632《有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定》教案(舊人教第二冊(cè))

6-3-2有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式確實(shí)定〔二〕[教學(xué)目標(biāo)]1．知識(shí)目標(biāo)進(jìn)一步熟悉有關(guān)分子式計(jì)算、結(jié)構(gòu)式推斷問(wèn)題的解題方法。本節(jié)課主要通過(guò)例題的解答總結(jié)出確定有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)式的思路方法。2．技能和方法3．情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)通過(guò)對(duì)同一問(wèn)題采用多種方法解決的實(shí)例分析，形成多角度考慮問(wèn)題的習(xí)慣，并從中學(xué)會(huì)區(qū)分方法的優(yōu)劣。[教學(xué)過(guò)程]師生共同活動(dòng)：從思路方法總結(jié)上堂課有關(guān)分子式和結(jié)構(gòu)確定的問(wèn)題的類(lèi)型。有機(jī)化學(xué)計(jì)算的重點(diǎn)是分子式、結(jié)構(gòu)式確實(shí)定以及有機(jī)混合物的組成、含量的求算．其前局部確實(shí)定途徑可用以下圖表示：確定有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的根本思路是：〔1〕直接法．直接求算出1mol氣體中各元素原子的物質(zhì)的量，即可推出分子式．如給出一定條件下的密度〔或相對(duì)密度〕及各元素的質(zhì)量比〔或百分比〕，求算分子式的途徑為：密度〔或相對(duì)密度〕——→摩爾質(zhì)量——→1mol氣體中各元素原子各多少摩——→分子式．〔2〕最簡(jiǎn)式法．根據(jù)分子式為最簡(jiǎn)式的整數(shù)倍，因此利用相對(duì)分子質(zhì)量及求得的最簡(jiǎn)式可確定其分子式．如烴的最簡(jiǎn)式的求法為：C∶為CaHb，那么分子式為〔CaHb〕n，n=M/(12a+b)〔M為烴的相對(duì)分子質(zhì)量，12a+b為最簡(jiǎn)式的式量〕．〔3〕余數(shù)法．①用烴的相對(duì)分子質(zhì)量除14，視商數(shù)和余數(shù)．其中商數(shù)A為烴中的碳原子數(shù).此法運(yùn)用于具有確定通式的烴〔如烷、烯、炔、苯的同系物等〕．②假設(shè)烴的類(lèi)別不確定：CxHy，可用相對(duì)分子質(zhì)量M除以12，看商和余數(shù)．[例1]假設(shè)A是相對(duì)分子質(zhì)量為128的烴，那么其分子式只可能是______或______．假設(shè)A是易升華的片狀晶體，那么其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_____．解析：128/12=10……8，所以分子為C10H8；然后去一個(gè)C加12個(gè)H，即得C9H20〔再去C加H就不可能了，因?yàn)镠的個(gè)數(shù)不能大于C的個(gè)數(shù)的2倍加2〕另由題設(shè)A是易升華的片狀晶體，為萘的性質(zhì)，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。③由一種烴的分子式，求另一可能烴的分子式可采用增減法推斷，其規(guī)律如下：〔4〕方程式法．利用燃燒反響方程式，要抓住以下關(guān)鍵：①氣體體積變化；②氣體壓強(qiáng)變化；③氣體密度變化；④混合物平均相對(duì)分子質(zhì)量等，同時(shí)可結(jié)適宜當(dāng)方法，如平均值法、十字交叉法、討論法等技巧可速解有機(jī)物的分子式．①當(dāng)條件缺乏時(shí)，可利用條件列方程，進(jìn)而解不定方程，結(jié)合烴CxHy中的x、y為正整數(shù)，烴的三態(tài)與碳原子數(shù)相關(guān)規(guī)律〔特別是烴為氣態(tài)時(shí)，x≤4〕及烴的通式和性質(zhì)，運(yùn)用化學(xué)──數(shù)學(xué)分析法，即討論法，可簡(jiǎn)捷地確定氣態(tài)烴的分子式。②當(dāng)烴為混合物時(shí)，一般是設(shè)平均分子式，結(jié)合反響式和體積求出平均組成，利用平均值的含義確定各種可能混合烴的分子式．有時(shí)也利用平均相對(duì)分子質(zhì)量來(lái)確定可能的組成，此時(shí)，采用十字交叉法計(jì)算較為簡(jiǎn)捷．③兩混合烴，假設(shè)其平均相對(duì)分子質(zhì)量小于或等于26，那么該烴中必含甲烷。④兩混合氣態(tài)烴，充分燃燒后，生成CO2氣體的體積小于2倍原混合烴的體積，那么原混合烴中必含CH4．假設(shè)生成水的物質(zhì)的量小于2倍原混合烴的物質(zhì)的量，那么必含C2H2。⑤氣體混合烴與足量的氧氣充分燃燒后，假設(shè)總體積保持不變，那么原混合烴中的氫原子平均數(shù)為4；假設(shè)體積擴(kuò)大，氫原子平均數(shù)大于4；假設(shè)體積縮小，氫原子平均數(shù)小于4，即必含C2H2〔溫度在100℃以上〕。[例2]某有機(jī)物分子中有40個(gè)電子，它完全燃燒時(shí)只生成等體積的CO2和H2O蒸氣〔相同條件〕。假設(shè)該有機(jī)物為烴，那么化學(xué)式為_(kāi)______________________．