人教版高二化学6-3-1 有机物分子式和结构式的确定（一）导学案

人教版高二化学6-3-1 有机物分子式和结构式的确定（一）导学案

‎6-3-1 有机物分子式和结构式的确定（一）‎ ‎[教学目标]‎ ‎1．知识目标 ‎（1）了解分子式、最简式的差别。‎ ‎（2）学会确定有机物分子式、结构式的方法和解题要点；巩固以物质的量为核心的化学计算。‎ ‎2．能力和方法目标 ‎（1）培养发散思维、抽象思维、逻辑思维和归纳小结能力。‎ ‎（2）学会运用实验数据分析确定物质的微观组成的方法，使化学学习从定性趋于定量化。‎ ‎3．情感和价值观目标 在自学、分析、交流、研讨中培养独立、自觉、勤奋、刻苦的科学态度和勇于克服困难又善于协作、虚心学习的意志品质。‎ ‎[重点与难点]‎ 烃的衍生物的分子式和结构式的确定。‎ ‎[教学过程]‎ 教师提问：分子式和最简式有什么不同？‎ 学生活动：讨论后得出结论。‎ 分子式是用元素符号表示物质的分子组成的式子。它指出一个分子中原子的种类和数目，同时也表示出一个分子或一个摩物质的质量。‎ 教师补充：对于很多固态物质，从现代物质结构理论看来，难于用分子式来表示．例如，金属晶体是由金属原子、金属离子和自由电子所构成，氯化钠晶体是由Na+ 离子和Cl-离子所构成，氧化物和其它许多无机盐类，同样都是离子晶体．在这些晶体中，根本没有分子存在，但习惯上仍用Zn、Fe等来表示固态的锌、铁等金属，用NaCl、CuO等来表示固态的氯化钠和氧化铜等化合物．我们把这些式子，叫做它们的最简式（或叫实验式）。又如单质硫，随着存在的状态不同，其分子组成也不相同．S8分子存在于菱形硫、单斜硫和160℃以下的液体以及800℃以下的蒸气中．但在160℃以上的液态硫中，环状的S8分子破裂变为链状分子，并形成很长的链状结构．硫链的长短不一，长的链有105个硫原子，而短的链只有几个硫原子，因而不能明确地写出它的分子式．在800℃以上的蒸气中，主要是S2分子，大约从1500℃开始，S2分子显著地分解为单原子的S分子．所有这些不同形态的硫，化学上为简便起见，在非必要时，都用最简式S表示．磷也是这样，在高温下磷蒸气中为单原子的P分子，白磷的分子式为P4‎ ‎ - 5 -‎ ‎，红磷的结构还没有最后弄清楚，分子式难以确定，它们都常用最简式P表示．所以最简式只是表示某物质的化学组成和各成分元素的原子个数比的式子．最简式所代表的质量叫做式量．有些物质的最简式和它们的分子式相同，有的则不同．‎ 从物质的组成，只能推导出它的最简式．‎ 教师引导：这堂课我们一起来研究一下怎样利用题目中的数据和其它信息来确定有机物的分子式和结构式。我们通过下列例题来研究。‎ ‎[例1]根据实验，某碳氢化合物的组成为碳92.3％，氢7.7％，求它的最简式．‎ ‎=1∶1‎ 因此，该化合物的化学式可以写成CH、C2H2、C3H3等等，而CH是其中最简单的一种，故得该化合物的最简式为CH．‎ 如果测知该化合物相对分子质量的26，则其分子式即可确定为C2H2．‎ 从物质的组成和相对分子质量，还可以用下面例题的计算方法求分子式．‎ ‎[例2]根据实验，葡萄糖含碳40％，氢6.7％，氧53.3％，相对分子质量为180，求它的分子式．‎ ‎[解]在葡萄糖分子中含有：‎ 碳原子数= 180×40％÷12= 6‎ 氢原子数=180×6.7％÷1=12‎ 氧原子数=180×53.35％÷16=6‎ 因此，葡萄糖的分子式为C6H12O6．‎ ‎[例3]某混合气体由两种气态烃组成．取2.24 L该混合气体完全燃烧后得到4.48 L二氧化碳（气体已折算为标准状况）和3.6g水，则这两种气体可能是（ ）。