第三节有机物分子式和结构式的确定

第三节有机物分子式和结构式的确定教学目标：使学生了解确定有机物实验式、分子式的方法，掌握有关有机物分子式确定的计算。重点、难点烃的衍生物的分子式和结构式的确定。教学过程：教授新课：1：最简式和分子量确定分子式。通过测定有机物中各元素的质量分数，确定有机物的最简式，再依据有机物的分子量来确定分子式。例1:实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式。【解析】（1）实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目（N）之比。N（C）：N（H）=80%/12：20%/1=1：3该化合物的实验式是CH3设该化合物分子中含有n个CH3，则：n=21530)()(3CHMAMrr该化合物的分子式是C2H6练习：某有机物中含碳40%、氢6.7%、氧53.3%，且其分子量为90，求其分子式。该有机物中C、H、O的原子个数比为N(C)：N(H)：N(O)=1：2：1。因此，该有机物的最简式为CH2O。设其分子式为(CH2O)n。又其分子量为90，故有：n=3。即其分子式为C3H6O3。注意：(1)某些特殊组成的最简式，在不知化合物相对分子质量时，也可根据组成特点确定其分子式。例如最简式为CH3的在机物，其分子式可表示为(CH3)n，仅当n=2时，氢原子已达饱和，故其分子式为C2H6。同理，最简式为CH3O的有机物，当n=2时，其分子式为C2H6O2(2)部分有机物的最简式中，氢原子已达饱和，则该有机物的最简式即为分子式。例如最简式为CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有机物，其最简式即为分子式。2．根据各元素原子个数确定分子式。通过测定有机物中各元素的质量分数，再结合分子量，可以确定有机物中各元素的原子个数，从而写出分子式。例题2：2.3g某有机物A完全燃烧后，生成0.1molCO2和2.7gH2O，测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6，求该化合物的分子式。【解析】根据实验该有机物燃烧的产物只有CO2和H2O，因此该有机物中一定含有C和H；至于O，由于其可能全部来自于燃烧时空气所提供的氧气，也可能来自该化合物本身，因此，该有机化合物中是否含有氧，还需要通过计算反应物中C、H质量之和并与该有机物质量进行比较后，才能做出判断。该有机物的相对分子质量，则可以利用实验测出的相对密度来求。【解】：（1）求2.3g该有机物中组成元素的质量：C：C→CO21244m（C）44g/mol×0.1m（C）=gmolmolg2.1441.0/4412H：2H→H2O218m（H）2.7gm（H）=gg3.0187.22m（C）+m（H）=1.2g+0.3g=1.5g﹤2.3g该有机物中C的质量与H的质量之和小于该有机物的质量，因此该有机物A中还含有O，其质量为：m（O）=m（A）－m（C）－m（H）=2.3g－1.5g=0.8g（2）求该有机物的相对分子质量：空气）()(rrMdAM=1.6×29=46（3）求该有机物分子中各元素原子的数目：2123.22.146)()()()(ggCACAMCNrr613.23.046)()()()(ggHAHAMHNrr1163.28.046)()()()(ggOAOAMONrr该有机物的分子式是OHC62练习：吗啡分子含C：71.58%H：6.67%N：4.91%,其余为氧，其分子量不超过300。试确定其分子式。解：由已知条件可知含氧为16.84%，观察可知含N量最少，据原子量可知，含N原子的个数最少，可设含n个N原子，则吗啡的分子量为14n/4.91%=285n300，即吗啡含有1个N，分子量为285。则吗啡分子中：N(C)=17N(H)=19N(O)=3吗啡的分子式为C17H19NO3据通式确定分子式烷烃通式为CnH2n+2,烯烃通式为CnH2n，炔烃通式为CnH2n-2，苯及同系物的通式为CnH2n-6，饱和一元醇的通式为CnH2n+2O等，可以根据已知条件，确定分子中的碳原子数(或分子量)再据通式写出分子式。如某烃含氢元素17.2%，求此烃的分子式。该烃分子中各元素的原子个数之比为N(C)/N(H)=2：5根据烃的通式，C、H原子个数有三种情况。(1)烷烃：n/(2n+2)1/2；(2)烯烃：n/2n=1/2；(3)炔烃和芳香烃：n/(2n-2)和n/(2n-6)均1/2。本题N(C)/N(H)=2：5，符合(1)则有n/(2n+2)=2/5，n=4，所以烃的分子式为C4H10《讨论》：通过计算确定有机物的分子式需要哪些必要数据？(1)有机物相对分子质量rM(2)有机物中各元素的质量关系○1质量比，○2质量分数，○3通式。3．根据化学方程式确定分子式：例题：0.60g某饱和一元醇A，与足量的金属钠反应，生成氢气112ml（标准状况）。求该一元醇的分子式。