第一篇：《研究有机化合物的一般步骤和方法》教案8(人教版选修5)
《研究有机化合物的一般步骤和方法》教案8（人教版选修5）
第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
一、教学目标 【知识与技能】
1、了解怎样研究有机化合物，应采取的步骤和方法。
2、掌握有机物的分离和提纯的一般方法，鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。【过程与方法】通过录象方式，参观了解质普、红外光谱、核磁共振普仪等仪器核实验操作过程。
【情感、态度与价值观】
通过本节的练习，从中体验研究有机化合物的过程和科学方法，提高自身的科学素养。
二、教学重点
研究有机化合物的一般步骤和常用方法。
1、蒸馏、重结晶等分离提纯有机物的实验操作
2、通过具体实例了解某些物理方法如何确定有机化合物的相对分子质量和分子结构
3、确定有机化合物实验式、相对分子质量、分子式的有关计算
三、教学难点
有机物的分离和提纯。测定有机物的元素组成、相对分子质量、分子结构。确定有机物相对分子质量和鉴定有机物分子结构的物理方法的介绍
四、课时安排 2课时
五、教学过程 ★ 第一课时
【引入】从天然资源中提取有机物成分或者是工业生产、实验室合成的有机化合物不可能直接得到纯净物，因此，必须对所得到的产品进行分离提纯，如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质，必须得到更纯净的有机物。我们已经知道，有机化学是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。那么，该怎样对有机物进行研究呢？一般的步骤和方法是什么？ 这就是我们这节课将要探讨的问题。
【板书】第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
从天然资源中提取有机物成分，首先得到的是含有有机物的粗品。在工厂生产、实验室合成的有机化合物也不可能直接得到纯净物，得到的往往是混有未参加反应的原料，或反应副产物等的粗品。因此，必须经过分离、提纯才能得到纯品。如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质，必须得到更纯净的有机物。下面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤：
【板书】
首先我们结合高一所学的知识了学习第一步--分离和提纯。
【板书】
一、分离、提纯
师：提纯混有杂质的有机物的方法很多，基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。接下来我们主要学习三种分离、提纯的方法。
【板书】
1、蒸馏
师：蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。当液态有机物含有少量杂质，而且该有机物热稳定性较强，与杂质的沸点相差较大时（一般约大于30oc），就可以用蒸馏法提纯此液态有机物。
【演示实验1-1】含有杂质的工业乙醇的蒸馏 【蒸馏的注意事项】
* 注意仪器组装的顺序：“先下后上，由左至右”；
* 蒸馏烧瓶盛装的液体，最多不超过容积的2/3；不得将全部溶液蒸干；需使用沸石； * 冷凝水水流方向应与蒸汽流方向相反（逆流：下进上出）；
* 温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶支管口齐平，以测量馏出蒸气的温度；
【演示实验1-2】（要求学生认真观察，注意实验步骤）
【板书】
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：将以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。
【说明】重结晶的首要工作是选择适当的溶剂，要求该溶剂：（1）杂质在此溶剂中的溶解度很小或溶解度很大，易于除去；（2）被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度，受温度的影响较大。
【思考与交流】
1、已知kno3在水中的溶解度很容易随温度变化而变化，而nacl的溶解度却变化不大，据此可用何方法分离出两者混合物中的kno3并加以提纯？
2、重结晶对溶剂有何要求？被提纯的有机物的溶解度需符合什么特点？
3、重结晶苯甲酸需用到哪些实验仪器？
4、能否用简洁的语言归纳重结晶苯甲酸的实验步骤？
【概括】高温溶解、趁热过滤、低温结晶
【板书】
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。
【说明】注意事项：
1、萃取剂必须具备两个条件：一是与溶剂互不相溶；二是溶质在萃取剂中的溶解度较大。
2、检查分液漏斗的瓶塞和旋塞是否严密。
3、萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作的一个步骤，必须经过充分振荡后再静置分层。
4、分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从漏斗颈放出，当下层液体刚好放完时，要立即关闭活塞，上层液体从上口倒出。
【补充】
1、洗涤沉淀或晶体的方法：用胶头滴管往晶体上加蒸馏水直至晶体被浸没，待水完全流出后，重复两至三次，直至晶体被洗净。
2、检验洗涤效果：取最后一次的洗出液，再选择适当的试剂进行检验。
【小结】本节课要掌握研究有机化合物的一般步骤和常用方法；有机物的分离和提纯。包括操作中所需要注意的一些问题。
★ 第二课时
【引入】从公元八世纪起，人们就已开始使用不同的手段制备有机物，但由于化学理论和技术条件的限制，其元素组成及结构长期没有得到解决。直到19世纪中叶，李比希在拉瓦锡推翻了燃素学说，在建立燃烧理论的基础上，提出了用燃烧法进行有机化合物中碳和氢元素定量分析的方法。准确的碳氢分析是有机化学史上的重大事件，对有机化学的发展起着不可估量的作用。随后，物理科学技术的发展，推动了化学分析的进步，才有了今天的快速、准确的元素分析仪和各种波谱方法。
【设问】定性检测物质的元素组成是化学研究中常见的问题之一，如何用实验的方法探讨物质的元素组成？
【板书】
二、元素分析与相对分子质量的测定
1、元素分析
例如：实验探究：葡萄糖分子中碳、氢元素的检验 图1-1 碳和氢的鉴定
原理：碳、氢两元素通常采取将有机物氧化分解，使碳氧化生成二氧化碳，使氢氧化生成水的方法而检出。例如：
c12h22o11+24cuo12co2+11h2o+24cu
实验：取干燥的试样──蔗糖0.2 g和干燥氧化铜粉末1 g，在研钵中混匀，装入干燥的硬质试管中。如图1-1所示，试管口稍微向下倾斜，导气管插入盛有饱和石灰水的试管中。用酒精灯加热试样，观察现象。
结论：若导出气体使石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，表明试样中有碳元素；试管口壁出现水滴（让学生思考：如何证明其为水滴？），则表明试样中有氢元素。
【说明】讲解或引导学生看书上例题，这里适当补充一些有机物燃烧的规律的专题练习。
元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式。以便于进一步确定其分子式。
例
1、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。
【分析解答】分析：此题题给条件很简单，是有机物分子式确定中最典型的计算。由于该物质为烃，则它只含碳、氢两种元素，则碳元素的质量分数为（100－17.2）%＝82.8%。则该烃中各元素原子数（n）之比为：
c2h5仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比，是该烃的实验式，不是该烃的分子式。
设该烃有n个c2h5，则
因此，烃的分子式为。
【讲解】对于一种未知物，如果知道了物质的元素组成和相对分子质量，就会很容易通过计算得出分子式。确定有机物的分子式的途径：
1.确定实验式
2.确定相对分子质量
例
2、燃烧某有机物a 1.50g，生成1.12l（标准状况）co2和0.05mol h2o。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式。
解答：首先要确定该物质的组成元素。