‎ ‎（A）CH4和C3H8 （B）CH4和C3H4‎ ‎（C）C2H4和C3H4 （D）C2H4和C2H6 （E）C2H2和C2H6‎ ‎ - 5 -‎ 合气体中平均含碳原子组成为C2H4．则原两种气体平均含C=2，含H=4．选项A中含H＞4；（C）中含C＞2；D中含H＞4，而B、E符合题意．‎ ‎[例4]两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16 mol CO2和3.6 g水，关于混合气体的下列说法正确的是（ ）。‎ ‎（A）一定有甲烷 （B）一定是甲烷和乙烯 ‎（C）一定没有乙烷 （D）一定有乙炔 解析：根据题中数据可得出，混合气体、CO2、H2O的物质的量之比为1:1.6:2。‎ 则该混合气体的平均组成为C1.6H4．即1mol混合气体中平均含碳原子1.6 mol，故必含有含碳原子小于1.6的CH4，A正确．1mol平均含氢原子4mol，因为CH4中含氢原子数为4，另一物质含氢原子数也应为4．气态烃中含氢原子数为4的还有C2H4、C3H4，所以B不对．乙烷含氢原子数为6＞4，故混合气体中一定没有乙烷，C正确。答案为A、C。‎ 课堂练习：‎ ‎1．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．‎ ‎2．某烃含碳氢两元素的质量比为3∶1,该烃对H2的相对密度为8，试确定该烃的分子式．‎ ‎3．已知第一种气态有机物在标准状况下的密度为2.59g／L，第二种气态有机物对空气的相对密度为1.87，第三种气态有机物在标准状况下250mL质量为0.49g．求这三种有机物的相对分子质量．‎ ‎4．某烃1.68g，完全燃烧生成CO25.28g和H2O2.16g，经测定这种烃在标准状况下的密度为3.75g／L则其分子式是（ ）‎ ‎（A）CH4 （B）C3H8 （C）C4H10 （D）C6H12‎ ‎5．2.3g某有机物A完全燃烧后，生成0.1molCO2和2.7g H2O，测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6，求该化合物的分子式．‎ ‎ - 5 -‎ 课堂练习答案：‎ ‎1．（1）实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子，求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目（N）之比．‎ 该化合物的实验式是CH3．‎ ‎（2）设该化合物分子中含有n个CH3，则：‎ 该化合物的分子式是C2H6．‎ 答案：该碳氢化合物的实验式是CH3，分子式是C2H6．‎ ‎2．解法一：Mr=2×8=16，M=16g·mol-1，1mol烃中含C、H的物质的量为：‎ 所以该烃的分子式为CH4．‎ 解法二：烃分子中C、H原子个数比为：‎ 最简式为CH4，式量为16．‎ 因为Mr=16，故该烃的分子式为CH4．‎ 答案：CH4‎ ‎ - 5 -‎ ‎3．分析：计算相对分子质量有三种不同方法 方法1．根据标准状况下气体的密度计算相对分子质量．根据标准状况的气体密度计算气体的摩尔质量，其数值即为相对分子质量．M=22.4×d 如第一种有机物 M=22.4×2.59=58‎ 方法2．根据气体相对密度计算相对分子质量．M=DA×MA用相对密度乘相对气体的相对分子质量．如第二种有机物M=1.87×29=54‎ 方法3．根据标准状况下，一定质量气体的体积计算相对分子质量．‎ 答案：58、54、 44‎ ‎4．分析：本题是计算推断分子式的又一种类型，就是利用烃的完全燃烧反应方程式列出比例式求解类型．设烃分子式为CxHy，则有 解得 x=6 y=12‎ 答案：D．‎ ‎5．C2H6O。‎ ‎ - 5 -‎