《研究有机化合物的一般步骤和方法》人教版高二化学选修五PPT课件(第1.4课时

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1、讲解人:XXX 时间:2020.6.1 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 1.4 研究有机化合物的一般步骤和方法 第1章 认识有机化合物 人 教 版 高 中 选 修 五 化 学 课 件 槟榔是我国的四大南药之一。李时珍在本草纲目中记载,槟榔有“下水肿、 通关节、健脾调中、治心痛积聚”等诸多病症。但长期嚼食槟榔的人罹患口腔癌 的机率比一般人高20倍。口腔癌的发生率因近年来嚼食槟榔人口的增加而逐年 上升。 如果你是化学家,你该如何来研究槟榔中的有机化合物? 一般的步骤和方法是什么? 新知导入 研究有机化合物要经过以下几个步骤: 粗产品分离提纯定性分析定量分析 除杂 质 确定

2、组成 元素 质量 分析 测定 分子 量 结构 分析 实验式或最简式分子式结构式 每一个操作步骤是怎样完成的呢? 新知导入 蒸馏、蒸发、萃取、重结晶、过滤等。 【思考与交流】 常用的分离、提纯物质的方法有哪些? 分离除杂的基本原则: 不增、不减、易分、复原 一、 有机物的分离与提纯 1. 蒸馏 a.蒸馏法适用于分离、提纯什么有机物? 对有机物与杂质的沸点差别有何要求? b. 蒸馏装置主要仪器有哪些? 有哪些注意事项? 分离、提纯液态有机物,该有机物的热稳定性较强,与杂质的沸点相差一般约大于30 。 一、 有机物的分离与提纯 实验1-1 含有杂质的工业乙醇的蒸馏 77 以下主要是沸点较小的甲醇 7

3、779 主要是乙醇和水的共沸物 79 以上主要是水 一、 有机物的分离与提纯 随堂练习 练习1.欲用96%的工业酒精制取无水乙醇时,可选用的方法是( ) A.加入无水CuSO4,再过滤 B.加入生石灰,再蒸馏 C.加入浓硫酸,再加热,蒸出乙醇 D. 直接加热蒸馏出酒精 B 一、 有机物的分离与提纯 2. 重结晶 利用有机物和杂质在同一溶剂中溶解度随温度的变化程度不同,常用冷却或 蒸发分离出有机物。 提纯固体有机物常采用重结晶法。 a. 溶剂要求 杂质在此溶剂中溶解度很小或很大; 被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度,受温度的影响较大。 b. 实验步骤 加热溶解 趁热过滤 冷却结晶 一、 有机物的分

4、离与提纯 实验1-2 苯甲酸的重结晶 加热溶解趁热过滤冷却结晶 一、 有机物的分离与提纯 1、为什么在粗苯甲酸全溶后再加少量蒸馏水? 水量刚好,趁热过滤过程中温度降低,溶液易达到饱和而结晶析出,损失苯 甲酸。 2、温度越低,苯甲酸的溶解度越小,为了得到更多的苯甲酸晶体,是不是结晶 时的温度越低越好? 不是。温度过低,杂质的溶解度也会降低,部分杂质会析出,达不到提纯苯 甲酸的目的。 学与问 一、 有机物的分离与提纯 3、在重结晶过程中进行热过滤后,要用少量热溶剂冲洗一遍,其目的是什么 ? 洗涤不溶性固体表面的可溶性有机物。 4、在晶体析出后,分离晶体和滤液时,要用少量的冷溶剂洗涤晶体,其洗涤 的

5、目的是什么?为什么要用冷溶剂? 洗涤除去晶体表面附着的可溶性杂质;用冷溶剂洗涤可降低洗涤过程中晶 体的溶解损失。 一、 有机物的分离与提纯 3. 萃取 【思考与交流】 a.如何提取碘水中的碘? b.实验原理是什么? c.用到的实验仪器(玻璃仪器)有哪些? d.如何选取萃取剂? e.这样得到的碘纯净吗?如果不纯,如何处 理? f.分液有哪些注意事项? 一、 有机物的分离与提纯 (1)萃取原理:利用混合物中一种溶质在互不相溶的两种溶剂中的溶解性不同, 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的方法。 (2)操作过程: 振荡静置分液 一、 有机物的分离与提纯 回顾思考与交流 1、如何提取

6、碘水中的碘?实验原理是什么? 2、进行提取碘的实验要用到哪些仪器? 3、如何选取萃取剂? 4、分液有哪些注意事项? 1、用四氯化碳、苯等萃取;利用溶解度的不同。 4、分液的注意事项: 拿掉塞子;及时关闭旋塞;下层下放,上层上到。 2、铁架台、分液漏斗、烧杯 3、萃取剂的选择: 与原溶剂互不相溶 被萃取的物质在萃取剂中的溶解度要大得多 一、 有机物的分离与提纯 练习2下列每组中各有三对物质,它们都能用分液漏斗分离的是( ) A 乙酸乙酯和水,酒精和水,植物油和水 B 四氯化碳和水,溴苯和水,硝基苯和水 C 甘油和水,乙酸和水,乙酸和乙醇 D 汽油和水,苯和水,己烷和水 练习3可以用分液漏斗分离的

7、一组液体混和物是( ) A 溴和四氯化碳 B 苯和溴苯 C 汽油和苯 D 硝基苯和水 BD 随堂练习 D 练习4现有四组混合物: 乙酸乙酯和乙酸钠溶液 乙醇和甘油 溴化钠和单质溴的水溶液 碘和四氯化碳的混合物 分离以上各混合物的正确方法依次是() A. 分液、萃取、蒸馏、萃取 B. 萃取、蒸馏、分液、萃取 C. 分液、蒸馏、萃取、蒸馏 D. 蒸馏、萃取、分液、萃取 C 随堂练习 练习5纯碱和氯化钠的溶解度曲线 如右图,将纯碱从氯化钠和 纯碱的混合物中分离出来, 最好应用() A. 蒸馏法 B. 萃取法 C. 重结晶法 D. 分液法 C 随堂练习 练习6下列关于物质的分离、提纯实验中的一些操作或