解析：饱和一元醇的通式为OHHCnn12，该一元醇的摩尔质量为M（A）2OHHCnn12+2Na→annONHC12+2H2mol×M（A）22.4L0.60g0.112LmolgLmolgLAM/60112.0260.04.22)(该一元醇的相对分子质量是60。根据该一元醇的通史有下列等式：12n+2n+1+16+1=60n=3所以该一元醇的分子式OHHC734．商余法确定分子式若已知有机物的式量、耗氧量、电子数，均可据的式量(14)、耗氧量(1.5)、电子数(8)确定有机物的分子式。如：(1)某烃的式量是128，则128/14=9^2，则此烃则此烃含9个CH2和2个H，其分子式为C9H20或C10H8(注意：余2为烷烃，除尽为烯烃，差2为炔烃，差6为苯及同系物)(2)某烃1mol充分燃烧耗氧7.5mol则7.5/1.5=5，则此烃分子含5个CH2，其分子式为C5H10，由等量变换(4个H耗氧量与1个C同)可得变式C6H6。若1mol某烃充分燃烧耗氧8mol，则8/1.5=5^0.5，5表示此烃分子含有5个CH2，0.5表示除5个CH2外的原子或原子团耗氧0.5,应为2个H，因此该烃分子式为C5H12。(注意：余0.5为烷烃，差0.5为炔烃，除尽为烯烃)(3)某烃分子中含42个电子，则42/8=5^2，5表示该烃含5个CH2,2表示余2个电子即表示除5个CH2外还有2个H，其分子式为C5H12，由等量变换(6个H含电子数与1个C同)可得变式C6H6。(注意：余2为烷烃，差2为炔烃，除尽为烯烃)第三节有机物分子式和结构式的确定教学目标：使学生了解确定有机物实验式、分子式的方法，掌握有关有机物分子式确定的计算。重点、难点烃的衍生物的分子式和结构式的确定。课前预习：1．最简式和分子量确定分子式。通过测定有机物中各元素的质量分数，确定有机物的最简式，再依据有机物的分子量来确定分子式。例1:实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式。练习：某有机物中含碳40%、氢6.7%、氧53.3%，且其分子量为90，求其分子式。注意：(1)某些特殊组成的最简式，在不知化合物相对分子质量时，也可根据组成特点确定其分子式。例如最简式为CH3的在机物，其分子式可表示为(CH3)n，仅当n=2时，氢原子已达饱和，故其分子式为C2H6。同理，最简式为CH3O的有机物，当n=2时，其分子式为C2H6O2(2)部分有机物的最简式中，氢原子已达饱和，则该有机物的最简式即为分子式。例如最简式为CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有机物，其最简式即为分子式。2．根据各元素原子个数确定分子式。通过测定有机物中各元素的质量分数，再结合分子量，可以确定有机物中各元素的原子个数，从而写出分子式。例题2：2.3g某有机物A完全燃烧后，生成0.1molCO2和2.7gH2O，测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6，求该化合物的分子式。练习：吗啡分子含C：71.58%H：6.67%N：4.91%,其余为氧，其分子量不超过300。试确定其分子式。3．据通式确定分子式烷烃通式为CnH2n+2,烯烃通式为CnH2n，炔烃通式为CnH2n-2，苯及同系物的通式为CnH2n-6，饱和一元醇的通式为CnH2n+2O等，可以根据已知条件，确定分子中的碳原子数(或分子量)再据通式写出分子式。例题：某烃含氢元素17.2%，求此烃的分子式。《讨论》：通过计算确定有机物的分子式需要哪些必要数据？(1)有机物相对分子质量rM(2)有机物中各元素的质量关系○1质量比，○2质量分数，○3通式。4．根据化学方程式确定分子式：例题：0.60g某饱和一元醇A，与足量的金属钠反应，生成氢气112ml（标准状况）。求该一元醇的分子式。4．商余法确定分子式若已知有机物的式量、耗氧量、电子数，均可据的式量(14)、耗氧量(1.5)、电子数(8)确定有机物的分子式。如：(1)某烃的式量是128，则128/14=9^2，则此烃则此烃含9个CH2和2个H，其分子式为C9H20或C10H8(注意：余2为烷烃，除尽为烯烃，差2为炔烃，差6为苯及同系物)(2)某烃1mol充分燃烧耗氧7.5mol则7.5/1.5=5，则此烃分子含5个CH2，其分子式为C5H10，由等量变换(4个H耗氧量与1个C同)可得变式C6H6。若1mol某烃充分燃烧耗氧8mol，则8/1.5=5^0.5，5表示此烃分子含有5个CH2，0.5表示除5个CH2外的原子或原子团耗氧0.5,应为2个H，因此该烃分子式为C5H12。(注意：余0.5为烷烃，差0.5为炔烃，除尽为烯烃)(3)某烃分子中含42个电子，则42/8=5^2，5表示该烃含5个CH2,2表示余2个电子即表示除5个CH2外还有2个H，其分子式为C5H12，由等量变换(6个H含电子数与1个C同)可得变式C6H6。(注意：余2为烷烃，差2为炔烃，除尽为烯烃)