衡阳八中高二化学学案第1章《认识有机物》第4节《研究有机化合物的一般步骤和方法》(第2课时)(选修5)

第四节研究有机化合物的一般步骤和方法第2课时元素解析与相对分子质量的测定分子结构的判断编号：6【学习目标】1.经过对典型实例的解析，初步学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能据其确定有机化合物的分子式。能够依照实验和某些物理方法确定有机化合物的结构。第一部分课前延伸案1．判断有机物中含有哪些元素(定性解析)(1)将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物：C→；H→；N→；S→。若将有机物完好燃烧，生成物只有H2O(使无水CuSO4变蓝)和CO2(使澄清石灰水变浑浊)，则该有机物中必然含有的元素是

，可能含有的元素是

。(3)判断可否含氧元素，可先求出产物

CO2和H2O中

两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中氧元素。2．确定有机物中各元素的质量分数(定量解析)

氧元素，否则有机物中有机物中元素定量解析原理(李比希法)①先用红热的作氧化剂将仅含C、H、O无水CaCl和KOH浓溶液吸取生成的2

元素的有机物氧化，尔后分别用和；②依照吸取前后吸取剂的质量变化即可算出反响生成的的质量，从而确定有机物中和的质量，节余则为的质量；

和③最后计算确定有机物分子中各元素的质量分数。实验式(最简式)和分子式的差异①实验式表示化合物分子中所含元素的原子数目的式子；②分子式表示化合物分子所含元素的的式子；③两者中各元素的质量分数相等，可能不相同的是

。第二部分

课内研究案研究点一有机物分子式的确定1．有机物相对分子质量的确定方法(1)依照标准状况下气体的密度ρ，计算该气体的相对分子质量M＝22.4ρ(限于标准状况下)。(2)依照气体的相对密度

D，计算气体的相对分子质量

MA＝

。(3)A、B两种气体组成的混杂气体中，它们的体积分数分别为的平均相对分子质量M＝。(4)质谱法能够测定有机物的比就是有机物的。2．有机物分子式的确定方法

w(A)、w(B)，该混杂气体，在质谱图中，最大的质荷实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式。(2)燃烧某有机物A1.50g，生成1.12L(标准状况)CO2和0.05molH2O。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。(3)某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，经测定其相对分子质量为90。取该有机物样品1.8g，在纯氧中完好燃烧，将产物先后经过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重1.08g和2.64g。试求该有机物的分子式__________。【归纳总结】：有机物分子式的确定方法：(1)实验方法先依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)。再依据有机物的摩尔质量(相对分子质量)，求出有机物的分子式。(2)直接法依据有机物各元素的质量分数和有机物的摩尔质量(相对分子质量)直接求出1mol有机物中各元素原子的物质的量。(3)方程式法依据有机物的燃烧通式及耗资O2的量(或生成产物的量)经过计算确定出有机物的分子式。【牢固练习】：1．某气态有机物X含C、H、O三种元素，已知以下条件，现欲确定X的分子式，所需的最少条件是( )①X中含碳质量分数②X中含氢质量分数③X在标准状况下的体积④质谱确定X的相对分子质量

⑤X

的质量A．①②

B．①②④

C．①②⑤

D．③④⑤2．某含碳、氢、氧三种元素的有机物X质谱图以下列图。经燃烧解析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，该有机物的分子式是。研究点二有机物结构式的确定1．阅读以下资料，回答以下问题：红外光谱(infraredspectroscopy)中不相同频率的吸取峰反响的是有机物分子中不相同的化学键或官能团的吸取频率，因此从红外光谱能够获得有机物分子中含有何种化学键或官能团的信息。核磁共振氢谱(nuclearmagneticresonancespectra)中有多少个峰，有机物分子中就有多少种处在不相同化学环境中的氢原子；峰的面积比就是对应的处于不相同化学环境的氢原子的数目比。(1)红外

