人教版高二化学6-3-2 有机物分子式和结构式的确定（二）导学案

人教版高二化学6-3-2 有机物分子式和结构式的确定（二）导学案

‎6-3-2 有机物分子式和结构式的确定（二）‎ ‎[教学目标]‎ ‎1．知识目标 进一步熟悉有关分子式计算、结构式推断问题的解题方法。本节课主要通过例题的解答总结出确定有机物分子式、结构式的思路方法。‎ ‎2．技能和方法 学会资料、数据的收集、分类和处理方法；初步学会科学抽象、归纳的方法。‎ ‎3．情感态度和价值观目标 通过对同一问题采用多种方法解决的实例分析，形成多角度考虑问题的习惯，并从中学会辨别方法的优劣。‎ ‎[教学过程]‎ 师生共同活动：从思路方法总结上堂课有关分子式和结构确定的问题的类型。‎ 有机化学计算的重点是分子式、结构式的确定以及有机混合物的组成、含量的求算．其前部分的确定途径可用下图表示：‎ 确定有机物分子式和结构式的基本思路是：‎ ‎（1）直接法．直接求算出 1mol气体中各元素原子的物质的量，即可推出分子式．如给出一定条件下的密度（或相对密度）及各元素的质量比（或百分比），求算分子式的途径为：‎ 密度（或相对密度）——→摩尔质量——→1mol气体中各元素原子各多少摩——→分子式．‎ ‎ - 5 -‎ ‎（2）最简式法．根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式．如烃的最简式的求法为：‎ C∶‎ 为CaHb，则分子式为（CaHb）n， n=M/(12a+b)（M为烃的相对分子质量，12a+ b为最简式的式量）．‎ ‎（3）余数法．‎ ‎①用烃的相对分子质量除14，视商数和余数．‎ 其中商数A为烃中的碳原子数.‎ 此法运用于具有确定通式的烃（如烷、烯、炔、苯的同系物等）．‎ ‎②若烃的类别不确定：CxHy，可用相对分子质量M除以12，看商和余数．‎ ‎[例1]若A是相对分子质量为128的烃，则其分子式只可能是______或______．若A是易升华的片状晶体，则其结构简式为______．‎ 解析：128/12=10……8，所以分子为C10H8；然后去一个C加12个H，即得C9H20（再去C加H就不可能了，因为H的个数不能大于C的个数的2倍加2）另由题设A是易升华 的片状晶体，为萘的性质，所以结构简式为 。‎ ‎③由一种烃的分子式，求另一可能烃的分子式可采用增减法推断，其规律如下：‎ ‎ - 5 -‎ ‎（4）方程式法．利用燃烧反应方程式，要抓住以下关键：①气体体积变化；②气体压强变化；③气体密度变化；④混合物平均相对分子质量等，同时可结合适当方法，如平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧可速解有机物的分子式．‎ ‎①当条件不足时，可利用已知条件列方程，进而解不定方程，结合烃CxHy中的x、y为正整数，烃的三态与碳原子数相关规律（特别是烃为气态时，x≤4）及烃的通式和性质，运用化学──数学分析法，即讨论法，可简捷地确定气态烃的分子式。‎ ‎②当烃为混合物时，一般是设平均分子式，结合反应式和体积求出平均组成，利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式．有时也利用平均相对分子质量来确定可能的组成，此时，采用十字交叉法计算较为简捷．‎ ‎③两混合烃，若其平均相对分子质量小于或等于26，则该烃中必含甲烷。‎ ‎④两混合气态烃，充分燃烧后，生成CO2气体的体积小于2倍原混合烃的体积，则原混合烃中必含CH4．若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的物质的量，则必含C2H2。‎ ‎⑤气体混合烃与足量的氧气充分燃烧后，若总体积保持不变，则原混合烃中的氢原子平均数为4；若体积扩大，氢原子平均数大于4；若体积缩小，氢原子平均数小于4，即必含C2H2（温度在100℃以上）。‎ ‎[例2]某有机物分子中有40个电子，它完全燃烧时只生成等体积的CO2和H2O蒸气（相同条件）。‎ 若该有机物为烃，则化学式为_______________________．