第2课时 有机化合物分子式和结构式的确定 新知探究(一)———确定实验式和分子式 1.确定实验式 (1)化学元素定量分析原理 将一定量的有机化合物燃烧,转化为简单的无机物,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质量分数,然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比,确定其实验式(也称最简式)。 (2)实验式的测定步骤(李比希法) (3)实例 某种含C、H、O三种元素的未知物A,经燃烧分析实验测得该未知物中碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.1%。则: ①氧的质量分数为 ; ②C、H、O的原子个数比(最简整数比): N(C)∶N(H)∶N(O)≈ ; ③未知物A的实验式为 。 2.确定分子式———质谱法 (1)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,即质荷比。以质荷比为横坐标,以各类离子的相对丰度为纵坐标记录测试结果,就得到有机化合物的质谱图。 (2)实例———乙醇质谱图 读谱:质荷比的最大值等于相对分子质量,乙醇的相对分子质量为 。 (3)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。 [微点拨] 相对分子质量的计算方法 相对分子质量数值上等于摩尔质量(以g·mol-1为单位时)的值。 ①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。 ②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。 ③混合气体平均摩尔质量:=。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)验证有机物属于烃时只需测定产物中的CO2和H2O的物质的量之比 ( ) (2)有机物燃烧后只生成CO2和H2O的物质一定只含有碳、氢两种元素 ( ) (3)有机物的实验式、分子式一定不同 ( ) (4)质谱图中最右边的谱线表示的数值为该有机物的相对分子质量 ( ) (5)最简式为CH4O的有机物的分子式一定为CH4O ( ) 2.3 g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧,生成4.4 g CO2和1.8 g H2O。下列说法不正确的是 ( ) A.该有机化合物中只含有碳元素和氢元素 B.该有机化合物中一定含有氧元素 C.该有机化合物的分子式可能是C2H4O2 D.该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2 3.某同学为测定维生素C中碳、氢的质量分数,取维生素C样品研碎,称取该试样0.352 g,置于铂舟并放入燃烧管中,不断通入氧气流。用酒精喷灯持续加热样品,将生成物先后通过浓硫酸和碱石灰,两者分别增重0.144 g和0.528 g,生成物完全被吸收。试回答以下问题。 (1)维生素C中碳的质量分数是 ,氢的质量分数是 。 (2)维生素C中是否含有氧元素 。为什么 。 (3)如果需要确定维生素C的分子式,还需要哪些信息 。 4.某有机物样品的质谱图如图所示。 则该有机物的相对分子质量为 。 |思维建模| 分子式的确定 新知探究(二)———确定分子结构 1.红外光谱 (1)原理:不同的化学键或官能团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:获得分子中所含有的 或 的信息。 (3)实例:下图为有机物A(分子式为C2H6O)的红外光谱图。 有机物A的结构简式可能为CH3CH2OH或CH3OCH3,由红外光谱图知A中含有C—H、C—O、O—H,故A的结构简式为 。 2.核磁共振氢谱 (1)原理:用电磁波照射含氢元素的化合物,处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,相应的信号在谱图中出现的位置也不同,具有不同的化学位移,而且吸收峰的面积与 成正比。 (2)作用:获得有机化合物分子中有几种处于不同 ... ...
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