1.5g a中各元素的质量：，所以有机物中还含有o元素。
则
实验式为ch2o，其式量为30。
又因该有机物的相对分子质量
因此实验式即为分子式。
【讲解】从例题可以看出计算相对分子量很重要，计算有机物相对分子质量的方法有哪些？密度法(标准状况)，相对密度法(相同状况)。另外可以看出元素的质量有时不能由实验直接得出，还需要对实验现象和结果进行必要的分析和计算。
【归纳总结】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1mol有机物中各元素原子的物质的量。
有机物的分子式的确定方法有很多，在今后的教学中还会进一步介绍。今天我们仅仅学习了利用相对分子质量和实验式共同确定有机物的基本方法。应该说以上所学的方法是用推算的方法来确定有机物的分子式的。在同样计算推出有机物的实验式后，还可以用物理方法简单、快捷地测定相对分子质量，比如--质谱法。
【板书】
2、相对分子质量的测定--质谱法
质谱是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。
（接下来对质谱法的原理，怎样对质谱图进行分析以确定有机物的相对分子质量，以及此方法的优点作简要精确的介绍）
【说明】质谱仪有什么作用？其原理是什么？
它是用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场作用下达到检测器的时间有差异，其结果被记录为质谱图。
1、质荷比是什么？
分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值
2、如何确定有机物的相对分子质量？
由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间越长，因此质谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量
【强调】以乙醇为例，质谱图最右边的分子离子峰表示的就是上面例题中未知物a（指乙醇）的相对分子质量。
通过测定，现在已经知道了该有机物的分子式，但是，我们知道，相同的分子式可能出现多种同分异构体，那么，该如何进以步确定有机物的分子结构呢？下面介绍两种物理方法。
【补充】
1、求有机物相对分子质量的常用方法
（1）m = m / n
（2）根据有机蒸气的相对密度d，m1 = dm2
（3）标况下有机蒸气的密度为ρg/l，m = 22.4l/mol ?ρg/l
2、有机物分子式的三种一般常用求法（1）、先根据元素原子的质量分数求实验式，再根据分子量求分子式--课本例1（2）、直接根据相对分子质量和元素的质量分数求分子式（3）、对只知道相对分子质量的范围的有机物，要通过估算求分子量，再求分子式 【板书】
三、分子结构的鉴定
1、红外光谱（介绍红外光谱法鉴定分子结构的原理，对红外光谱图的正确分析，最终确定有机物的分子结构）
【注意】：该法不需要学生记忆某些官能团对应的波长范围，主要让学生知道通过红外光谱可以知道有机物含有哪些官能团。
红外光谱法确定有机物结构的原理是
由于有机物中组成化学键、官能团的原子处于不断振动状态，且振动频率与红外光的振动频率相当。所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学键、官能团可发生震动吸收，不同的化学键、官能团吸收频率不同，在红外光谱图中将处于不同位置。因此，我们就可以根据红外光谱图，推知有机物含有哪些化学键、官能团，以确定有机物的结构。
【说明】从未知物a的红外光谱图上发现右o-h键、c-h键和c-o键的振动吸收，可以判断a是乙醇而并非甲醚，因为甲醚没有o-h键。
例
3、下图是一种分子式为c3h6o2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为：
练习：有一有机物的相对分子质量为74，确定分子结构，请写出该分子的结构简式
【板书】
2、核磁共振氢谱（介绍核磁共振氢谱法鉴定分子结构的原理，对核磁共振氢谱图的正确分析，最终确定有机物的分子中所含h原子的种类和个数）
【注意】了解通过该谱图确定了
（1）某有机物分子结构中有几种不同环境的氢原子
（2）有核磁共振氢谱的峰面积之比可以确定不同环境的氢原子的个数比。
【板书】如何根据核磁共振氢谱确定有机物的结构？
对于ch3ch2oh、ch3-o-ch3这两种物质来说，除了氧原子的位置、连接方式不同外，碳原子、氢原子的连接方式也不同、所处的环境不同，即等效碳、等效氢的种数不同。
不同化学环境的氢原子（等效氢原子）因产生共振时吸收的频率不同，被核磁共振仪记录下来的吸收峰的面积不同。所以，可以从核磁共振谱图上推知氢原子的类型及数目。
吸收峰数目＝氢原子类型
不同吸收峰的面积之比（强度之比）＝不同氢原子的个数之比
【说明】未知物a的核磁共振氢谱有三种类型氢原子的吸收峰，说明a只能是乙醇而并非甲醚，因为甲醚只有一种氢原子。
【练习】2002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果，其中一项是瑞士科学家库尔特·维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。在化学上经常使用的是氢核磁共振谱，它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是
a hcho b ch3oh c hcooh d ch3cooch3
例：一个有机物的分子量为70，红外光谱表征到碳碳双键和c＝o的存在，核磁共振氢谱列如下图：
①写出该有机物的分子式：
②写出该有机物的可能的结构简式：
【练习】分子式为c3h6o2的二元混合物，如果在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度为1︰1；第二种情况峰给出的强度为3︰2︰1。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式）。
图谱题解题建议
1、首先应掌握好三种谱图的作用、读谱方法。
2、必须尽快熟悉有机物的类别及其官能团。
3、根据图谱获取的信息，按碳四价的原则对官能团、基团进行合理的拼接。
4、得出结构（简）式后，再与谱图提供信息对照检查，主要为分子量、官能团、基团的类别是否吻合。
【小结】本节课主要掌握鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。包括测定有机物的元素组成、相对分子质量、分子结构。了解几种物理方法--质谱法、红外光谱法和核磁共振氢谱法。
【补充】有机物燃烧的规律归纳
1、烃完全燃烧前后气体体积的变化 完全燃烧的通式：cxhy ＋(x+)o2xco2＋h2o（1）燃烧后温度高于100℃时，水为气态： ① y＝4时，＝0，体积不变； ② y>4时，>0，体积增大；
③ y（2）燃烧后温度低于100℃时，水为液态： ※ 无论水为气态还是液态，燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子个数有关，而与氢分子中的碳原子数无关。
例：盛有ch4和空气的混和气的试管，其中ch4占1/5体积。在密闭条件下，用电火花点燃，冷却后倒置在盛满水的水槽中（去掉试管塞）此时试管中
a．水面上升到试管的1/5体积处； b．水面上升到试管的一半以上； c．水面无变化； d．水面上升。
答案：d 2．烃类完全燃烧时所耗氧气量的规律
完全燃烧的通式：cxhy ＋(x+)o2xco2＋h2o（1）相同条件下等物质的量的烃完全燃烧时，(x+)值越大，则耗氧量越多；
（2）质量相同的有机物，其含氢百分率（或值）越大，则耗氧量越多；
（3）1mol有机物每增加一个ch2，耗氧量多1.5mol；
（4）1mol含相同碳原子数的烷烃、烯烃、炔烃耗氧量依次减小0.5mol；
（5）质量相同的cxhy，值越大，则生成的co2越多；若两种烃的值相等，质量相同，则生成的co2和h2o均相等。
3．碳的质量百分含量c％相同的有机物（最简式可以相同也可以不同），只要总质量一定，以任意比混合，完全燃烧后产生的co2的量总是一个定值。
4．不同的有机物完全燃烧时，若生成的co2和h2o的物质的量之比相等，则它们分子中的碳原子和氢原子的原子个数比相等。【知识拓展】 有机物分子式的确定
1．有机物组成元素的判断
