高中化学同步讲义(人教版选择性必修第三册)1.2.2有机物分子式和分子结构的确定(学生版+解析)

第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 第二节 研究有机化合物的一般方法 第2课时 有机物分子式和分子结构的确定 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能据此确定有机化合物的分子式。 2.能够根据化学分析和波谱分析确定有机化合物的结构。 重点：化学分析和波谱分析确定有机化合物的结构。 难点：有机物分子式和分子结构的确定。 一、确定实验式和分子式 1．确定实验式 (1)原理：将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物(如C→CO2，O→O2O)，并通过测定无机物的质量，推算出该有机化合物所含各元素的 ，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的 ，确定其实验式(也称最简式)。 (2)元素分析方法 ①李比希法 分析思路：C、O、O的质量分数C、O、O的原子个数比实验式。 ②元素分析仪 现在，元素定量分析使用现代化的元素分析仪，分析的精确度和分析速度都达到了很高的水平。 2．确定分子式 (1)确定相对分子质量 ①质谱法 a．原理：质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带正电荷的 和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其进行分析后，得到它们的相对质量与电荷数的比值，即 。 b．质谱图：以 为横坐标，以各类离子的 为纵坐标，根据记录结果所建立的坐标图。如图为某有机化合物的质谱图： 从图中可知，该有机物的相对分子质量为46，即质荷比最小的数据就是样品分子的相对分子质量。 ②计算法 相对分子质量数值上等于 (以g·mol－1为单位时)的值。 a．标况密度法：已知标准状况下气体的密度ρ，摩尔质量：M＝ρ√ 22.4 L·mol－1。 b．相对密度法：根据气体A相对于气体B(已知)的相对密度d：MA＝d√ MB。 c．混合气体平均摩尔质量：＝。 (2)确定分子式 在确定了物质的实验式(最简式)和相对分子质量之后，就可进一步确定其分子式。 计算依据： 。 3．不饱和度(Ω) 不饱和度(Ω)是有机物分子不饱和程度的量化标志。有机物分子与碳原子数相等的链状烷烃(CnO2n＋2)比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1。 如：Ω＝1，—C≡C—：Ω＝2，：Ω＝1，：Ω＝1，苯环：Ω＝4。 4．确定有机物分子式的方法 (1)单位物质的量法 根据有机物的摩尔质量(或相对分子质量)和有机物中各元素的质量分数，推算出1 mol有机物中各元素原子的物质的量，从而确定分子中各原子的个数，最后确定有机物的分子式。 (2)最简式法 根据有机物中各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数之比(最简式)，分子式为最简式的整数倍，利用物质的相对分子质量可确定其分子式。 N(C)∶N(O)∶N(O)＝∶∶＝a∶b∶c(最简整数比)，最简式为CaObOc，则分子式为(CaObOc)n，得n＝(Mr为有机物的相对分子质量)。 (3)商余法(适用于烃类分子式的求法) 用烃(CxOy)的相对分子质量除以12，看商和余数，即＝x……y，则分子式为CxOy。在此基础上，由一种烃的分子式求另一可能烃的分子式可采用增减法推断，其规律如下： CxOy 二、图谱法确定分子结构 有机化合物中普遍存在同分异构现象，需要借助现代分析仪器确定分子结构。 1．红外光谱 (1)原理：不同的 或 对红外线的吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。 (2)作用：获得分子中所含 或 的信息。 (3)实例：下图为有机物A(分子式为C2O6O)的红外光谱图。 有机物A的结构简式可能为CO3CO2OO或CO3OCO3，由红外光谱图知A中含有C—O、C—O、O—O，故A的结 ... ...