《新教材2023版高中化学第1章有机化合物的结构与性质烃微项目1模拟和表征有机化合物分子结构课件鲁科版选择性必修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材2023版高中化学第1章有机化合物的结构与性质烃微项目1模拟和表征有机化合物分子结构课件鲁科版选择性必修3（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微项目微项目1 模拟和表征有机化合物分子结构模拟和表征有机化合物分子结构基于模型和图谱的探索必备知识自主学习关键能力课堂探究随堂检测强化落实课程标准1通过模型搭建，建立对有机化合物分子结构的直观认识，体会碳原子结构特征对其成键特征和分子空间结构的决定作用。2通过对典型有机化合物的图谱信息的分析，了解现代仪器分析方法在有机化合物分子结构测定中的应用。学法指导1.动手操作法。利用实验室中的球棍模型和空间填充模型搭建典型的有机化合物，认识有机化合物的空间结构特点。2图谱分析法。由红外光谱中的吸收峰，分析有机化合物中含有的官能团；由核磁共振氢谱图分析有机化合物中含有的H原子种类及数量。必备知识自主学习
2、知识点有机化合物分子结构模型和图谱分析1.分子结构模型分子结构模型是用宏观的物品来直接展现分子微观结构的物件。常用的分子结构模型有球棍模型和空间填充模型。含义特点示例球棍模型球棍模型是用圆球和棍为材料做成的模型，其中“球”表示原子，不同颜色的球表示不同的原子，“棍”则表示原子之间的化学键能直观地表示分子的_组成及_类型，能从三维角度展现分子的结构H2O的球棍模型CH2=CH2的球棍模型元素成键空间填充模型空间填充模型是一种表示分子中每个原子的大小和分子实际形状的分子模型。空间填充模型也叫比例模型能反映真实的键角及原子间的距离_，缺点是观察不到原子间的_CH4的空间填充模型比例化学键2.分子结构
3、的现代仪器分析方法(1)分子结构的常用现代仪器分析方法红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)、紫外和可见光谱(UV)、质谱(MS)等。(2)常用现代仪器分析方法的作用现代仪器分析方法作用质谱测定_红外光谱获得化学键或_的信息核磁共振氢谱获得氢原子的类型及其_的信息紫外和可见光谱判断有机物分子结构中共轭程度的大小X射线衍射确定分子的空间结构相对分子质量官能团数目学思用1下列表示不正确的是()A乙炔的实验式C2H2B乙醛的结构简式CH3CHOC2，3-二甲基丁烷的键线式 D乙烷的球棍模型答案：A2下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是()AHCHOBCH3OHCHCOOHDCH3COOCH
4、3答案：A解析：甲醛的结构为，其分子中只有一种不同化学环境的氢原子，而CH3OH、HCOOH、CH3COOCH3分子中均有两种氢原子。关键能力课堂探究项目活动1利用模型模拟有机化合物的分子结构1.由分子结构模型推断分子分子结构模型分子结构、组成与类别结构简式分子式类别CH4CH4烷烃CH3COOHC2H4O2羧酸CH3CH=CH2C3H6烯烃CH3CH2CH2CH3C4H10烷烃CH3CH2OHC2H6O醇C6H6芳香烃2.用球棍模型表示甲烷中氢原子被卤素原子取代的产物由CH4、CH3F、CH2FCl、CHFClBr的球棍模型可知，甲烷及卤代甲烷均为四面体结构，且碳原子位于甲烷和卤代甲烷的四面