一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：c→co2，h→h2o，cl→hcl。某有机物完全燃烧后若产物只有co2和h2o，则其组成元素可能为c、h或c、h、o。欲判定该有机物中是否含氧元素，首先应求出产物co2中碳元素的质量及h2o中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧；否则，原有机物的组成含氧。
2．实验式(最简式)和分子式的区别与联系
(1)最简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。不能确切表明分子中的原子个数。
注意：
①最简式是一种表示物质组成的化学用语；
②无机物的最简式一般就是化学式；
③有机物的元素组成简单，种类繁多，具有同一最简式的物质往往不止一种；
④最简式相同的物质，所含各元素的质量分数是相同的，若相对分子质量不同，其分子式就不同。例如，苯(c6h6)和乙炔(c2h2)的最简式相同，均为ch，故它们所含c、h元素的质量分数是相同的。
(2)分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。
注意：
①分子式是表示物质组成的化学用语；
②无机物的分子式一般就是化学式；
③由于有机物中存在同分异构现象，故分子式相同的有机物，其代表的物质可能有多种；
④分子式＝(最简式)n。即分子式是在实验式基础上扩大n倍。
3．确定分子式的方法
(1)实验式法
由各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比(实验式)→相对分子质量→求分子式。
(2)物质的量关系法 由密度或其他条件→求摩尔质量→求1mol分子中所含各元素原子的物质的量→求分子式。（标况下m=dg/cm3×103·22.4l/mol）
(3)化学方程式法
利用化学方程式求分子式。
(4)燃烧通式法
利用通式和相对分子质量求分子式。
由于x、y、z相对独立，借助通式进行计算，解出x、y、z，最后求出分子式。
[例1] 3.26g样品燃烧后，得到4.74gco2和1.92gh2o，实验测得其相对分子质量为60，求该样品的实验式和分子式。
解：(1)求各元素的质量分数
（2）求样品分子中各元素原子的数目（n）之比
（3）求分子式
通过实验测得其相对分子质量为60，这个样品的分子式=（实验式）n。
[例2] 实验测得某烃a中含碳85.7%，含氢14.3%。在标准状况下11.2l此化合物气体的质量为14g。求此烃的分子式。
解：（1）求该化合物的摩尔质量
（2）求1mol该物质中碳和氢原子的物质的量
[例3] 6.0g某饱和一元醇跟足量的金属钠反应，让生成的氢气通过5g灼热的氧化铜，氧化铜固体的质量变成4.36g。这时氢气的利用率是80%。求该一元醇的分子。
解：
[例4] 有机物a是烃的含氧衍生物，在同温同压下，a蒸气与乙醇蒸气的相对密度是2。1.38ga完全燃烧后，若将燃烧的产物通过碱石灰，碱石灰的质量会增加3.06g；若将燃烧产物通过浓硫酸，浓硫酸的质量会增加1.08g；取4.6ga与足量的金属钠反应，生成的气体在标准状况下的体积为1.68l；a不与纯碱反应。通过计算确定a的分子式和结构简式。
解：
说明：由上述几种计算方法，可得出确定有机物分子式的基本途径：
【练习】
⒈某烃0.1mol，在氧气中完全燃烧，生成13.2g co2、7.2gh2o，则该烃的分子式为。
⒉已知某烃a含碳85.7%，含氢14.3%，该烃对氮气的相对密度为2，求该烃的分子式。
⒊125℃时，1l某气态烃在9l氧气中充分燃烧反应后的混合气体体积仍为10l（相同条件下），则该烃可能是
a.ch4
b.c2h4 c.c2h2 d.c6h6
⒋一种气态烷烃和气态烯烃组成的混合物共10g，混合气密度是相同状况下h2密度的12.5倍，该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时，试剂瓶总质量增加了8.4g，组成该混合气体的可能是
a.乙烯和乙烷
b.乙烷和丙烯
c.甲烷和乙烯
d.丙稀和丙烷
⒌室温下，一气态烃与过量氧气混合完全燃烧，恢复到室温，使燃烧产物通过浓硫酸，体积比反应前减少50ml，再通过naoh溶液，体积又减少了40ml，原烃的分子式是
a.ch4 b.c2h4 c.c2h6 d.c3h8
⒍a、b两种烃通常状况下均为气态，它们在同状况下的密度之比为1∶3.5。若a完全燃烧，生成co2和h2o的物质的量之比为1∶2，试通过计算求出a、b的分子式。
⒎使乙烷和丙烷的混合气体完全燃烧后，可得co2 3.52 g，h2o 1.92 g，则该混合气体中乙烷和丙烷的物质的量之比为
a.1∶2 b.1∶1 c.2∶3 d.3∶4
⒏两种气态烃的混合气共1mol，在空气中燃烧得到1.5molco2和2molh2o。关于该混合气的说法合理的是
a．一定含甲烷，不含乙烷
b．一定含乙烷，不含甲烷
c．一定是甲烷和乙烯的混合物
d．一定含甲烷，但不含乙烯
9．25℃某气态烃与o2混合充入密闭容器中，点燃爆炸后又恢复至25℃，此时容器内压强为原来的一半，再经naoh溶液处理，容器内几乎成为真空。该烃的分子式可能为
a.c2h4 b.c2h2 c.c3h6 d.c3h8
10．某烃7.2g进行氯代反应完全转化为一氯化物时，放出的气体通入500ml0.2mol/l的烧碱溶液中，恰好完全反应，此烃不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，试求该烃的分子式。
11．常温下某气态烷烃10ml与过量o285ml充分混合，点燃后生成液态水，在相同条件下测得气体体积变为70ml，求烃的分子式。
12．由两种气态烃组成的混合烃20ml，跟过量o2完全燃烧。同温同压条件下当燃烧产物通过浓h2so4后体积减少了30ml，然后通过碱石灰又减少40ml。这种混合气的组成可能有几种？
《有机物分子式的确定》参考答案
[例1] 3.26g样品燃烧后，得到4.74gco2和1.92gh2o，实验测得其相对分子质量为60，求该样品的实验式和分子式。
解：(1)求各元素的质量分数
样品
co2
h2o
3.26g 4.74g 1.92g
（2）求样品分子中各元素原子的数目（n）之比
这个样品的实验式为ch2o。
（3）求分子式
通过实验测得其相对分子质量为60，这个样品的分子式=（实验式）n。
故这个样品的分子式为c2h4o2。
答：这个样品的实验式为ch2o，分子式为c2h4o2。
[例2] 实验测得某烃a中含碳85.7%，含氢14.3%。在标准状况下11.2l此化合物气体的质量为14g。求此烃的分子式。
解：
（1）求该化合物的摩尔质量
根据
得
（2）求1mol该物质中碳和氢原子的物质的量
即1mol该化合物中含2molc原子和4molh原子，故分子式为c2h4。
[例3] 6.0g某饱和一元醇跟足量的金属钠反应，让生成的氢气通过5g灼热的氧化铜，氧化铜固体的质量变成4.36g。这时氢气的利用率是80%。求该一元醇的分子。
解：设与cuo反应的氢气的物质的量为x
而这种一元醇反应后生成的氢气的物质的量为。
饱和一元醇的通式为，该一元醇的摩尔质量为m（a）。
该一元醇的相对分子质量是60。根据这一元醇的通式，有下列等式： 则饱和一元醇的分子式是c2h6o。
[例4] 有机物a是烃的含氧衍生物，在同温同压下，a蒸气与乙醇蒸气的相对密度是2。1.38ga完全燃烧后，若将燃烧的产物通过碱石灰，碱石灰的质量会增加3.06g；若将燃烧产物通过浓硫酸，浓硫酸的质量会增加1.08g；取4.6ga与足量的金属钠反应，生成的气体在标准状况下的体积为1.68l；a不与纯碱反应。通过计算确定a的分子式和结构简式。
解：燃烧产物通过碱石灰时，co2气体和水蒸气吸收，被吸收的质量为3.06g；若通过浓硫酸时，水蒸气被吸收，被吸收的质量为1.08g。故co2和水蒸气被吸收的物质的量分别为：
列方程解之得x=3 y=8
由题意知a与金属钠反应，不与na2co3反应，可知a含羟基不含羧基（-cooh）。
4.6ga所含物质的量为
4.6ga中取代的h的物质的量为。
即1mola取代h的物质的量为3mol，可见1个a分子中含有3个羟基，故a为丙三醇，结构简式为： 【练习】
⒈解析：烃完全燃烧产物为co2、h2o，co2中的c、h2o中的h全部来自于烃。13.2g co2物质的量为，7.2gh2o物质的量为，则0.1mol该烃中分子含c：0.3mol，含h：0.4mol×2＝0.8mol（co2～c、h2o～2h），所以1mol该烃分子中含c3mol、含h8mol。答案：c3h8。
