专题：确定有机化合物的分子式和结构.doc

专题:确定有机化合物得分子式与结构 （第一课时）一、元素分析与相对分子质量得测定(一）元素分析方法【阅读】课本P20 1、元素分析方法思考下列问题：1、如何确定有机化合物中C、H元素得存在？()定性分析: (）定量分析: 参考：（1）定性分析:一般有机物燃烧后各元素对应产物为C2,H2,即将有机物燃烧得产物，通过无水硫酸铜粉末，变蓝,说明有水，即有氢。其余气体没有刺激性气味通入澄清石灰水，变浑浊，则有碳.(若有机物完全燃烧产物只有CO2与H2O则有机物组成元素可能为、H或、H、O。）(2）定量分析：（李比希法)用CuO作氧化剂将仅含C、元素得有机物氧化，产生得H2用无水CaCl2吸收，CO2用KOH浓溶液吸收。分别称出吸收前后吸收剂量得质量,计算出碳、氢原子在分子中得含量.2、如何确定有机化合物得分子式?答:根据有机物中各元素得质量分数,求出有机物得实验式,再根据有机物得相对分子质量确定分子式。 【练习1】某含C、H、三种元素得未知物A，经燃烧分析实验测定该未知物中碳得质量分数为5、1，氢得质量分数为、4。（1）试求该未知物A得实验式（分子中各原子得最简单得整数比）【小结】实验式与分子式得区别:答：实验式又叫最简式,如C，它得实验式(最简式）就是H，有机物中实验式为H2得很多,例所有得单烯烃，单环烷烃等都就是CH2。分子式:准确地说，只有”分子晶体”才存在独立得分子,有分子式.而象离子晶体(如NOH，Nal等)，原子晶体（如金刚石C，二氧化硅SiO2）,这些不能叫分子式，只能叫化学式、因为离子晶体与原子晶体就是不存在独立得分子得，它们得化学式只能表示它们得结构单元得化学组成、（2)若要确定它得分子式,还需要什么条件?答：相对分子质量与实验式得式量得比值确定分子式。【总结】确定有机化合物得分子式得方法：【练习2】实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%、含氢20，求该化合物得实验式。又测得该化合物得相对分子质量就是30,求该化合物得分子式。（二）相对分子质量得测定-质谱法【阅读】2、相对分子质量得测定质谱法回答下列问题1、质荷比就是什么？2、质谱法得原理：3、如何读谱以确定有机物得相对分子质量？【注意】测定相对分子质量得方法很多,质谱法就是最精确、最快捷得方法.【随堂检测】1、 200年诺贝尔化学奖获得者得贡献之一就是发明了对有机物分子进行结构分析得质谱法。其方法就是让极少量得（109g)化合物通过质谱仪得离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小得离子。如C2H离子化后可得到2H6+、C2H5+、CH+,然后测定其质荷比。设H得质荷比为，某有机物样品得质荷比如右图所示(假设离子均带一个单位正电荷,信号强度与该离子得多少有关),则该有机物可能就是A、 甲醇 、 甲烷 、 丙烷 、 乙烯质荷比最大得数据表示未知物A得相对分子质量。2、验证某有机物属于烃，应完成得实验内容属就是（ )A.只测定它得、H比 只要证明它完全燃烧后产物只有H2与C2C.只测定其燃烧产物中O与CO2得物质得量得比值D测定该试样得质量及试样完全燃烧后生成O2与H2O得质量3、某有机物得结构确定：测定实验式：某含C、H、三种元素得有机物，经燃烧分析实验测定其碳得质量分数就是4、86%，氢得质量分数就是3、51%,则其实验式就是 。确定分子式:下图就是该有机物得质谱图，则其相对分子质量为 ,分子式为 。4、有A、B两种烃,它们得组成相同,都约含85、得碳，烃A对氢气得相对密度就是2；烃B式量比空气得平均式量稍小，且实验式与A相同，烃、B都能使溴得四氯化碳溶液褪色,根据以上实验事实回答问题。(1）推断、B两烃得化学式.A ;B 。（2）A、B中 （填A、B得结构简式）存在同分异构体,同分异构体得名称就是 。（有多少写多少）5、 有机物中含碳4、氢6、67，其余为氧，又知该有机物得相对分子质量就是60.求该有机物得分子式。6、燃烧某有机物A 1。50，生成.12L（标准状况）CO2与0、5ol H2 。该有机物得蒸气对空气得相对密度就是1、04,求该有机物得分子式。 