光谱

在确定有

机物

分子结

构中

的作

用是

。如：有机物

A的分子式为

C2H6O，用红外光谱仪办理该化合物，获得以下列图图谱。则该有机物的结构简式为：(2)核磁共振氢谱在确定有机物分子结构中的作用是。解析乙醇和甲醚的核磁共振氢谱，填写下表：乙醇甲醚核磁共振氢谱氢原子种类＝吸取峰数目＝氢原子种类＝吸取峰数目＝结论不相同氢原子的个数之比＝不相同吸取峰只有一各种类的氢原子的面积之比＝依照题给条件，确定有机物的结构(1)烃A分子式为C3H6且能使溴的四氯化碳溶液褪色，其结构简式为。(2)实验测得某醇1mol与足量钠反响可得1mol气体，该醇分子中含羟基的个数是。(3)烃B的分子式为C8H18，其一氯代烃只有一种，其结构简式是。化学式为C2H8N2的有机物经实验测定知，其分子中有一个氮原子不与氢原子相连，则确定其结构简式为。【归纳总结】：有机物分子结构的确定方法物理方法①红外光谱法：初步判断有机物中含有的官能团或化学键。②核磁共振氢谱：测定有机物分子中氢原子的种类和数目。氢原子的种类＝吸取峰数目不相同氢原子个数比＝不相同吸取峰面积比化学方法①依照价键规律，某些有机物只存在一种结构，可直接由分子式确定结构。②官能团的特色反响→定性实验→确定有机物中可能存在的官能团。③经过定量实验，确定有机物中的官能团及其数目。【牢固练习】：3．以下化合物分子，在核磁共振氢谱图中能给出三种信号峰的是( )4．某有机物X由C、H、O三种元素组成，它的红外吸取光谱表示有羟基O—H键、C—O键和烃基上C—H键的红外吸取峰。X的核磁共振氢谱有四个峰，峰面积之比是4∶1∶1∶2(其中羟基氢原子数为3)，X的相对分子质量为92，试写出X的结构简式_______________________。【课堂小结】：有机物结构的确定方法思路第三部分课后提升案1．能够确定有机物相对分子质量的方法是( )A．红外光谱B．质谱C．核磁共振氢谱D．紫外光谱2．某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的水和二氧化碳，则该有机物必定满足的条件是( )A．分子中的C、H、O的个数比为1∶2∶3B．分子中C、H个数比为1∶2C．该有机物的相对分子质量为14D．该分子中必然不含氧原子3．在相同状况下，相同体积的两种烃蒸气，完好燃烧生成的CO2的体积比为1∶2，生成水的体积比为2∶3，则这两种烃可能的组合是(写分子式)：(1)_______和_______；(2)_______和_______；(3)_______和_______。4．某种有机物在气态时对H2的相对密度为30，充分燃烧3.0g此有机物可得3.36L二氧化碳(标准状况)和3.6g水。此有机物能与金属钠反响。(1)该有机物的分子式是______________________；(2)该有机物的结构简式有____________________。5．为测定某有机物A的结构，设计了以下实验：①将2.3g该有机物完好燃烧，生成0.1molCO2和2.7gH2O；②用质谱仪实验得质谱图；③用核磁共振仪办理该化合物得核磁共振氢谱图，图中三个峰的面积比为1∶2∶3。试回答以下问题：(1)有机物A的相对分子质量为__________。(2)有机物

A的实验式为

____________。(3)依照

A的实验式

________(填“能”或“不能够”)确定

A的分子式。(4)A

的分子式为

，结构简式为

。6．有A、B两种有机物，按要求回答以下问题：(1)取有机物A3.0g，完好燃烧后生成3.6g水和3.36LCO2(标准状况)，已知该有机物的蒸气对氢气的相对密度为30，求该有机物的分子式__________________。(2)有机物B的分子式为C4H8O2，其红外光谱图以下，试推断该有机物的可能结构：_____________________________________________________。7．三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，它有毒，不能用于食品加工或食品增加剂。经李比希法解析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的含量高达66.67%，氢元素的质量分数为4.76%，其余为碳元素。它的相对分子质量大于100，但小于150。试回答以下问题：(1)分子式中原子个数比N(C)∶N(H)∶N(N)＝__________________________。(2)三聚氰胺分子中碳原子数为________，原由是_____________