⒉解析：，即最简式为ch2、化学式为，该烃的相对分子质量：mr(a)＝mr(n2)×2＝28×2＝56，故分子式为c4h8。
⒊解析：任意烃与一定量氧气充分燃烧的化学方程式：
cxhy +(x +)o2 xco2 + h2o
当温度高于100℃时，生成的水为气体。若烃为气态烃，反应前后气体的体积不变，即反应消耗的烃和o2与生成的二氧化碳和气态水的体积相等。
∴1 ＋(x +)＝ x ＋
y ＝ 4
就是说气态烃充分燃烧时，当烃分子中氢原子数等于4时（与碳原子数多少无关），反应前后气体的体积不变（生成物中水为气态）。答案：a、b。
⒋解析：混合气体的平均摩尔质量为12.5×2g/mol＝25 g/mol，则混合气的物质的量为 ；又烯烃中最简单的乙烯的摩尔质量是28g/mol，故烷烃的摩尔质量一定小于25g/mol，只能是甲烷。当混合气通过溴水时，由于只有烯烃和溴水反应，因此增重的8.4g为烯烃质量，则甲烷质量为10g－8.4g ＝ 1.6g，甲烷的物质的量为0.1mol，则烯烃的物质的量为0.3mol，烯烃的摩尔质量为，根据烯烃通式cnh2n，即14n＝28，可求出 n ＝ 2，即烯烃为乙烯。答案：c。
⒌解析：烃在过量氧气中完全燃烧产物为co2、h2o及剩余o2，由于是恢复到室温，则通过naoh溶液后气体体积减少40ml为生成co2体积。
cxhy +(x +)o2 xco2 + h2o（g）
δv
x +
x
1+
0.04
0.05
列式计算得：y＝5x－4 当：
①x＝1 y＝1 ②x＝2 y＝6 ③x≥3 y≥11 只有②符合。（为什么？）答案：c。
⒍解析：烃a完全燃烧，c→co2 h→h2o 产物中∶＝1∶2，即a中 nc∶nh＝1∶4，只有ch4能满足该条件，故a为甲烷，摩尔质量为16g/mol；
相同状况下，不同气体密度与摩尔质量成正比：ma∶mb＝1∶3.5，mb＝3.5ma＝3.5×16g/mol＝56g/mol。设烃b分子式为cxhy，则：
12x＋y＝56 y＝56－12x 只有当x＝4 y＝8时合理。答案：a：ch4；b：c4h8
⒎解析：该题已知混合气体完全燃烧后生成co2和h2o的质量，从中可以计算出这两种物质的物质的量，n(co2)＝3.52g÷44g/mol＝0.08mol、n(h2o)＝1.92g÷18g/mol＝0.11mol；进而求出混合气体中每含1摩c所含h的物质的量，0.11mol×2÷0.08mol＝11/4；而组分气体中乙烷和丙烷的同样定义的化学量分别是，乙烷c2h6为3，丙烷c3h8为8/3；将这些平均量应用于十字交叉法可得这两组分气体在混合气体中所含c原子数之比。
c2h6每含1摩c所含h的物质的量：3
11/4－8/3
c3h8每含1摩c所含h的物质的量：8/3
3－11/4
即混合气体中每含4molc原子，其中1molc原子属于c2h6（乙烷物质的量则为1/2＝0.5mol），3molc原子属于c3h8（丙烷物质的量则为3/3＝1mol）。
所以混合气体中乙烷和丙烷的物质的量之比为：n(c2h6)∶n(c3h8)＝(1/2)∶(3/3)＝1∶2
答案：a
⒏a
9．解析：25℃时生成的水为液态；生成物经naoh溶液处理，容器内几乎成为真空，说明反应后容器中无气体剩余，该气态烃与o2恰好完全反应。设该烃的分子式为cxhy，则有：
cxhy +(x +)o2 xco2 + h2o
压强变化可知，烃和o2的物质的量应为co2的2倍（25℃时生成的水为液态），即：1＋(x +)＝2x，整理得：x＝1＋
讨论：当y＝4，x＝2；当y＝6，x＝2.5（不合，舍）；当y＝8，x＝3，...答案：a、d。
10．解析：根据方程式：cxhy+cl2→cxh(y－1)cl+hcl hcl+naoh＝nacl+h2o 得关系式：
cxhy ～ cl2 ～ naoh
1mol
1mol
n
0.5×0.2mol/l
n＝0.1mol
∴ 该烃的摩尔质量
另由该烃与氯气发生取代反应可知该烃为烷烃，通式为cnh2n+2，则：14n+2＝72 n=5 故分子式为c5h12 答案：c5h12。
11．解析：根据方程式
cxhy(g)+(x+)o2 xco2(g)+ h2o(l)δv
1+
10ml
25ml
解得：y=6 烷烃通式为cnh2n+2，2n＋2＝6，n=2，该烃分子式为c2h6。答案：c2h6。
12．解析：因为v（混烃）：v（co2）：v（h2o）＝1：2：1.5，所以：v（混烃）：v（c）：v（h）＝1：2：3，平均组成为c2h3，＝27。
根据平均组成c2h3分析，能满足平均组成的混烃只有两组，即c2h2和c2h6或c2h2和c2h4组成的混烃。
第二篇：研究有机化合物的一般步骤和方法教案
研究有机化合物的一般步骤和方法
一、教学目标 【知识与技能】
1、了解怎样研究有机化合物，应采取的步骤和方法。
2、掌握有机物的分离和提纯的一般方法，鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。【过程与方法】通过录象方式，参观了解质普、红外光谱、核磁共振普仪等仪器核实验操作过程。
【情感、态度与价值观】
通过本节的练习，从中体验研究有机化合物的过程和科学方法，提高自身的科学素养。
二、教学重点
研究有机化合物的一般步骤和常用方法。
1、蒸馏、重结晶等分离提纯有机物的实验操作
2、通过具体实例了解某些物理方法如何确定有机化合物的相对分子质量和分子结构
3、确定有机化合物实验式、相对分子质量、分子式的有关计算
三、教学难点
有机物的分离和提纯。测定有机物的元素组成、相对分子质量、分子结构。
确定有机物相对分子质量和鉴定有机物分子结构的物理方法的介绍 【板书】第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
从天然资源中提取有机物成分，首先得到的是含有有机物的粗品。在工厂生产、实验室合成的有机化合物也不可能直接得到纯净物，得到的往往是混有未参加反应的原料，或反应副产物等的粗品。因此，必须经过分离、提纯才能得到纯品。如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质，必须得到更纯净的有机物。下面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤： 【板书】
首先我们结合高一所学的知识了学习第一步——分离和提纯。【板书】
一、分离、提纯
师：提纯混有杂质的有机物的方法很多，基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。接下来我们主要学习三种分离、提纯的方法。
【板书】
1、蒸馏
师：蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。当液态有机物含有少量杂质，而且该有机物热稳定性较强，与杂质的沸点相差较大时（一般约大于30ºC），就可以用蒸馏法提纯此液态有机物。
【演示实验1-1】含有杂质的工业乙醇的蒸馏
所用仪器：铁架台（铁圈、铁夹）、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器等。如图所示：
【蒸馏的注意事项】 注意仪器组装的顺序：“先下后上，由左至右”； 不得直接加热蒸馏烧瓶，需垫石棉网；
蒸馏烧瓶盛装的液体，最多不超过容积的2/3；不得将全部溶液蒸干；需使用沸石； 冷凝水水流方向应与蒸汽流方向相反（逆流：下进上出）；
温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶支管口齐平，以测量馏出蒸气的温度；
【演示实验1-2】（要求学生认真观察，注意实验步骤）【板书】
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：将以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。
【说明】重结晶的首要工作是选择适当的溶剂，要求该溶剂：（1）杂质在此溶剂中的溶解度很小或溶解度很大，易于除去；（2）被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度，受温度的影响较大。
【思考与交流】
1、已知KNO3在水中的溶解度很容易随温度变化而变化，而NaCl的溶解度却变化不大，据此可用何方法分离出两者混合物中的KNO3并加以提纯？
2、重结晶对溶剂有何要求？被提纯的有机物的溶解度需符合什么特点？
