内容正文:
第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
[课标领航] 1.了解研究有机物应采取的步骤和方法。 2.初步学会分离、提纯有机物的常用方法。 3.掌握蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能。 4.知道现代物理方法在测定有机物的元素组成、相对分子质量和分子结构中的重要作用。
一、研究有机化合物的基本步骤
二、有机物的分离、提纯
1.蒸馏
(1)用途:常用于分离、提纯沸点不同的________有机物。
(2)适用条件:①有机物热稳定性较强;
②有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30 ℃)。
2.重结晶
(1)适用条件
①重结晶是提纯________有机物的常用方法。
②杂质在所选溶剂中溶解度________,易于除去。
③被提纯的有机物在所选溶剂中的溶解度受________的影响较大;该有机物在热溶液中的溶解度________,冷溶液中的溶解度________,冷却后易于结晶析出。
(2)实验装置与操作步骤
3.萃取剂的选取是萃取操作的关键,选用萃取剂需符合两个条件:萃取剂与原溶液中溶剂________,溶质在萃取剂中的溶解度要________在原溶剂中的溶解度。
三、元素分析与相对分子质量的测定
1.元素分析
将一定量有机物燃烧后转化为简单无机物,并定量测定各产物的质量,从而推算出有机物分子中所含元素原子个数的最简整数比,即________。
2.相对分子质量的测定——质谱法
(1)质荷比:指分子、离子或碎片离子的________与其电荷的比值。
(2)原理:质谱图中质荷比最大值就是样品分子的相对分子质量。
四、分子结构的鉴定
1.红外光谱
(1)原理:不同的化学键或官能团________不同,在红外光谱图中将处于不同的位置,从而获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
(2)作用:推知有机物中含有哪些________________。
2.核磁共振氢谱
(1)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,各类氢原子的这种差异被称作化学位移δ,而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。
(2)作用:推知氢原子的类型及数目,即:
①吸收峰数目=氢原子________;②不同吸收峰的面积之比(强度之比)=不同氢原子的________。
自我校对:
一、实验式 分子式 结构式 蒸馏 萃取分液 核磁共振氢谱
二、1.(1)液态 2.(1)固态 很小或很大 温度 较大 较小 3.不相溶 大于
三、1.实验式 2.(1)相对质量
四、1.(1)吸收频率 (2)化学键、官能团 2.(2)类型数 个数之比
1.(双选)下列分离或除杂的方法不正确的是( )
A.用分液法分离水和酒精
B.用蒸馏法分离苯和溴苯
C.用重结晶方法提纯苯甲酸
D.用饱和碳酸钠溶液除去二氧化碳中混有的少量氯化氢气体
解析:酒精与水互溶,不能用分液漏斗分离。碳酸钠可以与CO2反应。
答案:AD
2.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11.2 L此气态化合物的质量为14 g,则该化合物的分子式为( )
A.C2H4 B.C2H6
C.C3H6 D.C4H8
解析:由已知条件可以求出该化合物的摩尔质量:
M==28 g·mol-1,
由含碳量及含氢量可知:
N(C)==2,
N(H)==4,
所以分子式为C2H4。
答案:A
3.用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积之比是1∶1∶6,则该化合物的结构简式为( )
A.OCH3CH2CH3
B.CHCH3OHCH3
C.CH3CH2CH2OH
D.C3H7OH
答案:B
探究一 有机物分离与提纯的常用方法总结
分离、提纯的方法
目的
主要仪器
实例
分液
分离、提纯互不相溶的液体混合物
分液漏斗
分离硝基苯与水
蒸馏
分离、提纯沸点相差较大的混合溶液
蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器
分离乙醛与乙醇
洗气
分离、提纯气体混合物
洗气装置
除去甲烷中的乙烯
过滤
分离不溶性的固体和液体
过滤器
分离硬脂酸与氯化钠
渗析
除去胶体中的小分子、离子
半透膜、烧杯
除去淀粉中的氯化钠、葡萄糖
盐析
胶体的分离
——
分离硬脂酸钠和甘油
上述方法中,最常用的是分液(萃取)、蒸馏和洗气。最常用的仪器是分液漏斗、蒸馏烧瓶和洗气瓶。
例1►选择下列实验方法分离提纯物质,将分离提纯方法的序号填在横线上。
A.萃取分液 B.升华
C.重结晶 D.分液
E.蒸馏 F.过滤
G.洗气
(1)________分离饱和食盐水与沙子的混合物。
(2)____