2019-2020年高中化学 第三章第二节 有机化合物结构的测定教案 鲁科版选修5

2019-2020年高中化学第三章第二节有机化合物结构的测定教案鲁科版选修51本节教材主线见演示文稿2本节内容的评价标准了解测定有机化合物元素含量的方法一一燃烧法的基本实验原理，能根据燃烧所得产物的量计算有机物的实验式（最简式）；了解测定有机物相对分子质量的蒸气密度法，并根据理想气态方程求出有机物的相对分子质量；整理常见官能团的特征性质，了解通过化学实验确认这些官能团存在的方法；了解某些物理方法（四谱）可以定性确认有机物中的官能团的存在并定量测定原子或官能团的个数，能综合实验结果中的信息，初步叛断有机物的结构。3本节教材的几点说明31测定有机化合物的流程图给出测定有机化合物结构的流程，使学生明确测定有机物结构的核心是确定分子式和检测分子中所含的官能团及其在碳骨架中的位置。实施建议：可以让学生对如何测定有机化合物的结构发表意见，师生共同绘制测定有机化合物结构的流程图。教学中应注意这里只讨论测定所需要的环节，不涉及测定的手段和方法，有关测定手段和方法的问题，我们在后续内容的教学中会提及。用图表的方式列出几种常见的组成有机化合物的元素的定量测定方法，非常直观，便于学生阅读和教师的教学。实施建议：可以引导学生总结定量测定c、H、0、Cl等元素组成的方法；N元素的测定方法只要求了解，不要求掌握。33依据理想气体状态方程测定有机物相对分子质量險据理想气体狀1态方程测定琦机化合肠的相对牛予质量密闭客器（测样品蒸气的体积活塞I使样品蒸气压强等于大气压有机化合物液体（定质量的样品温度计（测样蒸气的温度）物质的量(n)的单位为moLR的取值为8.314Pa*m3*mol1*K1机化合物分子的相对分子质量。并用图示的方法介绍了测定实验的装置图，便于学生理解。在科学研究和生产技术上，经常要研究温度和压强对气体体积的影响，用理想气体状态方程PV=nRT来描述气休体积（卩）、压强（尸）和温度（T1可的关系。方程中右体积的单位为nr3、压强的单位为Pa温度的单位为利用图3-2-4所示的装置，可以将一定质量的待测样品注入带适塞的密闭容器中，在水蒸气的作用下，液态样品汽化，再测出样品蒸气的温度、压强、进而求和体积，就可以依据理想气体状态方程求出样品的物质的量出该有机化合的相对分子质量必=-设计意图:“知识支持”栏目介绍了什么是理想气态方程，以及如何应用理想气态方程来测定有实施建议：1、可以利用此图并结合理想气体方程的公式讲解如何测定有机化合物分子的相对分子质量。也可以让学生依据公式和图自己讲述测定的方法。2、不要求学生记忆理想气体方程的公式；也不宜对理想气体方程进行拓展和加深；教学中不应就理想气体方程编制大量的练习题或考试题；在相应的练习中，理想气体方程也应作为已知的条件给出。34质谱法测定有机化合物的相对分子质量质谱记录了有机化合物分子失去一个电子而成为带正电荷的离子质量大小，其中最大的离子质量就是有机化合物的相对分子质量。用高分辨的质谱仪器，仅用几微克的样品就可以准确测出有机化合物的相对分子质量。相对丰度43(CH3CHjCH2r10050(CHjCH2)+曲I(CH3CH2CH3CH3)+57：戊烷的相对7分子质量20406080100120m/z图3-2-5戊烷的质谱图分子的不饱和度=ftc+1-饱和度为:分子质量的方法即可，不应要求学生会分析每条谱线所代表的意义。35有机化合物分子不饱和度的计算化学键不饱和度化学键不饱和度一个碳碳双键1一个碳碳奏键2一个靛基1一令苯环4一个脂环1一个割基2几种官能团的不饱和度有机化合肠分予不饱和度的计算有机化合物分子不饱和度的计算公式为:设计意图：让学生了解质谱法。质谱法是目前常用的测定有机化合物相对分子质量的方法，比用前面的方法更方便、更准确。实施建议：通过教师介绍或学生自学，让学生了解质谱法是非常方便、准确的测定有机化合物相对其中观为碳原子数；翊为氢原子数。在计算不饱和度时，若有机化合物分子中含有卤原子，可将其视为氢原子；若含有氧原子，可不予考虑；若含有氮原子，就在氢原子总数中减去氮原子数。例如，分子式为C6HsNO2的分子的不不饱和度是分析有机化合物分子可能具有哪些官能团的一种重要工具。因此，教材提供了不饱和度的分析和计算的方法。实施建议：关于表格中的相应结构的不饱和度，属于要求学生掌握的内容，教学中教师要对学生做出明确的要求。对于不饱和度的计算公式，在教学中不作为学生必需掌握的内容，不应在此处继续拓宽和加深。在课后的练习或考试中，不饱和度的计算公式应作为已知条件给出，不要求学生记忆。