【参考答案】1、B 2、D 3、 碳得质量分数就是4、6%，氢得质量分数就是3、1，氧元素质量分数就是1、3%，则该物质中碳、氢、氧原子个数之比= 所以其实验式为：C410O;故答案为:C4H10；。由质谱图可知，其相对分子质量为7，实验式得式量为4，而12,4+101=7，故其分子式为C0O，故答案为：74，C4H1O4、（1） C4； C24（2）CHCHCHCH3;1丁烯,2丁烯，2甲基丙烯5、C2H426、CH2O专题：确定有机化合物得分子式与结构 (第二课时）【自学目标】、初步了解质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中得作用2、能够利用红外光谱与核磁共振氢谱来确定有机物得结构式【复习回顾】确定有机化合物得分子式得方法:【知识梳理】二、分子结构得鉴定、红外光谱【阅读】课本P2 1、红外光谱回答下列问题 （） 红外光谱原理:（2）作用： 【练习】有一有机物得相对分子质量为74，确定分子结构，请写出该分子得结构简式 。COC对称CH2对称CH3【练习】下图就是一种分子式为C4H8O得有机物得红外光谱谱图,则该有机物得结构简式为：COCC=O不对称CH32、核磁共振氢谱【阅读】课本P22 2、核磁共振氢谱回答下列问题（1）原理:在核磁共振氢谱图中，特征峰得数目反映了有机分子中氢原子化学环境得种类；不同特征峰得强度比(及特征峰得高度比)反映了不同化学环境氢原子得数目比。即：有几个峰说明有几种氢，峰面积之比就就是这几种氢得个数比。(2）作用：利用核磁共振仪记录下氢原子在共振下得有关信号绘制得图谱.(用于判断有几种氢）【注意】吸收峰数目氢原子类型不同吸收峰得面积之比(强度之比)=不同氢原子得个数之比如：C3CH2H有三种类型得氢,图谱上出现三种不同吸收峰，H3OH3有一种类型得氢,图谱上只出现一种吸收峰.【练习】1、一个有机物得分子量为70，红外光谱表征到碳碳双键与C=得存在,核磁共振氢谱列如下图:写出该有机物得分子式： 写出该有机物得可能得结构简式：有四类不同信号峰,有机物分子中有四种不同类型得H。【小结】确定结构式得方法:小结确定有机化合物结构一般过程归纳如下：【随堂检测】1、22年诺贝尔化学奖表彰了两项成果，其中一项就是瑞士科学家库尔特维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构得方法”。在化学上经常使用得就是氢核磁共振谱，它就是根据不同化学环境得氢原子在氢核磁共振谱中给出得信号不同来确定有机物分子中得不同得氢原子.下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号得就是A、 HCHO B、 CH3O C、 HCOOH 、HCOOH32质子核磁共振谱(PM）就是研究有机物结构得重要方法之一.在研究得化合物分子中：所处环境完全相同得氢原子在R谱中出现同一种信号峰:如（CH)2HCHCH3在PM谱中有四种信号峰。又如H3Cr=CHX存在着如下得两种不同空间结构:因此CHCHBCH得谱上会出现氢原子得 种不同信号峰。3、某仅碳、氢、氧三种元素组成得有机化合物，经测定其相对分子质量为46.取该有机化合物样品。 ，在纯氧中完全燃烧，将产物先后通过浓硫酸与碱石灰，两者分别增重88g与54g。(1)试求该有机化合物得分子式.（2）若该有机化合物得1H核磁共振谱图如下图所示,请写出该有机化合物得结构简式。2【参考答案】、A 2、 2 3、()C2H6 （2）CH3-O-CH3专题：确定有机化合物得分子式与结构（巩固练习)考点1：有机物分子式得确定例某有机物在氧气中充分燃烧，生成得水蒸气与二氧化碳得物质得量之比为1,由此可以得出得结论就是（ )A。该有机物中、O得原子个数比为13分子中、H得原子个数比为12C。有机物中必定含氧.有机物中必定不含氧变式训练1:某有机物A 3. g,完全燃烧后生成3。6 水与3.36 L CO2（标准状况）,已知该有机物得蒸气对氢气得相对密度为0，求该有机物得分子式;若此有机物为醇类,写出其结构简式。变式训练2：标准状况下，1.68 L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到得白色沉淀质量为1。0g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3 g，（)计算燃烧产物中水得质量.