5、体内，氢原子和卤素原子位于四面体的顶点。互动探究互动探究巴豆酸是一种不饱和脂肪酸，分子中含有双键和羧基，具有很强的反应性，在工业上具有广泛的用途，主要用于制备各种树脂、杀菌剂、表面涂料、增塑剂；也可作为重要的医药中间体、农药中间体等有机化工中间体。其中最主要的用途是作为聚醋酸乙烯涂料的原料，巴豆酸中只含碳、氢、氧三种元素，其分子模型如图所示。回答下列问题：问题1巴豆酸中表示什么原子？表示什么原子？表示什么原子？提示：根据碳原子的4价键、氢原子的1价键、氧原子的2价键原则，结合分子的球棍模型可知，表示H，表示C，表示O。问题2巴豆酸的结构简式是什么？提示：由碳、氢、氧原子的价键原则，结合球棍模型
6、可知，该有机物的结构简式为问题3巴豆酸中存在的极性键有哪些？非极性键有哪些？提示：两个不同元素的原子形成的化学键是极性共价键，该分子中的极性键有CH、CO、OH、C=O。两个相同元素的原子形成的化学键是非极性共价键，该分子中的非极性键有CC、C=C。问题4根据两原子之间形成的共价键的个数，进行判断，巴豆酸中有几种碳碳键？提示：根据分子中原子的成键个数，可以判断碳原子之间有两种碳碳键，碳碳双键和碳碳单键。问题5某同学根据碳、氢、氧三种元素的成键特点，写出了如下的四种物质，其中哪些与巴豆酸互为同分异构体？哪些与巴豆酸互为同系物？CH3CH=CHCOOHCH2=CHCOOCH3CH3CH2CH=CH
7、COOHCH3CH(CH3)COOH提示：与已知有机物分子式相同，结构不同的是和，故与巴豆酸互为同分异构体的是和。同系物的结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，分子中含有1个碳碳双键和1个羧基，其分子组成上比该有机物多一个CH2，它们属于同系物。中的物质与该有机物的分子式不同，且分子中不含有碳碳双键，故其与该有机物既不属于同系物也不属于同分异构体。典例示范典例示范典例1(双选)多巴胺是一种神经传导物质，会传递兴奋及开心的信息。其部分合成路线如下，下列说法正确的是()A多巴胺的分子式为C8H10NO2B1mol甲分子中含有8mol键C多巴胺分子中所有碳原子可能处在同一平面上D多巴胺任
8、一含苯环且与其含有相同官能团的同分异构体分子中至少有4种不同化学环境的氢原子答案：CD素养训练素养训练训练12019年，化学家第一次合成了具有特别光电特性的最长、最扭曲的十二苯取代并四苯(结构如图所示)，它可看作一个并四苯(结构如图所示)分子中的所有氢原子全部被苯环取代所得到的。下列叙述正确的是()A并四苯是苯的同系物B一溴并四苯有4种(不考虑立体异构)C并四苯与十二苯取代并四苯的官能团均为碳碳双键D十二苯取代并四苯的分子式为C90H60答案：D解析：并四苯不是苯的同系物，A错误；并四苯具有对称性，分子中只有3种氢原子，故一溴并四苯只有3种，B错误；两种分子中都没有碳碳双键，C错误；并四苯分子
9、中12个氢原子被12个苯环取代，则十二苯取代并四苯分子中碳原子个数为1812690，氢原子个数为12560，分子式为C90H60，D正确。项目活动2利用图谱表征有机化合物的分子结构1.分子式为C4H10O的有机化合物的同分异构体(1)四种醇(2)三种醚2根据图谱确定分子式为C4H10O的有机化合物的结构由该有机物的红外光谱图中的吸收峰可知其结构中含羟基，由核磁共振氢谱图可知其结构中含5种不同化学环境的氢原子，且不同化学环境的氢原子数目比为11233，结合上述其同分异构体可知该有机化合物为 。互动探究互动探究布洛芬缓释胶囊于1991年在中国上市，将世界上最安全的非甾体抗炎药物(NSAIDS)之一
10、布洛芬引入了中国，其独有的12小时缓释技术，使布洛芬缓释胶囊不仅能够持久有效止痛，而且安全副作用低，同时使用更方便，成功填补了我国在缓释胶囊制作工艺上的空白。那么布洛芬缓释胶囊的主要成分是什么？其相对分子质量为多少？分子中有多少不同环境的氢原子？为探究布洛芬缓释胶囊的主要成分，某化学兴趣小组采用了以下方法对该有机物进行探究。问题1实验小组同学利用质谱仪测得了以下数据：70、73、15、57、222等，由上述数据可以得到什么结论？提示：用质谱仪测得的最大数据就是该主要成分的相对分子质量，由此可以判断该主要成分的相对分子质量为222。问题2实验小组同学利用红外光谱仪也测得了一些数据，其数据如图所示