36一些官能团的化学检验方法官能团种类试剂判断依据碳碳双键或卷键Bt2的CCU溶液红棕色退色酸性KMnO4溶液紫色進色卤原子AgNO3的乙醇溶液有沉淀生咸醇理基钠氢气敖出酚軽基FeCl3溶液显色澡水有白色沉淀产生醛基银氨溶液有银镜生咸新制Cu(OH)2悬浊液有観红麒冕淀生成U*幾基NaHCO3溶液有二氧化碳放出硝基(-no2)(NH4)2Fe(SOj2溶液和硫酸1分钟内溶液由淡绿色变红棕色割基(-CN)稀碱水溶液，加热有氨气放出设计意图：提供各种官能团的化学检验方法，这是利用化学性质推测结构的知识基础。同时在一定程度上对主要官能团的化学性质进行了总结，也反映了这些化学性质在结构测定中的应用。除硝基和氰基的化学检验方法外，其他均属于基本要求。实施建议：除硝基和氰基外，其它官能团的检验方法可以让学生自己总结。37光谱分析的作用分子在特定频率光的照射下，吸收一定的能量，引起分子结构中电子能级的跃迁或分子中原子间价键振动频率的变化等，产生出不同的吸收光谱，这些光谱反映了分子结构的某些特征，利用这一原理可以对有机化合物分子结构进行测定。例如：紫外光谱(UV)可用于确定分子中有无共辄双键。红外光谱(IR)每种官能团在红外光谱中都有一个特定的吸收区域，因此从一未知物的红外光谱就可以准确判断有机化合物分子中含有哪些官能团。红外光谱不仅可以用于定性鉴定，还可以定量算出该样品的浓度。核磁共振谱(NMR)的谱图分为氢谱和碳谱两类，其中比较常用的是氢谱。氢谱能够测定有机化合物分子中氢原子在碳架上的位置和数目，进而推断出有机化合物的碳架结构。这些谱图的综合应用，就可以基本上确定样品分子的结构。*I尸口设计意图：光谱分析是现在测定有机化合物结构的主要方法，仅用微量的样品即可准确、快速地测定出有机化合物分子的结构。教材介绍它目的在于让学生明白现代科学技术的发展，为有机物分子的结构测定提供了许多先进的手段。从中感受到技术的进步对科学研究的巨大促进作用。实施建议：教学中尽量要做到深入浅出，突出每一种光谱分析方法的功能和作用。不要求学生掌握紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱的原理，也不要求学生通过阅读谱图来分析样品分子的结构要素，这部分内容只作一般了解即可。38案例：“医用胶单体的结构确定案例：医用胶单体的结构确定图3-2-9医用胶方法导引基仅含碳、氢、氧三种元素的有机化合物，若期C):期H):期0)=1：2：1;则其实验式为CH20;式量为30。进一步测出有机物的相对分子质量后，就可以据其相对分子质量和式量确定分子式。若上例中样品分子的相对分子质量为60,设分子式为(CH2o)“，则30=60,得”=2,该有机物的分子式就为C2H4O20目前，外科手术常用一种化学合成材料医用胶代替传统的手术缝合线应用于人体肌肤创伤、人体器脏移植、修补、脑颅外科等治疗领域，具有黏合伤口速度快，免敷料包扎、抑菌性能强、伤口愈合后无明显疤痕等优点。:确定分子式*/1. 测定实验式：燃烧30.6g医用胶的单体样品，实验测得；生成70.4g二氧化碳，19.8g水，2.24L氮气(换算为标准状况)。请计算其实验式。2. 确定分子式；由质谱分析法测定出该样殆的相对分子质量为153.0。请确定其分子式。2. 化学方法测定样品分子中的官能团：利用医用胶的单体分别做了如下实验：加入酸性KMnO4溶液，紫色褪去。加入(NHq)2Fe(Sd)2溶液、硫酸及KOH的甲醇溶液，无明显变化。加入稀碱水溶液并加热，有氨气放出。由以上现象可以得出该有机化合物中可能含有哪些官能团？样品分子的官能团可以通过分析其红外光谱图而确定。设计意图:3. 推测样晶分子的碳架结构和官能团在碳链上的位置：样品分子核磁氢谱图和核磁碳谱图提示；该有机化合物分子中O含有CHgC、OCH2CH2CH2CH3和COR的结构。请据此推测样焉分子的官能团在碳链上的位置。4. 综上所述，该有机化合物分子的结构式为0以案例的形式来实践有机化合物结构测定的一般程序和方法，使学生在真实的情景中体会测定程序、方法、手段的具体应用。案例中的医用胶单体与第一节案例中的一样，体现了教材对教学内容选择的综合性实施建议：计算分子式、根据性质推测官能团，结合红外光谱图推出所有官能团。结合核磁碳谱图和核磁氢谱图确定碳骨架和官能团所在的位置，最后拼装得出其结构式。2019-2020年高中化学第三章第二节金属的腐蚀和防护教案新人教版选修1【课内巩固】一、选择题1下列关于铁器的使用注意事项不正确的是A.避免长期接触潮湿空气B.避免与酸性物质接触C.不能接触干燥的空气D.不能盛放硫酸铜溶液2下列说法不正确的是A. 铁制品生锈以后可以隔绝里面的铁与空气的进一步接触B. 铁制品的生锈过程是缓慢氧化的过程C. 车、船表面涂上一层油漆可以防止铁生锈D. 