3、重结晶苯甲酸需用到哪些实验仪器？
4、能否用简洁的语言归纳重结晶苯甲酸的实验步骤？ 【概括】高温溶解、趁热过滤、低温结晶 【板书】
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。
【说明】注意事项：
1、萃取剂必须具备两个条件：一是与溶剂互不相溶；二是溶质在萃取剂中的溶解度较大。
2、检查分液漏斗的瓶塞和旋塞是否严密。
3、萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作的一个步骤，必须经过充分振荡后再静置分层。
4、分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从漏斗颈放出，当下层液体刚好放完时，要立即关闭活塞，上层液体从上口倒出。【补充】
1、洗涤沉淀或晶体的方法：用胶头滴管往晶体上加蒸馏水直至晶体被浸没，待水完全流出后，重复两至三次，直至晶体被洗净。
2、检验洗涤效果：取最后一次的洗出液，再选择适当的试剂进行检验。
【小结】本节课要掌握研究有机化合物的一般步骤和常用方法；有机物的分离和提纯。包括操作中所需要注意的一些问题。
★ 第二课时
【引入】从公元八世纪起，人们就已开始使用不同的手段制备有机物，但由于化学理论和技术条件的限制，其元素组成及结构长期没有得到解决。直到19世纪中叶，李比希在拉瓦锡推翻了燃素学说，在建立燃烧理论的基础上，提出了用燃烧法进行有机化合物中碳和氢元素定量分析的方法。准确的碳氢分析是有机化学史上的重大事件，对有机化学的发展起着不可估量的作用。随后，物理科学技术的发展，推动了化学分析的进步，才有了今天的快速、准确的元素分析仪和各种波谱方法。
【设问】定性检测物质的元素组成是化学研究中常见的问题之一，如何用实验的方法探讨物质的元素组成？
【板书】
二、元素分析与相对分子质量的测定
1、元素分析
例如：实验探究：葡萄糖分子中碳、氢元素的检验
图1-1 碳和氢的鉴定
原理：碳、氢两元素通常采取将有机物氧化分解，使碳氧化生成二氧化碳，使氢氧化生成水的方法而检出。例如：
C12H22O11+24CuO
12CO2+11H2O+24Cu 实验：取干燥的试样──蔗糖0.2 g和干燥氧化铜粉末1 g，在研钵中混匀，装入干燥的硬质试管中。如图1-1所示，试管口稍微向下倾斜，导气管插入盛有饱和石灰水的试管中。用酒精灯加热试样，观察现象。
结论：若导出气体使石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，表明试样中有碳元素；试管口壁出现水滴（让学生思考：如何证明其为水滴？），则表明试样中有氢元素。
【说明】讲解或引导学生看书上例题，这里适当补充一些有机物燃烧的规律的专题练习。元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式。以便于进一步确定其分子式。
例
1、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。
【分析解答】分析：此题题给条件很简单，是有机物分子式确定中最典型的计算。由于该物质为烃，则它只含碳、氢两种元素，则碳元素的质量分数为（100－17.2）%＝82.8%。则该烃中各元素原子数（N）之比为：
N(C):N(H)82.817.2:2:5121
C2H5仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比，是该烃的实验式，不是该烃的分子式。设该烃有n个C2H5，则
n58292
因此，烃的分子式为 C
4H
10。
【讲解】对于一种未知物，如果知道了物质的元素组成和相对分子质量，就会很容易通过计算得出分子式。确定有机物的分子式的途径：
1.确定实验式
2.确定相对分子质量
例
2、燃烧某有机物A 1.50g，生成1.12L（标准状况）CO2和0.05mol H2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式。
解答：首先要确定该物质的组成元素。1.5g A中各元素的质量： m(C)12gmol11.12L22.4L/mol10.6g
m(H)1gmol0.05mol2mol0.1gm(C)m(H)0.6g0.1g0.7g1.5g，所以有机物中还含有O元素。m(O)1.5g(0.6g0.1g)0.8g
1则 N(C):N(H):N(O)
0.6g12gmol:0.1g1gmol1:0.8g16gmol11:2:1实验式为CH2O，其式量为30。
又因该有机物的相对分子质量 M(A)1.042930因此实验式即为分子式。
【讲解】从例题可以看出计算相对分子量很重要，计算有机物相对分子质量的方法有哪些？密度法(标准状况)，相对密度法(相同状况)。另外可以看出元素的质量有时不能由实验直接得出，还需要对实验现象和结果进行必要的分析和计算。
【归纳总结】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1mol有机物中各元素原子的物质的量。有机物的分子式的确定方法有很多，在今后的教学中还会进一步介绍。今天我们仅仅学习了利用相对分子质量和实验式共同确定有机物的基本方法。应该说以上所学的方法是用推算的方法来确定有机物的分子式的。在同样计算推出有机物的实验式后，还可以用物理方法简单、快捷地测定相对分子质量，比如——质谱法。
【板书】
2、相对分子质量的测定——质谱法
质谱是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。
（接下来对质谱法的原理，怎样对质谱图进行分析以确定有机物的相对分子质量，以及此方法的优点作简要精确的介绍）
【说明】质谱仪有什么作用？其原理是什么？
它是用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场作用下达到检测器的时间有差异，其结果被记录为质谱图。
1、质荷比是什么？
分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值
2、如何确定有机物的相对分子质量？
由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间越长，因此质谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量
【强调】以乙醇为例，质谱图最右边的分子离子峰表示的就是上面例题中未知物A（指乙醇）的相对分子质量。
通过测定，现在已经知道了该有机物的分子式，但是，我们知道，相同的分子式可能出现多种同分异构体，那么，该如何进以步确定有机物的分子结构呢？下面介绍两种物理方法。【补充】
1、求有机物相对分子质量的常用方法（1）M = m / n（2）根据有机蒸气的相对密度D，M1 = DM2
（3）标况下有机蒸气的密度为ρg/L，M = 22.4L/mol ▪ρg/L
2、有机物分子式的三种一般常用求法
（1）、先根据元素原子的质量分数求实验式，再根据分子量求分子式
——课本例1（2）、直接根据相对分子质量和元素的质量分数求分子式
（3）、对只知道相对分子质量的范围的有机物，要通过估算求分子量，再求分子式 【板书】
三、分子结构的鉴定
1、红外光谱（介绍红外光谱法鉴定分子结构的原理，对红外光谱图的正确分析，最终确定有机物的分子结构）
【注意】：该法不需要学生记忆某些官能团对应的波长范围，主要让学生知道通过红外光谱可以知道有机物含有哪些官能团。
红外光谱法确定有机物结构的原理是
由于有机物中组成化学键、官能团的原子处于不断振动状态，且振动频率与红外光的振动频率相当。所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学键、官能团可发生震动吸收，不同的化学键、官能团吸收频率不同，在红外光谱图中将处于不同位置。因此，我们就可以根据红外光谱图，推知有机物含有哪些化学键、官能团，以确定有机物的结构。
【说明】从未知物A的红外光谱图上发现右O—H键、C—H键和C—O键的振动吸收，可以判断A是乙醇而并非甲醚，因为甲醚没有O—H键。
例
3、下图是一种分子式为C3H6O2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为：
练习：有一有机物的相对分子质量为74，确定分子结构，请写出该分子的结构简式
【板书】
2、核磁共振氢谱（介绍核磁共振氢谱法鉴定分子结构的原理，对核磁共振氢谱图的正确分析，最终确定有机物的分子中所含H原子的种类和个数）