‎ 若为含氧的衍生物，则化学式为_____________________．或__________________．‎ 分析：根据该有机物完全燃烧只生成等体积的CO2和水蒸气可知该有机物分子中C与H之比为1∶2．若该有机物为烃，则该烃的最简式为CH2，一个CH2只有8个电子，于是8n=40，n=5，所以该烃的化学式为C5H10．‎ 若该有机物为含氧的衍生物，一个O原子有8个电子，于是一个O原子可代替一个CH2，于是给C5H10中每加一个O就要减去一个CH2，因而可得化学式为：C4H8O、C3H6O2、C2H4O3、CH2O4不合理。‎ 答案：C5H10；C4H8O、C3H6O2、C2H4O3‎ ‎[例3]0.5mol有机物完全燃烧后，生成1molCO2和1.5mol水，此有机物可能是（写出结构简式）__________________________________________‎ ‎ - 5 -‎ 分析：根据题意可求出该有机物分子中C原子与H原子的个数．‎ 该有机物中可含氧也可不含氧，于是它的化学式可表示为C2H6Om。‎ 当m=0，化学式为C2H6，结构简式为：CH3CH3．‎ 当m=1，化学式为C2H6O，结构简式为：CH3CH2OH或CH3OCH3．‎ 当m=2，化学式为C2H6O2，结构简式为：HOCH2CH2OH．‎ 当m=3，化学式为C2H6O3，无此物质．‎ 答案：CH3CH3、CH3CH2OH、CH3OCH3、HOCH2CH2OH．‎ ‎[例4]6.94g由饱和一元醇A和饱和二元醇B组成混合液，加入足量金属钠，在标准状况下放出2.24 L氢气，已知A、B中所含碳原子数相同，且小于4，试推出A、B的结构简式。‎ 分析：此题用极限假设法进行巧解，根据题意，假设为一种物质，计算有关的数值范围，确定混合物某种量的数值介于最高值和最低值之间，从而简化计算过程．‎ 若混合液全部是二元醇，此二元醇的摩尔质量为：‎ ‎6.94g÷2.24L/22.4L/mol=69.4g/mol ‎ 因为饱和二元醇的相对分子质量小于69.4的只有乙二醇，所以A为CH3—CH2—OH，B为HO—CH2—CH2—OH．‎ 答案：A：CH3—CH2—OH；B：HO—CH2—CH2—OH。‎ 课堂练习：‎ ‎1．某气态烃在一个密闭容器中和过量氧气混合后完全燃烧，反应前后的压强不变（温度为120℃），此气态烃是 （ ）‎ ‎ （A）CH4 （B）C2H4 （C）C2H2 （D）C3H8‎ ‎ - 5 -‎ ‎2．某气态烃10mL与50mL氧气在一定条件下作用，刚好耗尽反应物，生成水蒸气40mL，一氧化碳和二氧化碳各20mL（各体积在同温同压下测得）．该气态烃的分子式为（ ）‎ ‎ （A）C3H8 （B）C4H6 （C）C3H6 （D）C4H8‎ ‎3．某烃CxHy的蒸气，对氢气的相对密度是39，在催化剂存在下，1mol该烃和3mol氢气加成生成饱和烃CxHz的分子式是______，CxHy的分子式为______．‎ ‎4．150℃在一定容积的密闭容器中，使某气态烃和适量氧气点燃完全反应后，仍保持150℃时测定容器内压强为原来的1.2倍，求该烯烃的分子式．‎ ‎5．某气体碳的质量分数为82.7％，氢的质量分数为17.3％，在标准状况下，它的密度是2.59g/L．求这种气体的分子式．‎ ‎6．已知一种气态烃碳的质量分数为92.3％，氢的质量分数为7.7％，在标准状况下，该化合物0.5g占体积432mL．求这种烃的相对分子质量和分子式．‎ ‎7．某有机物由C、H、O元素组成，已知三种元素的质量比为6∶1∶8．该有机物的蒸气密度是同温同压下氧气密度的1.875倍，求有机物的相对分子质量和分子式．‎ ‎8．某不饱和链烃与H2完全加成，体积变为原来的1/3，如将1L该不饱和烃与10L 氧气混合并点燃，充分燃烧后将所有物质都通过足量碱石灰，气体体积变为4.5L，求烃的分子式．（上述气体体积在相同条件下测得）．‎ 课堂练习参考答案：‎ ‎1．AB。2．D。‎ ‎3．C6H12 C6H6‎ ‎4．C6H12。‎ ‎5．C4H10．‎ ‎6．26。C2H2。‎ ‎7．分子式为C2H4O2．‎ ‎8．炔烃的分子式为C4H6。‎ ‎ - 5 -‎