生锈报废的铁制品可以回收重新炼铁3在下列条件或环境中，铁制品最容易生锈的是A. 放在纯净的氧气中C.放在干燥的空气中铁生锈的变化属于缓慢氧化B.浸没在蒸馏水中D.放在潮湿的空气中4A5A6B置换反应C物理变化D以上都不对7下列合金中不能被稀盐酸腐蚀的是（括号内为合金成分）球墨铸铁B黄铜（铜锌）C铝合金D18K黄金一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备的制造中，这种金属是（A.铜B.钢C.钛化学腐蚀与电化腐蚀的相同点是它和它的合金被广泛）D镁（）A.金属原子失电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程B. 金属与氧化剂直接反应C. 无电流D. 有电流一、填空题8. 化学是关于人类如何应用物质的科学。根据你对化学反应的理解，回答下列问题：在铁制品表面镀上一层保护膜，是为了防止和减缓铁的锈蚀；在实验室里用氯酸钾制氧气时，加热和加入二氧化锰是为了加快反应速率。虽然物质之间的化学反应极其复杂，但是人类可以根据物质的,通过改来控制化学反应。9. 全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件他将干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。（1）请你帮助该学生完成下列实验设计的内容:编号操作方法实验目的A探究铁在干燥空气中的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封C探究铁在有空气和水封时的生锈情况2）一周后，编号为的试管中的铁钉最易生锈。3）用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是4）在焊接铁管时，为了使接口更加牢固，常用稀盐酸清洗接口处的铁锈，该反应的化学方程式为。【课外提升】一、选择题10物质在“潮湿的空气中”中发生的变化，主要与空气中某些气体有关。下列说法不正确的是（）A. 钢铁生锈与氧气、水蒸气有关B. 氢氧化钠固体潮解、变质与水蒸气、二氧化碳有关C. 铜器表面生成铜绿与氧气、二氧化碳、水蒸气有关D. 生石灰堆放久了后变质与氧气、水蒸气有关11下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是:（）C1）A（4）（2）（1）（3）C（4）（2）（3）（1）B（2）（1）（3）（4）D（3）（2）（4）（1）、填空题12在A、B、C三个烧杯中分别盛有同体积，同摩尔浓度的NaNO3、HCl和KCl溶液，用石墨作电极，将它们串联进行电解，一段时间后，电解液pH值增大的的烧杯是opH值不变的烧杯oA、C两杯阳极电极反应式分别o如果把A、B、C杯中电极都换成铁和石墨，并用导线连接，（不与电源相连。）则各杯中铁片受腐蚀情况。（写明腐蚀类型、快慢。）及原因是.13对下图中两极加以必要的联接并填空:(1) 在A图中，使铜片上冒H2气泡。请加以必要联接，则联接后的装置叫。电极反应式：锌板：;铜板：。(2) 在B图中，使a极析出铜，则b析出：。加以必要的联接后，该装置叫。电极反应式，a极：b极：。经过一段时间后，停止反应并搅均溶液，溶液的pH值(升高、降低、不变。)【高考链接】14(xx全国)下列有关纯铁的描述正确的是A熔点比生铁的低B与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀D在冷的浓硫酸中可钝化参考答案第2节金属的腐蚀与防护(1)1C2A3D4A5D6C7A8性质条件9(1)加热烘干试管，小心放入铁钉，塞上塞子探究铁在有水而无空气(氧气)时的生锈情况小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中(2)C(3) 南方比北方天气潮湿，铁更易生锈(4)Fe0+6HCl=2FeCl+3H0233210D11B12、B、C；A；40H-4e=2H0+0T2Cl-2e=ClT；222A、C杯中发生吸氧腐蚀，较慢。B杯中发生析氢腐蚀，较快。因为在正极夺电子的微粒和浓度都不相同,B杯中H+大，所以反应快。而A、C杯中02远小于H+,所以反应慢。13、(1)原电池。Zn-2e=Zn2；2H2e=HT2(2)0，电解池。2Cu2+4e=2Cu，40H-4e=2H0+0T,降低。222装置连接如图：14D第三章探索生活材料第2节金属的腐蚀与防护（2）【课内巩固】一、选择题1下列做法不能起防锈作用的是（）A. 保留铁制品上的铁锈B.在铁制品表面镀锌C.