元素分析与分子式的确定（课堂PPT）

1、1实验式实验式分子式分子式结构式结构式蒸馏蒸馏核磁共振核磁共振氢谱氢谱第四节 研究有机化合物的步骤和方法2.2.元素分析元素分析( (求求实验式实验式）：）：有机物分子所含有机物分子所含元素原子数的最元素原子数的最简整数比简整数比结构简式结构简式 分子式分子式 实验式（最简式）实验式（最简式）CH2=CH2 C2H4 CH2=CH-CH2 C3H6 CH3-CH3 C2H6 一定量一定量有机物有机物C C、H H、O O加氧化铜加氧化铜 氧化氧化H2OCO2用无水用无水CaCl2吸收吸收用用KOH浓浓溶液吸收溶液吸收得前后得前后质量差质量差得前后得前后质量差质量差计算计算C、H含量含量计算计算

2、O含量含量得出实验式（最简式）得出实验式（最简式） CH2 CH2 CH3例例1 p201 p20某含某含C C、H H、O O三种元素的未知物三种元素的未知物A A，经燃烧分，经燃烧分析实验测定该未知物析实验测定该未知物A A中碳的质量分数为中碳的质量分数为52.16%52.16%，氢，氢的质量分数的质量分数13.14%13.14%，试求该未知物，试求该未知物A A的实验式的实验式。 解解 : :(1)(1)先确定该有机物中各组成元素原子的质量分数先确定该有机物中各组成元素原子的质量分数因因w(C)% = 52.16% ，w(H)% = 13.14%, 则则w(O)% = 1- 52.16%

3、 -13.14% = 34.70%（2 2）再求各元素原子的个数比）再求各元素原子的个数比N(C):N(H):N(O) = : :34.7052.1613.1412.011.00816.00= 2 ：6 ：1则该未知物则该未知物A的实验式为的实验式为C2H6O= 4.343 ：13.04 ：2.169对应练习对应练习1.1.某烃含氢元素的质量分数为某烃含氢元素的质量分数为17.2%17.2%，求此烃，求此烃的实验式。又测得该烃的相对分子质量是的实验式。又测得该烃的相对分子质量是5858，求该烃，求该烃的分子式。的分子式。 解答解答 由于烃只含碳、氢两种元素，则碳元素的质量由于烃只含碳、氢两种元

4、素，则碳元素的质量分数为分数为(100(10017.2)%17.2)%82.8%82.8%。 则该烃中各元素原子个数之比为：则该烃中各元素原子个数之比为： =2:5 注意注意 :C:C2 2H H5 5仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比, ,是该烃的实验式是该烃的实验式, ,不是该烃的分子式不是该烃的分子式. . 若设该烃有若设该烃有n n个个C C2 2H H5 5, ,则则n=58/29=2n=58/29=2因此因此, ,该烃的该烃的分子式为分子式为C C4 4H H1010。N(C):N(H) = : 82.817.212.01.01对应练习对应练习1.

5、1.某烃含氢元素的质量分数为某烃含氢元素的质量分数为17.2%17.2%，求此烃，求此烃的实验式。又测得该烃的相对分子质量是的实验式。又测得该烃的相对分子质量是5858，求该烃，求该烃的分子式。的分子式。 解答解答 由于烃只含碳、氢两种元素，则碳元素的质量由于烃只含碳、氢两种元素，则碳元素的质量分数为分数为(100(10017.2)%17.2)%82.8%82.8%。 则该烃中各元素原子个数之比为：则该烃中各元素原子个数之比为： =2:5 注意注意 :C:C2 2H H5 5仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比, ,是该烃的实验式是该烃的实验式, ,不是该烃的分

6、子式不是该烃的分子式. . 若设该烃有若设该烃有n n个个C C2 2H H5 5, ,则则n=58/29=2n=58/29=2因此因此, ,该烃的该烃的分子式为分子式为C C4 4H H1010。N(C):N(H) = : 82.817.212.01.01l确定有机化合物的分子式的方法：确定有机化合物的分子式的方法：l实验式法：实验式法：由物质中各元素原子的由物质中各元素原子的质量分数质量分数 各各原子的原子的个数比个数比( (实验式实验式)由由相对分子质量和实验相对分子质量和实验式式 有机物有机物分子式分子式例例2. 2. 2.3g2.3g某有机物某有机物A A完全燃烧后，生成完全燃烧后，