【注意】了解通过该谱图确定了
（1）某有机物分子结构中有几种不同环境的氢原子
（2）有核磁共振氢谱的峰面积之比可以确定不同环境的氢原子的个数比。【板书】如何根据核磁共振氢谱确定有机物的结构？
对于CH3CH2OH、CH3—O—CH3这两种物质来说，除了氧原子的位置、连接方式不同外，碳原子、氢原子的连接方式也不同、所处的环境不同，即等效碳、等效氢的种数不同。
不同化学环境的氢原子（等效氢原子）因产生共振时吸收的频率不同，被核磁共振仪记录下来的吸收峰的面积不同。所以，可以从核磁共振谱图上推知氢原子的类型及数目。
吸收峰数目＝氢原子类型
不同吸收峰的面积之比（强度之比）＝不同氢原子的个数之比
【说明】未知物A的核磁共振氢谱有三种类型氢原子的吸收峰，说明A只能是乙醇而并非甲醚，因为甲醚只有一种氢原子。
【练习】2002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果，其中一项是瑞士科学家库尔特·维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。在化学上经常使用的是氢核磁共振谱，它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是
A HCHO
B CH3OH
C HCOOH
D CH3COOCH3
例：一个有机物的分子量为70，红外光谱表征到碳碳双键和C＝O的存在，核磁共振氢谱列如下图：
①写出该有机物的分子式：
②写出该有机物的可能的结构简式：
【练习】分子式为C3H6O2的二元混合物，如果在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度为1︰1；第二种情况峰给出的强度为3︰2︰1。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式）
。图谱题解题建议
1、首先应掌握好三种谱图的作用、读谱方法。
2、必须尽快熟悉有机物的类别及其官能团。
3、根据图谱获取的信息，按碳四价的原则对官能团、基团进行合理的拼接。
4、得出结构（简）式后，再与谱图提供信息对照检查，主要为分子量、官能团、基团的类别是否吻合。
【小结】本节课主要掌握鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。包括测定有机物的元素组成、相对分子质量、分子结构。了解几种物理方法——质谱法、红外光谱法和核磁共振氢谱法。
第三篇：选修五第一章第4节研究有机化合物的一般步骤和方法教学设计
学校：临清二中
学科：化学
编写人：李榜臣
审稿人：周延英
研究有机化合物的一般步骤和方法
一、教材分析
《研究有机化合物的一般步骤和方法》是人教版高中化学选修五《有机化学基础》第1章第4节的教学内容，主要学习研究有机化合物的一般步骤和实现这些步骤的方法有哪些，通过这些方法讨论有机物的分子组成与结构，这部分知识放在学习各类有机物之前，目的是为进一步研究有机物打下一个良好的基础。
二、教学目标 1．知识目标：
1．了解研究有机化合物的一般步骤；
2．掌握有机物的分离与提纯方法（蒸馏法、重结晶法、萃取法等）； 3．了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法； 4．掌握确定有机化合物的分子式；
5．理解理解鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。2．能力目标：
学会确定有机物的分子组成与结构 3．情感、态度和价值观目标：
(1)通过对“分离和提纯”实验的操作，培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。
(2)通过联系知识与科学研究方法的关系，激发学生对化学学科的兴趣热爱，认识有机物结构的重要性。
三、教学重点难点
重点：有机物分子组成与结构的确定。难点：有机物分离与提纯。
四、学情分析
我们的学生属于平行分班，学生已有的知识和实验水平有差距。分离实验学生有一定的基础，但有些学生还是不清楚，所以讲解时需要详细。对于用高科技方法确定有机物结构式首次接触，需要教师指导并得出正确的认识。
五、教学方法
1．实验法：有机物的分离与提纯学生进行分组实验（如条件不具备可采用演示实验）。2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习实验“蒸馏”“重结晶”，初步把握实验的原理和方法步骤。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：六（或八）人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风，课前准备好所需实验用品。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：
(1)研究有机化合物的一般步骤有哪些？
教师：这节课我们就来学习研究有机化合物的一般步骤与方法。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。然后展示探究的第一个问题，为什么首先要对有机物进行分离和提纯?(获得纯净物，便于研究)。设计意图：层层递进，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：蒸馏的对象及满足条件是什么? 教师：大家回答的很好，下面我们来看实验1-1。
教师说明实验步骤，强调实验注意事项，提出思考问题，布置学生进行探究实验，六-八人一组，分工合作。并让学生在做实验的过程中思考讨论所提出的问题。多媒体展示探究思考题：
1，温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处，为什么？ 2，加热前加素烧瓷片，目的是什么？ 3，冷凝水进出方向是怎样的？
4，什么是共沸溶液？怎样提纯含少量水的乙醇？
5，分离与提纯有什么区别？除杂原则是什么？
在学生分组实验的过程中教师巡回观察指导。
(课堂实录)
利用学生分组实验中酒精灯加热的时间，组织学生交流实验前提出的思考题，进行师生交流。然后观察实验现象并得出结论。
探究二：重结晶的对象及满足条件是什么? 教师：大家总结的很好，下面我们来看实验1-2。
教师说明实验步骤，强调实验注意事项，提出思考问题，布置学生进行探究实验，六-八人一组，分工合作。并让学生在做实验的过程中思考讨论所提出的问题。多媒体展示探究思考题：
为了获得更多的苯甲酸晶体，是不是结晶的温度越低越好？ 在学生分组实验的过程中教师巡回观察指导。
(课堂实录)教师巡视并指导，对学生可能出现的问题进行纠正并分析原因。
探究三：萃取的对象及满足条件是什么?实验中用到的主要仪器是什么？操作中注意什么事项? 教师：从回答来看大家学案预习的很好，你还知道哪些分离、提纯的方法？（设计意图：拓展学生思维，扩大知识面）
探究四：元素分析的目的是什么?你有哪些方法确定有机物的实验式？
课堂实录：根据学生的讨论，教师有目的的引导学生进行总结，指出可以用各元素的质量分数，也可用燃烧生成二氧化碳和水的质量去求实验式。设计意图：培养学生的发散思维能力及自我总结的能力。
探究五：怎样用质谱法测定相对分子质量？你还学过哪些方法？ 课堂实录：教师引导学生归纳出还有标态密度法、相对密度法等。设计意图：培养学生的知识迁移能力。
探究六：红外光谱与核磁共振氢谱分别是讨论什么问题的？分别是怎样确定相关的结构的？ 课堂实录：由不同学生回答，让其他学生纠错，共同完善结论。设计意图：培养学生接受新知识和掌握新知识的能力。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了研究有机化合物的一般步骤和方法，那么，从下一节课开始我们一起来学习各类具体的有机物。这节课后大家可以先预习烷烃这一部分，并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、研究有机化合物的一般步骤
二、研究有机化合物的方法
（一）、分离与提纯 ⒈蒸馏
⒉重结晶
⒊萃取
（二）、元素分析与相对分子质量的测定 ⒈元素分析
⒉相对分子质量的测定
（三）、有机物分子式的确定：
（四）、分子结构的鉴定 ⒈分子结构鉴定的常用方法：
⑴化学方法：鉴定出官能团。
⑵物理方法：红外光谱、核磁共振氢谱等。⒉红外光谱：
⒊核磁共振氢谱：
十、教学反思
