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《有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定》高中化學(xué)教案
第一課時
[教學(xué)目標(biāo)]
1．知識目標(biāo)
（1）了解分子式、最簡式的差別。
�。�2）學(xué)會確定有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)式的方法和解題要點(diǎn)；鞏固以物質(zhì)的量為核心的化學(xué)計算。
2．能力和方法目標(biāo)
�。�1）培養(yǎng)發(fā)散思維、抽象思維、邏輯思維和歸納小結(jié)能力。
（2）學(xué)會運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析確定物質(zhì)的微觀組成的方法，使化學(xué)學(xué)習(xí)從定性趨于定量化。
3．情感和價值觀目標(biāo)
在自學(xué)、分析、交流、研討中培養(yǎng)獨(dú)立、自覺、勤奮、刻苦的科學(xué)態(tài)度和勇于克服困難又善于協(xié)作、虛心學(xué)習(xí)的意志品質(zhì)。
[重點(diǎn)與難點(diǎn)]
烴的衍生物的分子式和結(jié)構(gòu)式的確定。
[教學(xué)過程]
教師提問：分子式和最簡式有什么不同？
學(xué)生活動：討論后得出結(jié)論。
分子式是用元素符號表示物質(zhì)的分子組成的式子。它指出一個分子中原子的種類和數(shù)目，同時也表示出一個分子或一個摩物質(zhì)的質(zhì)量。
教師補(bǔ)充：對于很多固態(tài)物質(zhì)，從現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論看來，難于用分子式來表示．例如，金屬晶體是由金屬原子、金屬離子和自由電子所構(gòu)成，氯化鈉晶體是由Na+ 離子和Cl-離子所構(gòu)成，氧化物和其它許多無機(jī)鹽類，同樣都是離子晶體．在這些晶體中，根本沒有分子存在，但習(xí)慣上仍用Zn、Fe等來表示固態(tài)的鋅、鐵等金屬，用NaCl、CuO等來表示固態(tài)的氯化鈉和氧化銅等化合物．我們把這些式子，叫做它們的最簡式（或叫實(shí)驗(yàn)式）。又如單質(zhì)硫，隨著存在的狀態(tài)不同，其分子組成也不相同．S8分子存在于菱形硫、單斜硫和160℃以下的液體以及800℃以下的蒸氣中．但在160℃以上的液態(tài)硫中，環(huán)狀的S8分子破裂變?yōu)殒湢罘肿樱⑿纬珊荛L的鏈狀結(jié)構(gòu)．硫鏈的長短不一，長的鏈有105個硫原子，而短的鏈只有幾個硫原子，因而不能明確地寫出它的分子式．在800℃以上的蒸氣中，主要是S2分子，大約從1500℃開始，S2分子顯著地分解為單原子的S分子．所有這些不同形態(tài)的硫，化學(xué)上為簡便起見，在非必要時，都用最簡式S表示．磷也是這樣，在高溫下磷蒸氣中為單原子的P分子，白磷的分子式為P4，紅磷的結(jié)構(gòu)還沒有最后弄清楚，分子式難以確定，它們都常用最簡式P表示．所以最簡式只是表示某物質(zhì)的化學(xué)組成和各成分元素的原子個數(shù)比的式子．最簡式所代表的質(zhì)量叫做式量．有些物質(zhì)的最簡式和它們的分子式相同，有的則不同．
從物質(zhì)的組成，只能推導(dǎo)出它的最簡式．
教師引導(dǎo)：這堂課我們一起來研究一下怎樣利用題目中的數(shù)據(jù)和其它信息來確定有機(jī)物的分子式和結(jié)構(gòu)式。我們通過下列例題來研究。
[例1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)，某碳?xì)浠衔锏慕M成為碳92.3％，氫7.7％，求它的最簡式．
=1∶1
因此，該化合物的化學(xué)式可以寫成CH、C2H2、C3H3等等，而CH是其中最簡單的一種，故得該化合物的最簡式為CH．
如果測知該化合物相對分子質(zhì)量的26，則其分子式即可確定為C2H2．
從物質(zhì)的組成和相對分子質(zhì)量，還可以用下面例題的計算方法求分子式．
[例2]根據(jù)實(shí)驗(yàn)，葡萄糖含碳40％，氫6.7％，氧53.3％，相對分子質(zhì)量為180，求它的分子式．
[解]在葡萄糖分子中含有：
碳原子數(shù)= 180×40％÷12= 6
氫原子數(shù)=180×6.7％÷1=12
氧原子數(shù)=180×53.35％÷16=6
因此，葡萄糖的分子式為C6H12O6．
[例3]某混合氣體由兩種氣態(tài)烴組成．取2.24 L該混合氣體完全燃燒后得到4.48 L二氧化碳（氣體已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）和3.6g水，則這兩種氣體可能是（ ）。