7、生成0.1molCO0.1molCO2 2 和和2.7gH2.7gH2 2O O。求该有机物的实验式。求该有机物的实验式。（1）求该有机物组成元素的质量求该有机物组成元素的质量分析：分析：C C-CO2 m(C)=120.1=1.2gH H-1/2H2O m(H)=2.7(2/18)=0.3gm(C)+ m(H)=1.2g+0.3g=1.5g2.3g该有机物含有该有机物含有O元素元素 m(O)= m(A)- m(C)- m(H)=2.3g-1.5g=0.8g （2）求该有机物分子中各元素原子数目比求该有机物分子中各元素原子数目比N（C）：）：N（H） ：N（O）=(1.2g/12g/mol)

8、:(0.3 g/1g/mol) :(0.8g/16g/mol)=2:6:1该有机物实验式为该有机物实验式为C2H6O对应练习对应练习2. 2. 5.8g5.8g某有机物完全燃烧，生成某有机物完全燃烧，生成COCO2 2 13.2g , H13.2g , H2 2O 5.4g .O 5.4g .含有哪些元素含有哪些元素? ?g(0.1mol)g(0.1mol)能否直接确定含有氧能否直接确定含有氧? ?如何确定如何确定? ?g(0.3mol)g(0.3mol)能否确定实验式？能否确定实验式？已知某有机物实验已知某有机物实验式为式为C C2 2H H6 6O O，质谱图，质谱图如左图所示如左图所示.

9、 .相相对对丰丰度度/%质荷比质荷比质谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量3.相对分子质量的测定相对分子质量的测定质谱法质谱法即即:M= 46,:M= 46,未知物未知物A A的的分子式为分子式为C C2 2H H6 6O O对应练习：对应练习：对有机物分子进行质谱法分析对有机物分子进行质谱法分析, ,则则其相对分子质量其相对分子质量( )( )74质荷比质荷比相相对对丰丰度度/%1 1、红外光谱、红外光谱用途：推知分子中含有何种化学键和官能团用途：推知分子中含有何种化学键和官能团、分子结构的鉴定、分子结构的鉴定11练习练习下图是一种分子式为下图是一种分子式为C3H6O2的有机物的红外

10、光谱谱图的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为：则该有机物的结构简式为：COCC=O2个不对称个不对称CH3、分子结构的鉴定、分子结构的鉴定2 2、核磁共振氢谱、核磁共振氢谱用途：推知有机物分子有等效氢原子的种类及数目用途：推知有机物分子有等效氢原子的种类及数目核磁共振氢谱图：核磁共振氢谱图：吸收峰数目等效氢原子种类吸收峰数目等效氢原子种类吸收峰的面积之比吸收峰的面积之比 各种类型的氢原子个数之比各种类型的氢原子个数之比14吸收峰数目等效氢原子种类吸收峰数目等效氢原子种类吸收峰的面积之比吸收峰的面积之比 各种类型的氢原子个数之比各种类型的氢原子个数之比例例3现有一物质的核磁共振氢谱如图

11、所示则可能是现有一物质的核磁共振氢谱如图所示则可能是下列物质中的下列物质中的 ()ACH3CH2CH3 BCH3CH2CH2OHC DCH3CH2CHO4某有机物某有机物X的分子式为的分子式为C2H6O，其红外光谱和核磁共振，其红外光谱和核磁共振 氢谱如下：氢谱如下：你能确定你能确定X的结构吗？的结构吗？3在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其面积之比为在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其面积之比为 3 2的化合物是的化合物是 ()例例为了测定某有机物为了测定某有机物A的结构，做如下实验：的结构，做如下实验：将将2.3 g该该有机物完全燃烧，生成有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO2和和2.7 g水；水；用质谱仪测定用质谱仪测定其相对分子质量，得如图其相对分子质量，得如图1所示的质谱图；所示的质谱图；用核磁共振仪处用核磁共振仪处理该化合物，得到如图理该化合物，得到如图2所示图谱，图中三个峰的面积之比是所示图谱，图中三个峰的面积之比是1 2 3.完成下列问题，确定的实验式、分子式、