩只U型管的質(zhì)量增加量即可求出A中含氫元素的質(zhì)量和碳元素的質(zhì)量，再比較兩元素質(zhì)量和與A蒸氣質(zhì)量，即可判斷出A是否含有氧元素。在實驗過程中，一是要注意控制A的進氣量，保證完全被氧化，二是實驗后要通入氮氣將裝置中的氣體完全被U型管中的物質(zhì)吸收。2、現(xiàn)代儀器分析只需要元素分析儀，將樣品置入分析儀的燃燒管中，計算即可自動得出所含元素及含量。思考、回答。1需要知道相對分子質(zhì)量。蒸氣的相對

7、密度的方法得到。3現(xiàn)代分析方法則通過質(zhì)譜儀分析得到。計算求出A的相對分子質(zhì)量觀察A的質(zhì)譜圖，找出圖中最大的離子質(zhì)量，得出A的相對分子質(zhì)量為60。A中含C：40%*60/12=2含H：%*60=4含O:%*60/16=2A的組成為C2H4O2設計實驗的目的是讓學生更好地了解李比希燃燒法測定元素的原理。通過實驗注意事項的討論培養(yǎng)學生思維的嚴密性和深刻性。對比兩種測定元素組成的方法，體驗現(xiàn)代儀器分析的高效、快捷。了解運用蒸氣密度法測定相對分子質(zhì)量。了解使用質(zhì)譜圖求得相對分子質(zhì)量的方法。（只限于簡單使用，不要求理解原理）活動探究2A的結構確定設問的結構的結構提供資料（學生回答上述問題后呈現(xiàn)）物質(zhì)能夠溶

8、于水，所得溶液能夠使石蕊試液變紅。加入碳酸鈉溶液中，有氣泡產(chǎn)生。的紅外光譜各種基團的紅外光譜吸收峰（波數(shù)/cm-1）思考、回答1傳統(tǒng)方法：（1）根據(jù)A的組成分析可能含有的官能團：A的結構可能是CH3COOH、HCOOCH3或HOCH2CHO（2）設計實驗驗證假設，-COOH可以用石蕊試液或與碳酸鈉溶液反應來檢驗；-CHO可以用銀鏡實驗來驗證，但因為甲酸甲酯也能發(fā)生銀鏡反應，如果能發(fā)生銀鏡反應，還要進一步通過與鈉反應，檢驗有無-OH。（3）確定官能團的連接和碳鏈結構。2現(xiàn)代技術分析法：（1）根據(jù)紅外光譜分析可能的官能團。（2）根據(jù)核磁共振譜找出等效氫個數(shù)，得出官能團的連接方式。讓學生學會科學假設

9、的方法，體會假設在科學研究中的作用，了解科學探究的一般方法。了解紅外光譜和核磁共振譜在分析分子結構中的應用。由于學生不知道各種基團的紅外光譜特征，故給出相應參數(shù)。只要求學生能夠運用，培養(yǎng)學生獨自運用信息解決的能力。的NNMR圖現(xiàn)代分析技術在生產(chǎn)、生活中應用：核磁共振成像是近年來一種新型的高科技影像學檢查方法，應用于臨床的醫(yī)學影像診斷新技術。科技的發(fā)展令人驚嘆，國民經(jīng)濟和科學技術高速發(fā)展的今天，分析儀器早已進入我們尋常百姓的日常生活中，而不僅僅局限于科學實驗、醫(yī)療衛(wèi)生或者工廠。比如紅外測溫儀、超聲波清洗儀（眼鏡店）、拉曼光譜測試儀（酒精含量檢測儀）、可燃氣體報警器、檢測儀等等。分析A的紅外光譜圖

10、：在2937cm-1處有一吸收峰，為羧酸中的O-H鍵伸縮振動的吸收峰，1714cm-1處有一吸收峰，是羧酸中C=O鍵的伸縮振動頻率。圖中沒有出現(xiàn)醛、酯等官能團的相應吸收峰，可以推斷A中含有羧基。分析核磁共振圖，得出A中有兩類等效氫。據(jù)此推導出A的結構簡式為CH3COOH，由此推廣說明現(xiàn)代技術分析在生產(chǎn)、生活中的廣泛應用。通過兩種分析方法的比較，體驗現(xiàn)代技術分析的優(yōu)越性，并用圖片說明現(xiàn)代技術分析在生產(chǎn)、生活中的應用領域。活動探究4A的性質(zhì)設問樣品A有哪些化學性質(zhì)呢以此為契機，回顧必修2中的乙酸的性質(zhì)。思維導圖小結有機物結構的分析過程，對比兩種分析方法。學生以小組為單位，利用思維導圖APP，完成思維導圖構建。思維導圖的APP操作也非常簡單，能夠幫助學生歸納總結知識體系。在線作業(yè)課后拓展1