�。ˋ）CH4和C3H8 （B）CH4和C3H4
�。–）C2H4和C3H4 （D）C2H4和C2H6 （E）C2H2和C2H6
合氣體中平均含碳原子組成為C2H4．則原兩種氣體平均含C=2，含H=4．選項A中含H＞4；（C）中含C＞2；D中含H＞4，而B、E符合題意．
[例4]兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體0.1mol，完全燃燒得0.16 mol CO2和3.6 g水，關(guān)于混合氣體的下列說法正確的是（ ）。
�。ˋ）一定有甲烷 （B）一定是甲烷和乙烯
（C）一定沒有乙烷 （D）一定有乙炔
解析：根據(jù)題中數(shù)據(jù)可得出，混合氣體、CO2、H2O的物質(zhì)的量之比為1:1.6:2。
則該混合氣體的平均組成為C1.6H4．即1mol混合氣體中平均含碳原子1.6 mol，故必含有含碳原子小于1.6的CH4，A正確．1mol平均含氫原子4mol，因?yàn)镃H4中含氫原子數(shù)為4，另一物質(zhì)含氫原子數(shù)也應(yīng)為4．氣態(tài)烴中含氫原子數(shù)為4的還有C2H4、C3H4，所以B不對．乙烷含氫原子數(shù)為6＞4，故混合氣體中一定沒有乙烷，C正確。答案為A、C。
課堂練習(xí)：
1．實(shí)驗(yàn)測得某碳?xì)浠衔顰中，含碳80％、含氫20％，求該化合物的實(shí)驗(yàn)式．又測得該化合物的相對分子質(zhì)量是30，求該化合物的分子式．
2．某烴含碳?xì)鋬稍氐馁|(zhì)量比為3∶1,該烴對H2的相對密度為8，試確定該烴的分子式．
3．已知第一種氣態(tài)有機(jī)物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為2.59g／L，第二種氣態(tài)有機(jī)物對空氣的相對密度為1.87，第三種氣態(tài)有機(jī)物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下250mL質(zhì)量為0.49g．求這三種有機(jī)物的相對分子質(zhì)量．
4．某烴1.68g，完全燃燒生成CO25.28g和H2O2.16g，經(jīng)測定這種烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為3.75g／L則其分子式是（ ）
（A）CH4 （B）C3H8 （C）C4H10 （D）C6H12
5．2.3g某有機(jī)物A完全燃燒后，生成0.1molCO2和2.7g H2O，測得該化合物的蒸氣與空氣的相對密度是1.6，求該化合物的分子式．
課堂練習(xí)答案：
1．（1）實(shí)驗(yàn)式是表示化合物分子所含各元素的原子數(shù)目最簡單整數(shù)比的式子，求化合物的實(shí)驗(yàn)式即是求該化合物分子中各元素原子的數(shù)目（N）之比．
該化合物的實(shí)驗(yàn)式是CH3．
�。�2）設(shè)該化合物分子中含有n個CH3，則：
該化合物的分子式是C2H6．
答案：該碳?xì)浠衔锏膶?shí)驗(yàn)式是CH3，分子式是C2H6．
2．解法一：Mr=2×8=16，M=16gmol-1，1mol烴中含C、H的物質(zhì)的量為：
所以該烴的分子式為CH4．
解法二：烴分子中C、H原子個數(shù)比為：
最簡式為CH4，式量為16．
因?yàn)镸r=16，故該烴的分子式為CH4．
答案：CH4
3．分析：計算相對分子質(zhì)量有三種不同方法
方法1．根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度計算相對分子質(zhì)量．根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣體密度計算氣體的摩爾質(zhì)量，其數(shù)值即為相對分子質(zhì)量．M=22.4×d 如第一種有機(jī)物 M=22.4×2.59=58
方法2．根據(jù)氣體相對密度計算相對分子質(zhì)量．M=DA×MA用相對密度乘相對氣體的相對分子質(zhì)量．如第二種有機(jī)物M=1.87×29=54
方法3．根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一定質(zhì)量氣體的體積計算相對分子質(zhì)量．
答案：58、54、 44
4．分析：本題是計算推斷分子式的又一種類型，就是利用烴的完全燃燒反應(yīng)方程式列出比例式求解類型．設(shè)烴分子式為CxHy，則有
解得 x=6 y=12
答案：D．
5．C2H6O。
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