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1、烃分子中碳元素质量分数和共价键数目的计算考试研究烃分子中碳元素质量分数和共价键数目的计算王晓渡,田松豪,宋玉臣(巴林左旗林东一中,内蒙古赤峰025450)摘要:本文对高三化学有关知识点进行了归纳整理,总结了烷烃,烯烃,炔烃和苯的同系物分子中碳元素质量分数和共价键数目计算的规律,以便于学生学习.关键词:有机烃分子;碳元素质量分数计算;共价键数目计算;规律总结文章编号:10056629(2011)08005402中图分类号:G632.479文献标识码:B仅含碳和氢两种元素的有机物为碳氢化合物,又称烃.根据结构的不同,烃可分为烷烃,烯烃,炔烃和芳香烃等.烃可以看作为有机化合物的母体,也是研究有机化合
2、物的出发点.本人在从事有机化学的教学过程中,发现很多高中的化学知识点有必要列出专题讲述给学生.现就烃分子中碳元素质量分数的计算和共价键数目的规律加以总结,敬请大家批评指正.1有机烃分子中碳元素的质量分数元素质量分数的计算在初中就已经学习过.有机烃分子中碳元素的质量分数的计算依旧是碳元素的相对原子质量与有机烃分子相对分子质量的比值.对有机烃分子(烷烃CH2小烯烃CH2,炔烃CH苯的同系物CH一碳元素的质量分数的计算列于表1.表1各类有机烃分子中碳元素的质量分数碳原子数CH2+2CH2CH2一2CH2一610.750020.80000.85700.923030.81800.85700.90004O
3、.82760.85700.888950.83300.85700.882460.83730.85700.87800.923070.84000.85700.87500.913080.84200.85700.87270.9O5790.84380.8570O.87O90.9OOO100.84500.85700.86960.8955l10.84600.85700.86840.8919120.84700.85700.86750.8889130.84780.85700.8667O.8864140.84850.85700.8659O.8842150.84900.85700.865O0.8824利用表1数据,绘
4、制有机烃分子中碳元素的质量分数与碳原子数目的关系,如图1所示.不足,久而久之逐渐丧失自信,有的甚至”破罐破摔”.新课程标准建议运用”多样化的评价方式”,特别倡导“活动表现评价”.经常使用”活动表现评价”方式,可以使不同层次的学生均能得到积极健康的发展.例如,有机试题讲解过程中,教师通过课堂观察,可以及时对学生的表现予以评价.如”同学讲得非常好,思路特别清晰”;”同学板书设计得非常漂亮,给人以美的享受”;”同学对大家的情况太了解了,就知道这个地方是大家困惑的,将这个问题讲深讲透了o”“大家看,结构简式就得像同学这样写,多么规范啊!”“注意,c,H,OH这样的结构简式考试可不能得分,你写的到底是1
5、一丙醇还是2一丙醇?”及时的课堂评价对学生的精彩表现作出肯定甚至赞赏,对学生存在的问题及时予以纠正,一切均”对题不对,客观而公正,每个人都心明眼亮,心悦诚服.新课程倡导的课堂是”生命与生命进行对话的场所”,不仅强调教师课前预设,而且还十分注重精彩的课堂生成.在高三有机化学一轮复习过程中,采用”学生讲题”模式,最大限度地调动起了学习主体的积极性,讲题过程中百家争鸣,生成了许多特别宝贵的教学资源.学生的能力获得了同学认同,体现了他们自身的价值,有效达成了三维教学目标.化学教学2011年第8期复习策略考试研究在烷烃分子中碳元素的质量分数为w(c)=il412n100%通过计算得知:随着碳原子数目n的
6、增多,wfc)逐渐增大.对w(c)取其极限值为IZ100%.由图1所示,烷烃分子中,甲烷分子中碳元素的质量分数最小,其值为75%,随着碳原子数目n的增大,烷烃分子中碳元素的质量分数不断增大且无限接近85.7%,故烷烃分子中碳元素的质量分数的取值区间为75%,85.7%).在烯烃分子中,碳元素的质量分数为w(c)=IZn100%.通过计算得知:随着碳原子数目n的增多,w(c)的数值不变,为一个常数85.7%,为一定值.在炔烃分子中碳元素的质量分数为w(c)=i12n100%.通过计算得知:随着碳原子数目n的增多,w(c)逐渐减小.对w(c)取其极限值为IZ100%.由图所示,炔烃分子中,乙炔分子
7、中碳元素的质量分数最大,其值为92-3%,随着碳原子数目n的增大,炔烃分子中碳元素的质量分数不断减小且无限接近85.7%,故炔烃分子中碳元素的质量分数取值区间为(85.7%,92.3%.在芳香烃分子中碳元素的质量分数为w(c):12nX100%.通过计算得知:随着碳原子数目n的增多,w(c)逐渐减小.对w(c)取其极限值为100%.由图1所示,芳香烃分子中,苯分子中碳元素的质量分数最大,其值为92.3%,随着碳原子数目n的增大,芳香烃分子中碳元素的质量分数不断减小且无限接近85.7%,故芳香烃分子中碳元素的质量分数取值区间为(85.7%,92_3%】.因此,由图1可得,当碳原子数目相同时看,碳
8、元素的质量分数的大小关系为:芳香烃>炔烃>烯烃>烷烃.2共价键数目的规律在有机烃分子cH中,其不饱和度为(2x-y+2)/2.而且在有机烃分子中双键和环分别相当于一个不饱和度,三键相当于二个不饱和度.在有机烃分子中每引进一个不饱和度就相当于在分子组成上比饱和烷烃分子少了两个氢原子.因此可以推断分子的组成.在烷烃分子CH+:中,其中每个烃分子中都含有2n+2个CH键,4n一(2n+2)1/2=n一1个CC键,因此总共含有3n+1个共价键.相邻同系物的共价键数目列于表2化学教学2011年第8期表2烷烃同系物中碳原子数与共价键数关系分子式CHlc:HIcicllH:共价键数.4l7
9、l10f34I从表2中数据分析,当烷烃碳原子数为n时,共价键数为3n+l.在烯烃分子cH中,其中每个烃分子中都含有2n个CH键,(4n一2n)/2=n个CC键,因此总共含有3n个共价键.相邻同系物的共价键数目列于表3.表3烯烃同系物中碳原子数与共价键数关系从表3中数据分析,烯烃碳原子数为n时,共价键数为3n.在炔烃分子cH中,其中每个烃分子中都含有2n一2个CH键,41”1一(2n一2)1/2=n+1个CC键,因此共含有3n一1个共价键.相邻同系物的共价键数目列于表4表4炔烃同系物中碳原子数与共价键数关系分子式C2H2IC,H4C4H6C12H22共价键数5J8l135从表4中数据分析,炔烃碳
10、原子数为n时,共价键数为3n一1.在芳香烃分子cH中,每个烃分子中都含有2n一6个CH键,4n一(2n一6)1/2=n+3个CC键,因此共含有3n一3个共价键.相邻同系物的共价键数目列于表2表5芳香烃同系物中碳原子数与共价键数关系分子式fC6HIC7H.IC9HjCizH.共价键数I15J182433lj从表5中数据分析,芳香烃碳原子数为n时,共价键数为3n一3.结论:在有机烃分子CH中,其中每个烃分子中都含有y个cH键,(4xy)/2个C-C键,因此总共含有(4x+y)/2个共价键.参考文献:1】王祖浩有机化学基础IN江苏:江苏教育出版社出版,20092张连生苏教版新课标一名师伴你行M北京:光明日报出版社,2009(5)55