1.2.2 有机化合物实验式、分子式、分子结构的确定-学案-2020-2021学年下学期高二化学同步精品课堂(新教材人教版选择性必修3)

第1章　 有机化合物的结构特点与研究方法 第二节 研究有机化合物的一般方法 1.2.2 有机化合物实验式、分子式、分子结构的确定 1. 能依据元素分析和质谱数据推断有机化合物的分子式。 2. 能依据波谱分析数据推断简单有机化合物的分子结构。 教学重点：有机化合物的实验式、分子式和分子结构的确定方法 教学难点：有机化合物的实验式、分子式和分子结构的确定方法 一、有机化合物实验式的确定 1.元素定性分析——确定有机物的元素组成 一般是将一定量的有机物燃烧，转化为简单的无机物。 2.元素定量分析——确定有机物的实验式(最简式) （1）原理：通过无机物的质量推算出该有机物所含各元素的质量分数，然后计算出该有机物分子内各元素原子的 ，确定其 （也称 ）。 （2）测定步骤（李比希法） 【例1】 某含C、H、O三元素的未知物A，经燃烧分析实验测定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：N(C)：N(H)：N(O)= ； ③该未知物的实验式为 。 二、有机化合物分子式的确定——质谱法 快速、精确测定相对分子质量的重要方法是 ，测定时只需要很少量的样品。 1.质谱法 (1)原理 (2)质荷比 是指分子离子、碎片离子的 与 的比值，即质荷比。 【例2】 1.以上例题未知物A的相对分子质量为 ； 2. 未知物A的结构式为 。 三、有机化合物分子结构的确定 确定比较复杂的有机化合物的分子结构，仅靠质谱法是很难完成的，需要借助其他现代分析仪器，进行 、 、 等波谱分析。 1、红外光谱 (1)红外光谱利用有机化合物受到红外线照射时，能吸收与 的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的 。 (2)谱图中不同化学键或官能团的吸收频率 ，因此分析有机化合物的红外光谱图，可获得分子中所含有的 信息。 【例3】 以上例题未知物A的红外光谱图如下：可推出未知物A里面所含有的化学键有 ， 未知物A的结构式为 。 3. 核磁共振氢谱图 (1)氢原子核具有磁性，如果用电磁波照射含氢元素的化合物，其中的氢核会吸收特定频率电磁波的能量而产生 现象，用核磁共振仪可以记录有关信号。 (2)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 ，相应的信号在谱图中出现的位置也 ，具有不同的 （用 表示）,而且 与 成正比。吸收峰的数目等于 ，吸收峰面积比等于 。 【例4】 4. 以上例题未知物A的核磁共振氢谱图如下：可推出未知物A所含有的氢原子种类有 种，其数目比为 ；未知物A的结构式为 。 【思考与交流】 红外光谱与核磁共振氢谱分别是怎样确定相关的结构的？ 3.X射线衍射谱 (1)原理 X射线是一种波长很短（约10m）的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射谱图。 (2)应用 经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括 、 等分子结构信息。将X射线衍射技术用于有机化合物（特别是复杂的生物大分子）晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。 1. 有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是    A. 分离、提纯确定化学式确定实验式确定结构式 B. 分离、提纯确定实验式确定化学式确定结构式 C. 分离、提纯确定结构式确定实验式确定化学式 D. 确定化学式确定实验式确定结构式分离、提纯 2. 某有机物A的分子式为，红外光谱图如图所示，则A的结构简式为 A. B. C. D. 3. 二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法及物理方法