11、，若分子中只有1种官能团，由数据判断分子中的官能团可能是什么？还含有什么基团？提示：利用红外光谱可测得分子中的原子连接方式，同时测得分子中的官能团，由上图的数据可知，该分子中含有羧基和苯环。问题3核磁共振氢谱显示，图谱上有8组峰，且峰的面积之比为63222111，由此可以得到哪些信息？提示：由图谱信息可知，分子中有8种不同环境的氢原子，且氢原子个数之比为63222111。典例示范典例示范典例28.8g某有机物C在足量O2中充分燃烧，将所得的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重7.2g和17.6g，经检验剩余气体为O2。已知C分子的质谱图与红外光谱图如图所示。下列说法错误的是()A有机
12、物C中含有C、H、O三种元素B有机物C的分子式为C4H8O2C有机物C难溶于水D符合C分子结构特征的有机物只有一种答案：D素养素养训练训练训练2为了测定芳香烃A的结构，做如下实验：(1)将9.2g该芳香烃A完全燃烧，生成标准状况下15.68LCO2和7.2gH2O。(2)用质谱仪测定其相对分子质量，得如图所示的质谱图，由图可知该分子的相对分子质量是_，有机物A的分子式为_。(3)用核磁共振仪处理该有机物得到四个峰，且四个峰的面积之比是1223，则该有机物A的结构简式为 _。92C7H8课堂总结知识导图误区警示仪器法测定有机化合物的碳骨架和官能团(1)核磁共振谱(NMR)核磁共振谱分为氢谱(1H
13、核磁共振谱)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骨架上的位置和数目，进而推断出有机化合物的碳骨架结构。(2)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该有机化合物中含有哪些官能团。红外光谱不仅可以用于定性鉴定，还可以定量算出样品的浓度。(3)紫外和可见光谱(UV)紫外和可见光谱可以确定分子中有无共轭双键。随堂检测强化落实1下列叙述正确的是()答案：C答案：D3为测定某有机物的结构，用核磁共振仪处理后得到如图所示的核磁共振氢谱图，则该有机物可能是()答案：D解析：该物质的核磁共振氢谱图显示该物质分子中有
14、三种氢原子，A、B两项中物质分子中都有两种氢原子，C项中物质分子中有四种氢原子，D项中物质是乙醇，乙醇分子中有三种氢原子，故选D。4(双选)某有机化合物的结构(结构简式)、球棍模型及核磁共振氢谱图如下：下列关于该有机物的叙述正确的是()A该有机物分子中不同化学环境的氢原子有8种B该有机物属于芳香族化合物CEt代表的基团为CH3D该有机物在一定条件下能完全燃烧生成CO2和H2O答案：AD解析：A项，由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中有8种不同化学环境的氢原子，正确；B项，由结构简式可看出，该物质不属于芳香族化合物，错误；C项，由结构简式和球棍模型对照可知Et为CH2CH3，错误；D项，该有机化合物只含有碳、氢、氧三种元素，一定条件下可完全燃烧生成CO2和H2O，正确。5(高考组合)(1)化合物CH3CCCOOC(CH3)3的核磁共振氢谱中有_组吸收峰。(2)奥沙拉秦()的分子式为_，其核磁共振氢谱为_组峰，峰面积比为_。2C14H8N2O6Na241111解析：(1)由化合物的结构简式可知其分子中含有2种不同化学环境的氢原子，因此核磁共振氢谱中有2组吸收峰。