(2)若原气体就是单一气体，通过计算推断它得分子式.（3)若原气体就是两种等物质得量得气体得混合物,其中只有一种就是烃，请写出它们得分子式（只要求写出一组).考点： 有机物结构式得确定例2分子式为C242得结构可能有与两种，为对其结构进行物理方法鉴定,可用_或_。()若为，则红外光谱中应该有_个振动吸收;核磁共振氢谱中应有_个峰。（2)若为，则红外光谱中有_个振动吸收；核磁共振氢谱中应有_个峰。变式训练3。为了测定某有机物A得结构,做如下实验：将2.3 g该有机物完全燃烧,生成0、1 ml CO2与2.7 g水;用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示得质谱图;用核磁共振仪处理该化合物，得到如图二所示图谱,图中三个峰得面积之比就是123。试回答下列问题:图一图二（）有机物A得相对分子质量就是_。（)有机物A得实验式就是_。（）能否根据A得实验式确实A得分子式_（填“能”或“不能”），若能，则A得分子式就是_,若不能，请说明原因_.专题:确定有机化合物得分子式与结构（巩固练习)参考答案考点: 有机物分子式得确定例1:B 变式训练 某有机物A 。g,完全燃烧后生成3.6 g水与3。3L CO（标准状况),已知该有机物得蒸气对氢气得相对密度为3,求该有机物得分子式；若此有机物为醇类，写出其结构简式。答案C3O CH3C2CH2H解析 （1）求有机物得相对分子质量：r(A）20。(）求有机物中各元素得质量：m（C)=12 gmo11。8 g。m(H)=21gmol104 .因（C）m（H)2.2 gm(）+（),且完全燃烧只生成CO2与HO,则说明有机物含有、H、O三种元素，其中m(O）=m(有机物)m（C）m(）。变式训练2 标准状况下，68 L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到得白色沉淀质量为150 g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9。3 g,(）计算燃烧产物中水得质量。（2）若原气体就是单一气体，通过计算推断它得分子式。(）若原气体就是两种等物质得量得气体得混合物,其中只有一种就是烃，请写出它们得分子式（只要求写出一组)。答案（1）2. g （2）C2H4 (3）C4H6与H(或“38与CO”、“CH与CHO”等）解析（1）m（CO)=ol1。6 g,m(CO22）. g，m（H2O)9.3g.6 g2。 g(2）n（CO2)0、15 ol,(H2O）、15 mol分子中得碳原子与氢原子得个数比为12n(无色可燃气体）=0、075mol,分子中碳原子数2分子中氢原子数2，所以该气体得分子式就是24。(1) 因为单一气体为C2H4，现为等物质得量得两种气体得混合物,所以在2ml混合气体中,应含有o碳原子、8 mol氢原子，这两种气体可能就是4H6与H（或“3H8与C”、“C3与CH2”等)。考点:有机物结构式得确定例2答案红外光谱法 核磁共振氢谱法（1）4 (2)3 2解析鉴定有机物分子结构可用红外光谱法或核磁共振氢谱法。（1）中有CH键、C=键、O键、O-H键四个振动吸收;有“-CH3”、“H两类氢,应有两个峰。同理（2)中有CH、C=O、O三个振动吸收;有两个峰。 用红外光谱照射有机物可表明化学键或官能团得种类。从核磁共振氢谱图上可以推知有机物分子中有几种不同类型得氢原子及它们得数目。变式训练。(1）有机物A得相对分子质量就是_。（2）有机物得实验式就是_。（）能否根据得实验式确实A得分子式_（填“能”或“不能”）,若能,则A得分子式就是_,若不能，请说明原因_。答案 ()46 （2）C2H6 (）能C2O解析（1)在A得质谱图中，最大质荷比为46，所以其相对分子质量也就是6。(）在2.3g该有机物中，n(C）0、1mol(C）、1 mol12 gmol1=。 gn（)2=0、3mom（H）=0、3 mo1 gml1=03 gm（O）。3 g-1.2 0 =8gn(O）=0、0 ol所以n（C）（H）(O）=0、1 mol0、3 mol、05mo=21，A得实验式就是C2H6。（3）因为实验式就是C2H6O得有机物中，氢原子数已经达到饱与，所以其实验式即为分子式。