在金属机械上涂油D.在车、船的表面刷油漆2. 铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法中，正确的是（）A铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁B铁在干燥的空气中容易生锈C铁是地壳里含量最多的金属元素D用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素3. 小明家里收藏了一件清代的铝制佛像，该佛像至今仍保存十分完好。该佛像未锈蚀的主要原因是（）A. 铝不易发生化学反应B.铝的氧化物容易发生还原反应C.铝不易被氧化D.铝易氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用4. 日常生活中所用的自来水管，你认为用哪一种管子既经济又耐用（）A.镀锌铁管B.不锈钢管C.铜管D.普通钢管5. 为了防止铁腐蚀，下列做法不可取的是（）A在铁制品表面刷漆B将铁制品长期暴露在空气中C将铁制品浸在水中与空气隔绝D在铁制品表面镀氧化膜6. 防护下列金属防护属于电化学保护的是（）A改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力B在金属表面覆盖一层保护层C牺牲阳极阴极保护法D外加电流阴极保护法7.A.B.C.D.二、填空题7. 现有汽车机器上的齿轮门把手锯条铁洗脸盘等常见铁制品。为了防止它们生锈，通常适合采用下面哪一种方法。（填序号）（1）在表面喷漆；（2）在表面涂油；（3）在表面镀一层其他金属；（4）在表面烧制搪瓷；（5）使其表面形成致密的氧化物保护膜；（6）制成不易生锈的合金不锈钢；9据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值（GNP）的4%。（1）请你根据不同原理,提出防止钢铁锈蚀的两条合理措施：；。（2）请写出用稀硫酸除去铁锈的化学反应方程式：【课外提升】一、选择题10为了防止轮船船体的腐蚀，应在船壳水线以下位置嵌下一定数量的（）C.锌块D.钠块A.铜块B.铅块11关于如图所示装置的叙述，正确的是A. 铜是阳极，铜片上有气泡产生B. 铜片质量逐渐减少C. 电流从锌片经导线流向铜片12酸雨对下列物质的腐蚀作用最小的是（A.汉白玉石雕B.铜质雕塑D. 氢离子在铜片表面被还原13下列事实不能用电化学原理解释的是（）A铝片不需要特殊的保护方法。B炒过菜的铁锅未清洗易生锈。C轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。D镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。二、填空题14. 某学生在A、B、C、D四支小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝浸过食盐水的细铁丝浸过清水的细铁丝食盐水及细铁丝（使细铁丝完全浸没在食盐水中），然后装配成如图811所示的四套装置中，每隔一段时间测量导管中水面的高度，结果如下表所示（表中所列数据都为导管水面上升的高度/cm）时间/小时00.51.01.52.02.53.0A瓶（盛干细铁丝）0000000B瓶（盛沾了食盐水的细铁丝）00.41.23.45.67.69.8C瓶（盛沾了清水的细铁丝）0000.30.82.03.5D瓶（细铁丝完全浸没在食盐水中）0000000请回答下列问题：（1）导管中水面为什么会上升？（2）上述实验中，铁生锈的速率由大到小的顺序为（填小烧瓶的瓶号）。（3）影响铁生锈的因素有：。【高考链接】15. （xx年春季高考理综题）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是A. 4Fe（0H）+2H0+0=4Fe（0H）I2223B. 2Fe+2H0+0=2Fe（0H）I222C. 2H0+0+4e-=40H-22D. Fe-3e-=Fe3+16. （xx年全国）在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应参考答案第2节金属的腐蚀与防护（2）1A2D3D4A5B6CD7D8. （1）；（4）；（5）；（6）。9. （进行表面防护处理（涂油、刷漆、表面镀金属等）改变金属内部结构（制成不锈钢）Fe0+HS0=Fe（S0）+H02324243210C11D12B13ABCA=D14（1）铁生锈消耗了烧瓶中的氧气，导致瓶中气体压强降低。（3）水分、氧气以及其他物质15D16BC