2017-2018学年高二化学三维设计浙江专版选修5学案：专题1 第2单元 科学家怎样研究有机物

第二单元 科学家怎样研究有机物 [选考要求] 1．有机化合物的组成、结构和性质特点(a) 2．研究有机化合物组成的常用方法(a) 3．根据1H核磁共振谱确定有机化合物的分子结构(b) 4．研究有机化合物结构的常用方法(b) 5．同位素示踪法研究化学反应历程(b) 6．手性碳原子与手性分子(a) 　 1.最简式，又称为实验式，指有机化合物所含各元素原子个数的最简整数比。 2．只含C、H或只含C、H、O元素的有机物，完全燃烧生成CO2和H2O，先用干燥剂测出H2O的质量，再测定CO2的质量，然后根据有机物的总质量可知，有机物是否含有氧原子，根据C、H、O原子的物质的量之比，可以得出有机物的最简式。 3．常见的基团：羟基(—OH)、醛基(—CHO)、羧基(—COOH)、氨基(—NH2)、烃基(—R)。 4．1H核磁共振谱图中的峰代表有机物不同种类的氢原子。红外光谱可以读出有机物中含有的基团。 5．手性分子中含有手性碳，手性碳是指某个碳原子连接的四个原子或原子团各不相同。 1．研究方法 2．仪器———元素分析仪 (1)工作原理：使有机化合物充分燃烧，再对燃烧产物进行自动分析。 (2)特点 1．3.2 g某有机化合物，完全燃烧测得生成8.8 g CO2 和7.2 g H2O，无其他物质生成。你能确定该有机化合物中是否含有氧元素吗？ 提示：8.8 g CO2中碳元素的质量为×12 g·mol－1＝2.4 g,7.2 g H2O中氢元素的质量为×2 g·mol－1＝0.8 g。因3.2 g＝(2.4 g＋0.8 g)，故该有机物中不含氧元素。 2．有机物X是某抗癌药物中的一种有效成分，经测定该有机物只含C、H、O三种元素，其中碳元素质量分数为60%，氢元素质量分数为13.33%,0.2 mol该有机物的质量为12 g，求它的分子式？ 提示：M＝＝＝60 g·mol－1，含碳原子数为60×60%/12＝3，含氢原子数为60×13.33%/1＝8，含氧原子数为(60－3×12－8×1)/16＝1，则分子式为C3H8O。 (1)有机物燃烧时会生成CO2和H2O，用浓硫酸(或高氯酸镁)吸收水，再用碱石灰吸收CO2，再分别求出两者的物质的量，即可得出C和H的物质的量之比。 (2)确定有机物中是否含有氧原子的方法 由碳元素守恒，得出n(C)＝n(CO2)；由氢元素守恒，得出n(H)＝2n(H2O)。 若m(有机物)－m(C)－m(H)＝0，则不含有氧原子； 若m(有机物)－m(C)－m(H)>0，则含有氧原子， m(O)＝m(有机物)－m(C)－m(H)，则m(O)得出n(O)。 (3)由元素的物质的量之比，可以求出有机物的最简式(实验式)。 (4)要注意H2O和CO2的吸收要分别计算，不能用碱石灰将两者一起吸收。 1．某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列说法正确的是(　　) A．该化合物仅含碳、氢两种元素 B．该化合物中碳、氢原子个数比为1∶2 C．无法确定该化合物是否含有氧元素 D．该化合物中一定含有氧元素 解析：选D　由题中数据可求出n(CO2)＝＝0.2 mol，m(C)＝0.2 mol×12 g·mol－1＝2.4 g，n(H2O)＝＝0.4 mol，m(H)＝0.4 mol×2×1 g·mol－1＝0.8 g，所以m(C)＋m(H)＝3.2 g<6.4 g，故该化合物中还含有氧元素，n(O)＝＝0.2 mol，该化合物最简式可表示为CH4O。 2．(2016·金华期中考试)某有机物在氧气中充分燃烧，生成二氧化碳和水的物质的量之比为1∶1，由此可得出的正确结论是(　　) ①该有机物分子中碳、氢、氧原子个数比为1∶2∶3 ②该有机物分子中碳、氢原子个数比为1∶2 ③该有机物中肯定含氧 ④无法判断该有机物中是否含氧 A．①②　　　　　　　　 B．②③ C．①③ D．②④ 解析：选D　n(CO2)∶n(H2O)＝1∶1，则n(C)∶n(H)＝1∶2，CO2和H2O中的氧可能 来自于氧气中的氧元素，从题中条件无法确认。故②和④正确。 (1)不同的基团具有不同的结构和性质特点，常见基团如羟基、醛基、羧基、氨基、烃基等。 (2)现代化学测定有机化合物结构的分析方法很多，经常采用的是核磁共振氢谱和红外光谱。 (3 ... ...