《研究有机化合物的一般步骤和方法》知识全解
课标要求
1.了解研究有机物应采取的步骤和方法。
2.初步学会分离、提纯有机物的常用方法。
3.掌握蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能。
4.知道现代物理方法在测定有机物的元素组成、相对分子质量和分子结构中的重要作用。
重难点突破
本节课的教学重点是:有机物分离和提纯的一般方法。
突破方法:物质的分离提纯方法在必修一中就已经学习过,所以本节针对有机物的分离和提纯,可以通过学生探究实验的方式,通过亲手操作实验,在巩固旧知识的同时,加强对分离提纯方法的步骤和注意事项的理解,从而掌握有机化合物的分离提纯方法。
本节课的教学难点是:定性和定量分析有机物的元素组成。
突破方法:元素的定性分析是一个难点,所以学生只做初步了解即可,通过简单的练习,便可使学生掌握如何从核磁共振氢谱图的提取信息。元素的定量分析,可以通过加强课上的相关计算题的讲解,总结此类计算题的步骤和方法,并通过课后作业让学生进一步巩固知识,从而熟练掌握元素的定量计算方法。
教法建议
对于物质的分离提纯方法,学生在必修一中就已经学习过,所以该部分的教学,建议采用教师引导,鼓励学生自己归纳整理各个方法的实验原理和操作步骤,并通过小组讨论的形式,让各小组间互相补充其他组的错误和不足之处,最后教师点评,并总结各个方法的注意事项。同时,通过设定不同的有机混合物,让学生自己设计分离提纯实验,实现理论与实践相结合。而对于元素的定性分析和定量计算,建议教师在讲解时着重进行典型例题的训练,从实际训练中掌握元素定量分析和定性分析的方法和步骤。
学法建议
建议学生在课前对必修一中分离提纯方法进行复习巩固,在课堂上积极参加小组讨论,对已有知识储备中的不足进行填充,并纠正知识库中的错误观点。重点对分离提纯方法的原理和操作步骤做到熟练掌握。对元素的定量分析和定量计算的原理达到简单了解即可,但对元素的定量计算要通过课上和课下的联系做到熟练掌握。
知识集合
一、研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤:
(1)用重结晶、蒸馏、萃取等方法对有机物进行分离、提纯;
(2)对纯净的有机物进行元素分析,确定实验式;
(3)可用质谱法测定相对分子质量,确定分子式;
(4)可用红外光谱、核磁共振氢谱确定有机物中的官能团和各类氢原子的数目,确定结构式。
二、有机物的分离和提纯
1.蒸馏:
2.结晶和重结晶
(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。
(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:将已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。
3.萃取
(1)所用仪器:烧杯、漏斗架、分液漏斗。
(2)萃取:利用溶液在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来,前者称为萃取剂,一般溶质在萃取剂里的溶解度更大些。
分液:利用互不相溶的液体的密度不同,用分液漏斗将它们一一分离出来。
三、元素分析与相对分子质量的测定
例: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。
1.确定有机物分子式的一般方法.
(1)实验式法:
①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)。
②求出有机物的摩尔质量(相对分子质量)。
(2)直接法:
①求出有机物的摩尔质量(相对分子质量)
②根据有机物各元素的质量分数直接求出1 mol有机物中各元素原子的物质的量。
2.相对分子质量的测定——质谱法(书21页)
四、分子结构的鉴定
1.红外光谱(书22页)
2.核磁共振氢谱(书22页)
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