8、做法,正确的是() A. 在组装蒸馏装置时,温度计的水银球应伸入液面以下 B. 分离碘与CCl4的混合物,不可采用蒸馏的方法 C. 在苯甲酸重结晶实验中,粗苯甲酸加热溶解后还要加入少量蒸馏水 D. 在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后要冷却到常温再过滤 C 随堂练习 练习7某工厂废液经测定得知主要含有乙醇,其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。根据各物质的 性质(如下表),确定通过下列步骤回收乙醇和乙酸。 物质丙酮、乙酸乙酯、乙醇、乙酸沸点() 56.2 77.06 78 117.9 向废液中加入烧碱溶液,调整溶液的pH10 将混和液放入蒸馏器中缓缓加热 收集温度在7085时的馏出物 排出蒸馏

9、器中的残液。冷却后向其中加浓硫酸(过量),然后再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏,回 收馏出物 请回答下列问题: (1)加入烧使溶液的pH10的目的是 ; (2)在7085时的馏出物的主要成份是 ; (3)在步骤中,加入过量浓硫酸的目的是(用化学方程式表示) _ (4)当最后蒸馏的温度控制在85125一段时间后,残留液中溶质的主要成份是 。 使乙酸转变成钠盐 乙醇 2CH3COONa+H2SO4=2CH3COOH+Na2SO4 Na2SO4 H2SO4 随堂练习 有机物(纯净)确定 分子式 首先要确定有机物中含有哪些元素 如何利用实验的方法确定有机物中C、H、O各元素的质量分数? 李比希法 现代元素分析

10、法 研究有机物的一般步骤和方法 1、元素分析: 定性分析有机物的组成元素分析; 定量分析分子内各元素原子的质量分数 a) 李比希氧化产物吸收法 b) 现代元素分析法 例: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A中 碳的质量分数为52.16%,氢的质量分数13.14%试求该未知物A的实验式。(最 简式) C2H6O 二、元素分析与相对分子质量的测定 2、相对分子质量的测定-质谱法 思考:有哪一个质核比确定乙醇的相对分子质量? 质核比 质谱图中的质荷比最大值就是有机物的相对分子质量。 二、元素分析与相对分子质量的测定 可用以下方法进行鉴定: 1、红外光谱:阅读P.21 2、核

11、磁共振氢谱:阅读P.22 3、X-射线晶体衍射技术 三、分子结构的鉴定 (1)红外光谱 判断有机物中的化学键和官能团 在有机物分子中,组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态,其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,分子中的化学键或官能团可发生振动吸收,不 同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可获得分子中含有 何种化学键或官能团的信息。(可参见P.22图) 三、分子结构的鉴定 2. 核磁共振氢谱 确定氢原子的种类及数目 氢原子种类吸收峰数目 不同氢原子个数比不同吸收峰面积比 三、分子结构的鉴定 例1下图是一种分子式为C4H8O2的

12、有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简 式为: COC C=O 不对称CH3 CH3COOCH2CH3 三、分子结构的鉴定 例2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 COC 对称CH3对称CH2 CH3CH2OCH2CH3 三、分子结构的鉴定 研究有机化合物步骤与方法归纳 粗产品 分离提纯 定性分析定量分析 除杂质 确定组成元 素 质量分 析 、红外光谱 ) (核磁共振谱 结 构 分 析 实 验 式(最 简式) 分子式 结构式 结晶萃取蒸馏 (质 谱 法) 测定分子量 三、分子结构的鉴定 练习1符合下面核磁共振氢谱图的有机物是( ) A. CH3COOCH2C

13、H3 B. CH2=CHCH2CH3 C.D. A 随堂练习 练习2下列化合物中,核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为32的是() D 随堂练习 练习3设H的质荷比为,某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单 位正电荷,信号强度与该离子的多少有关),则该有机物可能是() A. 甲醇(CH3OH)B. 甲烷 C. 丙烷D. 乙烯 B 随堂练习 练习4某化合物由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图有CH键、OH 键、CO键的振动吸收,该有机物的相对分子质量是60,其核磁共振氢谱只有 3组峰,则该有机物的结构简式是() A. CH3CH2OCH3 B. CH3CH(OH)CH3 C. CH

14、3CH2CH2OH D. CH3CH2CHO B 随堂练习 练习5某化合物6.2 g在氧气中完全燃烧,只生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。下列说法 正确的是() A. 该化合物仅含碳、氢两种元素 B. 该化合物中碳、氢原子个数比为12 C. 该有机物的分子式为C2H6 D. 该化合物中一定含有氧元素 D 随堂练习 练习6一个有机物的分子量为70,红外光谱表征到碳碳双键和CO的存在,核磁共 振氢谱列如下图: 写出该有机物的可能的结构简式: 写出该有机物的分子式:C4H6O CH3CH=CHCHO 随堂练习 练习72002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

15、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 A 随堂练习 练习8 分子式为C3H6O2的二元混合物,分离后,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11;第二种情况峰给出的 强度为321。由此推断混合物的组成可能是(写结构简式) 。 CH3COOCH3 CH3CH2COOH HOCH2COCH3 三、分子结构的鉴定 1.完成教材P23习题1、2、3 2、完成补充作业 3、复习整理第一单元 作业布置 讲解人:XXX 时间:2020.6.1 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 感谢各位的聆听 第1章 认识有机化合物 人 教 版 高 中 选 修 五 化 学 课 件

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