第一章第四节研究有机化合物的一般步骤和方法

南侨中学理科化学1第一章第四节研究有机化合物的一般步骤和方法第2课时元素分析与相对分子质量的测定分子结构的鉴定1、掌握有机化合物定性分析和定量分析的基本方法2、了解鉴定有机化合结构的一般过程与数据处理方法教学过程研究有机化合物要经过以下几个步骤:探究点一有机物分子式的确定1、元素分析[思考与交流]如何确定有机化合物中C、H元素的存在？①定性分析：确定有机物中含有哪些元素。（李比希法）一般有机物燃烧后，各元素对应产物为：C→，H→，若有机物完全燃烧，产物只有，则有机物组成元素可能为。①定量分析：确定有机物中各元素的质量分数。（现代元素分析法）元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式。以便于进一步确定其分子式2．有机物分子式的确定方法(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________。3．有机物相对分子质量的确定方法(1)根据标准状况下气体的密度ρ，计算该气体的相对分子质量M＝22.4ρ(限于标准状况下)。(2)依据气体的相对密度D，计算气体的相对分子质量MA＝。(3)A、B两种气体组成的混合气体中，它们的体积分数分别为w(A)、w(B)，该混合气体的平均相对分子质量M＝。(4)质谱法原理：用高能电子流轰击样品，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子，在磁场的作用下，由于它们的相对质量不同而使其到达检测器的时间也先后不同，其结果被记录为质谱图。［列题］某含碳、氢、氧三种元素的有机物X质谱图如图所示。经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，该有机物的分子式是________。定量分析测定分子量结构分析结构式粗产品分离提纯定性分析除杂质确定组成元素定量分析质量分析测定分子量结构分析实验式或最简式分子式结构式南侨中学理科化学2质荷比是什么？分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值。由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间最长，因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量。4、分子结构的鉴定）分子结构鉴定的常用方法：⑴化学方法：设计实验，利用特征反应鉴定出官能团，再进一步确认。⑵物理方法：红外光谱、核磁共振氢谱等。⒉红外光谱：红外光谱——分子中含有化学键或官能团信息原理：在有机物分子中，组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。作用：推知有机物含有哪些化学键、官能团。［列题］有一有机物的相对分子质量为74，确定分子结构，请写出该分子的结构简式。⒊核磁共振氢谱——确定氢原子的种类与数目原理：氢原子核具有磁性，如用电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在图谱上出现的位置也不同，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比.可用于测不同环境的原子的种类与个数。【注意】①吸收峰数目＝氢原子类型②不同吸收峰的面积之比（强度之比）＝不同氢原子的个数之比［列题］一个有机物的分子量为70,红外光谱表征到碳碳双键和C＝O的存在，核磁共振氢谱列如下图：①写出该有机物的分子式：南侨中学理科化学3②写出该有机物的可能的结构简式：［课后练习］1、有机物中含碳40﹪、氢6.67﹪，其余为氧，又知该有机物的相对分子质量是60。求该有机物的分子式。3、燃烧某有机物A1.50g，生成1.12L（标准状况）CO2和0.05molH2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式。训练6元素分析与相对分子质量的测定分子结构的鉴定1．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，下列说法正确的是A．分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3B．分子中C、H个数之比为1∶4C．分子中不含有氧原子D．此有机物的最简式为CH42．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容应是()A．只需测定分子中C、H原子个数之比B．只要证明其完全燃烧的产物只有H2O和CO2C．只需测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量之比D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量3．某化合物由碳氢两种元素组成，其中含碳的质量分数为85.7%，在标准状况下，11.2L此气态化合物的质量为14g，则该化合物的分子式为()A．C2H4B．C2H6C．C3H6D．C4H84．标准状况下1mol某烃完全燃烧时，生成89.6LCO2，又知0.1mol此烃能与标准状况下4.48LH2加成，则此烃的结构简式是()A．CH3CH2CH2CH3B．CH3—C≡C—CH3C．CH3CH2CH===CH2D．CH2===CH—CH===CH—CH35．研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式，以下用于研究有机物的方法错误的是()A．蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物B．燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法C．核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量D．对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团6．二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法或物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是()A．利用金属钠或者金属钾B．利用质谱法C．利用红外光谱法D．利用核磁共振氢谱有四类不同信号峰，有机物分子中有四种不同类型的H。南侨中学理科化学47．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图中有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是74，则该有机物的结构简式是()A．CH3CH2OCH3B．CH3CH(OH)CH3C．CH3CH2CH2CH2OHD．CH3CH2CHO8．燃烧0.1mol某有机物得0.2molCO2和0.3molH2O，由此得出的结论不正确的是()A．该有机物分子的结构简式为CH3—CH3B．该有机物中碳、氢元素原子数目之比为1∶3C．该有机物分子中不可能含有CC双键D．该有机物分子中可能含有氧原子9．在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3∶2的化合物为()12.下列化合物的1H－NMR谱图中吸收峰的数目不正确的是()13．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：(1)将一定量的有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该物质的实验式是________________________。(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示的质谱图，则其相对分子质量为__________，该物质的分子式是________________。(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：________________