本节设计采用了提前下发预习学案，学生首先预习本节内容，找出自己看不懂的知识点。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
本节课蒸馏、重结晶等实验是提纯分离的基本实验，对学生掌握基本的实验操作有很重要的帮助，也能充分的调动了学生学习的兴趣和积极性。通过实验，也突破了本节的难点——学生分组实验并合作探究，提升了化学的科学素养。通过有机物元素分析，实验式、分子式、结构式的教学，认识自然科学的科学研究方法，为学习好这一门科学从方法上打下基础。
本节课时间45分钟，预计时间分配：其中情景导入、展示目标、检查预习4分钟，讲解实验原理及学生分组实验20分钟左右，实验式、结构式的确定16分钟，反思总结当堂检测5分钟左右，能够完成教学内容。
在以后的教学中会经常使用本节课所学过的方法，争取使之更加完善、科学。
第四篇：小课题研究的一般步骤和方法
小课题研究的一般步骤和方法
课题就是我们要研究、解决的问题。小课题是指教师在教学实践中遇到的具体问题为课题，由教师个人或几个人合作，能在短期内取得成果的教育科学研究。课题研究是教师的必备素质，也是提高教学质量的重要途径。小课题研究一般有以下四个步骤。
一、选定课题
选定题目是课题研究的关键。题目决定了研究的深度、广度、意义、内容和过程。选题不可盲目草率。一般的思路是发现问题——查找资料——分析问题——确定课题。选题存在一定误区：越时髦越好；越热门越好；越大越好。其实，时髦的、热门的、大的不一定是对的、好的。小课题研究的特点是热中求冷，同中求异，小题大做。选题主要有以下几个基本途径：（1）从教育教学的问题及困惑中选题
小课题研究的目的是解决教育教学中存在的各种具体问题，教师天天置身于教育现场，这是教育问题的原发地。比如：如何提高学生小组合作学习的效率；怎样提高学生作业的效率；如何让课堂教学既开放又有序；如何对待学生间的差异等。教师可以从自己感到不很满意或需要改进的地方去选题，长期积累，挖掘出值得研究的问题来建立自己的“问题库”。面对诸多的实际问题时，教师究竟该选哪一个问题作为小课题进行研究? 这要从值得研究的问题的价值和紧迫性方面考虑。当问题成为困难时，教师需要分析问题的主要表现与原因是什么。继而查阅资料、学习借鉴他人的经验，寻求解决问题的办法。这样，教师关注、追踪、分析某个教学问题，这个问题就可以成为课题。如部分学生不能独立完成作业，主要表现在没有掌握所学内容，解决的办法是提高学生的课堂学习效率，培养学习能力，由此，可以形成一个课题：促成学生独立完成作业的策略研究。（2）在切磋交流中发现课题
教师之间的切磋与交流是小课题的来源之一。交流可以开阔视野，让教师更多地了解教育教学情况，这样，教师自身没有意识到的问题可能会被激发出来，逐步形成小课题。（3）在理论学习中反思出课题 在阅读学习中，最为关键的是教师要时时注意结合自己的工作实际进行有针对性的思考，对自己工作中的相关问题或经验进行解读和分析，使有价值的问题或经验在联系、解读中逐渐清晰起来。
（4）从学生的反应中寻觅课题 教师要多了解学生的反应，通过观察学生的言行，与学生交流，更好地发现学生现实的需要，解决教育教学中的问题，同时，挖掘一些教师意想不到的但有研究价值的小课题。（5）从已有成果的应用研究中归纳课题
研究的取向主要是将他人研究的成果应用于自身的教育实践。这类课题由于是学习他人的成果后，在教育教学实践中具体实施，比较适合年轻教师。一般要从教师自身感兴趣的他人成果选题，但必须注意可操作性。(6)总结经验形成课题 教师结合自己的兴趣，对自我教育教学经验进行分析及总结，进行系统化的梳理和理性分析。这有助于帮助教师发现自己的教育教学亮点、成功之处，促进教师个性化发展，形成自我教育特色。这类小课题一般适合已经具有一定教学实践的骨干教师去研究。（7）创新工作生发出课题
这类小课题往往需要比较科学的研究方法，对教师教育科研素养要求比较高，因此比较适合具有一定科研能力的教师去选择。研究的取向主要为发现新规律、探索新方法、阐述新关系。
二、制定方案 确定课题以后，首先进行课题论证。即对课题的意义、课题的内容、课题的现状、课题的效益以及课题的可行性等进行分析研究。然后确定课题研究的目标、过程、内容和方法（形成假设），写出课题研究方案。小课题研究，教师不一定要撰写详细、规范的研究方案，但一定要明确自己的研究目标和内容，明确研究的过程和方法。必须有一个清晰的、具体的研究思路。最后填写课题研究“评审表”，申报有关部门批准。课题研究方案一般包括以下内容，：1．课题的表述（课题名称）；2．课题涵义（研究对象与范围）；3．研究的目的和意义；4．研究的内容；5．研究的方法；6．研究的步骤；7．研究的预期成果形式；8．课题组成员及其分工；9．经费预算与设备条件要求。
三、实施研究
实施课题研究是实践研究计划的过程，是课题研究的核心部分。教师不但要明确课题研究的途径，更要注意课题研究的方法。教育课题研究的方法很多，这里特别强调文献研究法、案例研究法和行动研究法。小课题研究的核心是行动，行动是研究方案付诸于实践的过程，是一个寻找问题解决。研究过程要充实、切实。及时搜集、整理、保存原始资料。这将成为教师撰写论文最生动有力的素材。要特别注重教育教学过程中一些有意义的细节，对细节的反思与改善，可以提升教学实践水平。要注意边实践边研究、边研究边实践，反复修正。小课题研究要注意淡化形式、注重实效。立足于教师个人的特点、兴趣和爱好，着眼于解决问题，改变思维方式，转变行为方式，服务于日常教育教学活动，服务于教师专业发展。教师要注意与同事间的合作与交流，必要时寻求专家引领。同时，管理者要注重课题研究操作的个性化。鼓励教师根据自身条件，选择、运用适合自己的方法和策略去开展研究。
四、表达成果
结题论文（报告）是课题研究过程和结果的总结性文件。撰写结题论文是提升课题研究成果的重要手段。小课题研究成果表达方式很多，例如：论文、教育叙事、日志、案例描写、课例报告、经验总结等。这些方式便于操作，与教师工作实践相辅相成，能很好地解决工作与研究的矛盾，是教师教育教研活动的重要载体。其实在讲述成果的过程中，教师可以产生新体会、新发现、新认识，进行新思考。结题论文的一般格式如下： 导论部分
导论是其正文的起始部分，导论的撰写要简明扼要地阐述以下内容：研究问题的来源，研究的背景、目的和意义；研究的内容、方法、过程和阶段，以及研究中需要交代的问题 正文部分
正文是课题研究报告的核心部分。其表现形式多样，可根据需要而确定。通常采取以下格式：
1、问题的提出
问题的提出在研究报告至关重要。为什么研究这个问题（或为什么确定这个课题）？主要背景是什么，研究现状怎么样，拟解决的关键性问题有哪些？创新点是什么？这一部分对这些问题都做出回答。可以说，课题立项是否有重要价值，通过问题的提出就可以判断出来。问题的提出主要包括三大要点：一是背景，二是原因，三是基础。
2、课题研究的设计
课题研究的设计主要说明课题概念的内涵与外延，研究假设，主要内容，研究目标，研究的对象和方法，研究的指导思想与原则等。
3、课题研究的实施过程
这部分要写出课题研究过程的实施步骤和具体研究情况，把研究过程中获得的第一手材料和感性认识，通过比较、分析、归纳和进行抽象、概括上升到理性认识。充分体现课题研究的进展历程。
4、课题研究的结果与分析 这部分主要包括课题研究的结果、结论与分析。结果应当包括成效、成绩和成果。撰写这一部分的主要目的，就是要将研究结果作为客观事实呈示出来。这部分力求图文并茂，做到定性与定量相结合，有创新之处，具有一定影响和推广价值的成果。
5、课题研究的反思
课题研究的反思是课题研究报告正文的最后部分，主要叙述课题研究中还有哪些问题还没有解决；在研究产生的新的还没有解决的问题；对未解决的问题提出某种的设想和探索性意见等。附录部分
附录部分是指附于文后，与研究报告有关的引文注释、参考文献和原始资料（如文章、调查报告、文件、图表、资料、问卷内容、测验题目等）。
第五篇：高中化学《1.4 研究有机物的步骤和方法》教案 新人教版选修5范文
北京市房山区实验中学高中化学选修五《1.4 研究有机物的步骤和方
法》教案
教
学
目 的 知识 与
技能
1、掌握有机化合物定性分析和定量分析的基本方法
2、了解鉴定有机化合结构的一般过程与数据处理方法
过程 与
方法
1、通过对典型实例的分析，初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能根据其确定有机化合物的分子式
2、通过有机化合物研究方法的学习，了解燃烧法测定有机物的元素组成，了解质谱法、红外光谱、核磁共振氢谱等先进的分析方法