假設(shè)為含氧的衍生物，那么化學(xué)式為_(kāi)____________________．或__________________．分析：根據(jù)該有機(jī)物完全燃燒只生成等體積的CO2和水蒸氣可知該有機(jī)物分子中C與H之比為1∶2．假設(shè)該有機(jī)物為烴，那么該烴的最簡(jiǎn)式為CH2，一個(gè)CH2只有8個(gè)電子，于是8n=40，n=5，所以該烴的化學(xué)式為C5H10．假設(shè)該有機(jī)物為含氧的衍生物，一個(gè)O原子有8個(gè)電子，于是一個(gè)O原子可代替一個(gè)CH2，于是給C5H10中每加一個(gè)O就要減去一個(gè)CH2，因而可得化學(xué)式為：C4H8O、C3H6O2、C2H4O3、CH2O4不合理。答案：C5H10；C4H8O、C3H6O2、C2H4O3[例3]0.5mol有機(jī)物完全燃燒后，生成1molCO2和1.5mol水，此有機(jī)物可能是〔寫(xiě)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式〕__________________________________________分析：根據(jù)題意可求出該有機(jī)物分子中C原子與H原子的個(gè)數(shù)．該有機(jī)物中可含氧也可不含氧，于是它的化學(xué)式可表示為C2H6Om。當(dāng)m=0，化學(xué)式為C2H6，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3CH3．當(dāng)m=1，化學(xué)式為C2H6O，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3CH2OH或CH3OCH3．當(dāng)m=2，化學(xué)式為C2H6O2，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：HOCH2CH2OH．當(dāng)m=3，化學(xué)式為C2H6O3，無(wú)此物質(zhì)．答案：CH3CH3、CH3CH2OH、CH3OCH3、HOCH2CH2OH．[例4]6.94g由飽和一元醇A和飽和二元醇B組成混合液，參加足量金屬鈉，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出2.24L氫氣，A、B中所含碳原子數(shù)相同，且小于4，試推出A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。分析：此題用極限假設(shè)法進(jìn)行巧解，根據(jù)題意，假設(shè)為一種物質(zhì)，計(jì)算有關(guān)的數(shù)值范圍，確定混合物某種量的數(shù)值介于最高值和最低值之間，從而簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程．假設(shè)混合液全部是二元醇，此二元醇的摩爾質(zhì)量為：6.94g÷2.24L/22.4L/mol=69.4g/mol因?yàn)轱柡投嫉南鄬?duì)分子質(zhì)量小于69.4的只有乙二醇，所以A為CH3—CH2—OH，B為HO—CH2—CH2—OH．答案：A：CH3—CH2—OH；B：HO—CH2—CH2—OH。課堂練習(xí)：1．某氣態(tài)烴在一個(gè)密閉容器中和過(guò)量氧氣混合后完全燃燒，反響前后的壓強(qiáng)不變〔溫度為120℃〕，此氣態(tài)烴是 〔〕 〔A〕CH4 〔B〕C2H4 〔C〕C2H2 〔D〕C3H82．某氣態(tài)烴10mL與50mL氧氣在一定條件下作用，剛好耗盡反響物，生成水蒸氣40mL，一氧化碳和二氧化碳各20mL〔各體積在同溫同壓下測(cè)得〕．該氣態(tài)烴的分子式為〔〕 〔A〕C3H8 〔B〕C4H6 〔C〕C3H6 〔D〕C4H83．某烴CxHy的蒸氣，對(duì)氫氣的相對(duì)密度是39，在催化劑存在下，1mol該烴和3mol氫氣加成生成飽和烴CxHz的分子式是______，CxHy的分子式為_(kāi)_____．4．150℃在一定容積的密閉容器中，使某氣態(tài)烴和適量氧氣點(diǎn)燃完全反響后，仍保持150℃時(shí)測(cè)定容器內(nèi)壓強(qiáng)為原來(lái)的1.2倍，求該烯烴的分子式．5．某氣體碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.7％，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.3％，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，它的密度是2.59g/L．求這種氣體的分子式．6．一種氣態(tài)烴碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.3％，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.7％，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，該化合物0.5g占體積432mL．求這種烴的相對(duì)分子質(zhì)量和分子式．7．某有機(jī)物由C、H、O元素組成，三種元素的質(zhì)量比為6∶1∶8．該有機(jī)物的蒸氣密度是同溫同壓下氧氣密度的1.875倍，求有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量和分子式．8．某不飽和鏈烴與H2完全加成，體積變?yōu)樵瓉?lái)的1/3，如將1