1.2 课题2有机化合物分子结构测定的一般方法 学案（含答案） 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

课题2　有机化合物分子结构测定的一般方法 1. 了解李比希法定量分析有机化合物组成元素的一般方法，并能进行有关计算。 2. 知道质谱、红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射的应用。 3. 能综合实验和谱图分析有机化合物的结构。 1. 有机化合物组成元素的分析：可以将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机物，进行定性检测或定量测定。 (1) 有机化合物X中含有C、H、O、S四种元素，将有机化合物X完全燃烧后，如何检验其中的C、H、S三种元素？ (2) 有机化合物Y中含有C元素和H元素，可能含有O元素。将a g Y完全燃烧后，测定到有b g CO2和c g H2O生成。如何通过定量的方法确定Y中是否含有O元素。 2. 定量分析———确定原子个数比(李比希法)。 实验表明，许多咖啡和可乐中含有兴奋性物质———咖啡因。现用下列装置来测定其实验式。 (1) 浓硫酸、CaCl2、NaOH的作用分别是什么？ (2) 装CaCl2与NaOH的U形管的位置能互换吗？为什么？ (3) 若准确称取0.97 g咖啡因(只含C、H、O、N四种元素中的三种或四种)，经充分燃烧后，A管质量增加0.45 g，B管质量增加1.76 g，收集到标准状况下224 mL的氮气，求该有机物的实验式(最简式)。 (4) 若要确定分子式还需要知道什么？ 1. 通过计算确定下列案例中有机化合物的相对分子质量(计算结果保留整数)。 (1) 实验测得某烯烃密度是氢气21倍。 (2) 实验测得某烃在标准状况下的密度为1.96 g/L。 2. 通过质谱法准确测定有机化合物的相对分子质量。 阅读下列材料，回答问题。 质谱法是通过高能电子流轰击样品分子，使之变为带一个单位正电荷的分子离子和碎片离子，利用不同离子在电场或磁场中的运动行为的不同，把离子按质荷比分开而得到质谱。质谱中的最右边的最大质荷比就是该有机化合物的相对分子质量。 (1) 右图是某有机化合物的质谱图，该有机化合物的相对分子质量为多少？ (2) 若该有机化合物为烃，试确定该烃的分子式。 (3) 若该有机化合物为饱和三元醇，试确定该醇的分子式。 1. 通过化学实验的方法，确定下列有机化合物的种类。 (1) 如何确定某有机化合物是CH2===CHCH2CH2CH2CH3还是？ (2) 如何确定某有机化合物是CH3CH2OH还是CH3OCH3 (3) 如何确定某有机化合物是CH3CH2CH2COOH还是CH3COOCH2CH3 2. 随着科技的发展，利用仪器可以快速测定有机化合物的结构。 阅读下列材料，回答问题。 红外光谱(infrared spectrum)中不同频率的吸收峰反映的是有机化合物分子中不同的化学键或官能团的吸收频率，因此从红外光谱可以获得有机化合物分子中含有何种化学键或官能团的信息。 核磁共振氢谱(nuclear magnetic resonance spectrum)中有多少个峰，有机化合物分子中就有多少种处在不同化学环境中的氢原子；峰的面积比就是对应的处于不同化学环境的氢原子的数目比。 X射线衍射(X ray diffraction)经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。 某有机化合物X的分子式为C2H6O，通过波谱法可以确定其结构。 (1) X可能的结构有哪些？ (2) 若X的红外光谱图如下图所示，则其结构是什么？ (3) 若X的核磁共振氢谱如下图所示，则其结构式什么？ 完善测定有机化合物结构一般过程。 1. 燃烧0.1 mol某有机化合物得0.2 mol CO2和0.3 mol H2O，由此得出的结论正确的是(　　) A. 该有机化合物分子的结构简式为CH3—CH3 B. 该有机化合物中碳、氢、氧元素原子数目之比为2∶6∶7 C. 该有机化合物分子中可能含有碳碳双键 D. 该有机化合物分子中可能含有氧原子 2. 在有机化合物分子结构的鉴定中，常用核磁共振氢谱分析法来测定有机化合物分子的(　　) A. 相对分子质量 B. 化学键或官能团 C. 氢原子种类和数目 D. 键长、键角及分子的三维结构 3. 下列有关苯分子的说法正确的是(　　) A. 质谱图显示最右 ... ...