情感 态度
价值观 感受现代物理学及计算机技术对有机化学发展的推动作用，体验严谨求实的有机化合物研究过程
重 点 有机化合物组成元素分析与相对分子质量的测定方法 难 点 分子结构的鉴定 教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动 ［引入］酒厂生产酒引入新课
［板书］
二、元素分析与相对分子质量的测定
1、元素分析
[思考与交流]如何确定有机化合物中C、H元素的存在？ ［讲］ 确定有机物中含有哪些元素。（李比希法）一般讲有机物燃烧后，各元素对应产物为：C→CO2，H→H2O，若有机物完全燃烧，产物只有CO2和H2O，则有机物组成元素可能为C、H或C、H、O。定量分析：确定有机物中各元素的质量分数。（现代元素分析法）［讲］元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式。
［点击试题］例
1、某含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测定该未知物中碳的质量分数为52.16%，氢的质量分数为13.14%。（1）试求该未知物A的实验式（分子中各原子的最简单的整数比）。
［讲解］(1)先确定该有机物中各组成元素原子的质量分数
由于碳的质量分数为52．16％，氢的质量分数为13．14％，则氧的质量分数为l—52．16％—13．14％＝34．70％。(2)再求各元素原子的个数比
则该未知物A的实验式为C2H6O [讲]实验式和分子式的区别：实验式表示化合物分子所含元素的原子数目最简单整数比的式子。分子式表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。［思考与交流］若要确定它的分子式，还需要什么条件？
［讲］有机物的分子式的确定方法有很多，在今后的教学中还会进一步介绍。今天我们仅仅学习了利用相对分子质量和实验式共同确定有机物的基本方法。应该说以上所学的方法是用推算的方法来确定有机物的分子式的。在同样计算推出有机物的实验式后，还可以用物理方法简单、快捷地测定相对分子质量，比如——质谱法。［板书］
2、相对分子质量的测定——质谱法 ［PPT］ 展示图片，提出质谱法测分子量得原理。
［讲解］在高真空下，有机化合物分子受到能量较高的电子束轰击时，会失去一个外层电子变成分子离子(即正离子自由基，又称母离子)，电子流多余的能量再传给分子离子，又使之在一处或数处发生化学键断裂，产生许多“更小的原分子的碎片，”由于碎片的质量和所带电荷的不同，到达检测器的顺序也不同，就得到各特征质量的碎片离子所对应的谱图。谱图也显示不同的峰，对就于不同质量的碎片，因此称为质谱。［板书］(1)质谱法的原理：
(2)作用：确定物质的相对分子质量 ［强调］以乙醇为例，质谱图最右边的分子离子峰表示的就是上面例题中未知物A（指乙醇）的相对分子质量。
[思考与交流]质荷比是什么？如何读谱以确定有机物的相对分子质量？ 分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值。由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间越长，因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量。
(3)看谱方法：质荷比最大的就是未知物的相对分子质量。
[点击试题]某有机物的结构确定：①测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%, 则其实验式是（C4H10O）。②确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为（74），分子式为（C4H10O）。
相对分子质量为74
［过渡］好了，通过测定，现在已经知道了该有机物的分子式，但是，能否确定A是什么物质吗？
［板书］
三、分子结构的鉴定
1、红外光谱
［讲］普通红外光是指波长在2-15ｕm的电磁波，能量较低，当它照射到分子上时，只能引起分子中成键原子核间振动和转动能级的跃迁。红外光谱是利用有机化合物分子中不同基团的特征吸收频率不同，测试并记录有机化合物对一定波长范围的红外光吸收情况的谱图。［讲］由于有机物中组成化学键、官能团的原子处于不断振动状态，且振动频率与红外光的振动频谱相当。所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学键、官能团可发生震动吸收，不同的化学键、官能团吸收频率不同，在红外光谱图中将处于不同位置。因此，我们就可以根据红外光谱图，推知有机物含有哪些化学键、官能团，以确定有机物的结构。［板书］(1)原理：
（2）作用：推知有机物含有哪些化学键、官能团。
［讲］从未知物A的红外光谱图上发现右O—H键、C—H键和C—O键的振动吸收，可以判断A是乙醇而并非甲醚，因为甲醚没有O—H键。［学案图片］
-1［讲］从上图所示的乙醇的红外光谱图上，波数在3650cm区域附近的吸收峰由O-H键的-1伸缩振动产生，波数在2960-2870cm区域附近的吸收峰由C-H(-CH3、-CH2-)键的伸缩振动-1产生；在1450-650cm区域的吸收峰特别密集(习惯上称为指纹区)，主要由C-C、C-O单键的各种振动产生。要说明的是，某些化学键所对应的频率会受诸多因素的影响而有小的变化。［点击试题］有一有机物的分子式为C4H10O，确定分子结构，请写出该分子的结构简式。对称CH3
对称CH2
C—O—C
ANS：（CH3—CH2—O—CH2—CH3）
［小结］红外光谱具有高度的特征性，不仅可以用来研究分子的结构和化学键，还可广泛地用于表征和鉴别各种化学物种。根据红外光谱，可以初步判断该有机物中具有哪些基团，即判断化合物的类型。【展示红外光谱仪图片】 ［板书］
2、核磁共振氢谱
11［讲］在核磁共振分析中，最常见的是对有机化合物的H核磁共振谱(H-NMR)进行分析。氢核磁共振谱的特征有二：一是出现几种信号峰，它表明氢原子的类型，二是共振峰所包含的面积比，它表明不同类型氢原子的数目比。［板书］（1）原理：
［讲］有机物分子中的氢原子核，所处的化学环境（即其附近的基团)不同），表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振谱图中横坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。即表现出不同的特征峰；且特征峰间强度(即峰的面积、简称峰度)与氢原子数目多少相关。
（2）作用：推知氢原子的类型及数目。(3)看谱方法
①吸收峰数目＝氢原子类型
②不同吸收峰的面积之比（强度之比）＝不同氢原子的个数之比 ［讲］未知物A的核磁共振氢谱有三种类型氢原子的吸收峰，说明A只能是乙醇而并非甲醚，因为甲醚只有一种氢原子。［投影］
图1一8未知物A的核磁共振氢谱
【高考链接】（09年海南）下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是： A．2，2，3，3一四甲基丁烷 B．2，3，4一三甲基戊烷 C．3，4一二甲基己烷 D．2，5一二甲基己烷
［小结］本节课主要掌握鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。包括测定有机物的元素组成、相对分子质量、分子结构。了解几种物理方法——质谱法、红外光谱法和核磁共振氢谱法。上节课内容衔接
学生完成学案
教师引导学生计算得出答案
通过图片展示，激发学生的学习兴趣
学生阅读课本，完成学案。培养学生总结、表述能力
补充物理知识，洛伦兹力，使学生自己得出结论（3）
启动学习小组，讨论问题，提出问题。
学生观察谱图，得出结论:乙醇，老师补充。
对比方法
学生感受代物理学及计算机技术对有机化学发展的推动作用
复习有机物的命名
巩固核磁共振氢谱新知识
思考题
1998年1月23日，朔州市平鲁区医院接到了一名危重病人，症状是呕吐、头疼、瞳孔散大、呼吸困难，这名病人还没来得及进入抢救室就死亡了。当时值班的医生万万没有想到，一起震惊全国的假酒中毒案发生了，而且朔州市成为这起案件的重灾区。1月26日，该市技术监督局从省城太原及大同拿回了鉴定报告：死者所饮酒中含的甲醇超国家标准数百倍。请综合两节课的知识，提出鉴定假酒中有害物质的成分及分子结构的步骤。
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