第1章第2节 研究有机化合物的一般方法（第2课时 确定实验式分子式分子结构）-2021-2022学年高二化学同步精品学案（人教版2019选择性必修3）

《2021-2022学年高二化学同步精品学案(新人教版选择性必修3)》 第一章 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 第2课时 确定实验式 分子式 分子结构 二、确定实验式 1、实验式:有机物分子内各元素原子的 比,又称 。如乙酸的分子式为 ,实验式为 。 2、元素分析的原理 分类 定性分析 定量分析 含义 用化学方法测定有机化合物的元素组成 将一定量的有机化合物燃烧,转化为简单的无机化合物(如C→CO2,H→H2O),并定量测定各产物的质量,从而推算出有机物中各组成元素的质量分数,然后确定其实验式 3、李比希法的实验原理 【理解应用】某种含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%。试求该未知物A的实验式。 【深度思考】 (1)CuO的作用是 ,如果去掉CuO,的比值将_(填“变大”或“变小” ); (2)根据实验原理,分析上述装置存在怎样的缺陷,应如何改进? 三、确定分子式 1、质谱法测定相对分子质量的原理 2、质谱图:以 为横坐标,以 为纵坐标,根据记录结果所建立的坐标图。如下图为未知物A的质谱图: 从图中可知,该未知物A的相对分子质量为 ,即 的数据就是 样品A的相对分子质量。 3、确定分子式:分子式=(最简式)n,根据未知物A的最简式可求得,A的分子式为 。 四、确定分子结构 1、红外光谱 (1)原理:有机物收到红外线照射时,不同化学键或官能团 不同,在红外光谱图上将处于不同的位置。 (2)作用:获取分子中所含的化学键或官能团的信息。如有机物A的分子式为C2H6O,存在两种可能的 结构: 或 ,根据A的红外光谱中 键可确定A的结构简式为 。 2、核磁共振氢谱 (1)原理:利用电磁波照射含氢元素的化合物,处于不同化学环境中的氢原子因产生核磁共振时吸收电磁波的频率不同,相应的信号在谱图上出现的位置不同,具有不同的化学位移,而且吸收峰的面积与 成正比。 (2)作用:获取有机物分子中氢原子的 和 。如有机物A的核磁共振氢谱如图,可知A中有 种不同化学环境的氢原子且个数比为 ,可推知该有机物的结构应为 。 3、X射线衍射 (1)X射线是一种波长很短的电磁波,它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。 (2)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。 (3)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。 【预习检验】 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)当有机物属于烃时,只需测定产物中的CO2和H2O的物质的量之比即可求得分子式( ) (2)有机物燃烧后只生成CO2和H2O的物质不一定只含有碳、氢两种元素( ) (3)有机物的实验式、分子式一定不同( ) (4)根据实验式CH4O可以确定分子式为CH4O ( ) (5)质谱图中最右边的谱线表示的数值为该有机物的相对分子质量( ) (6)核磁共振氢谱中有几个吸收峰就有几个氢原子( ) (7)根据红外光谱可以确定有机物中化学键和官能团的种类( ) (8)CH3CH2CH2OH的核磁共振氢谱中,有3个吸收峰,且吸收峰面积为4∶3∶1 ( ) 2.CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体,将其中一种放在下列检测仪上进行检测,显示出的信号不能判断是哪种物质的是( ) A.质谱仪 B.红外光谱仪 C.核磁共振仪 D.X射线衍射仪 3.某烃中碳和氢的质量比是24∶5,该气态烃在标准状况下的密度为2.59 g/L,其分子式为( ) A.C2H6 B.C4H10 C.C5H8 D.C7H8 4. 2015年10月,中国科学家屠呦呦因为发现了新型抗疟药——青蒿素,获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于青蒿素分子结构的研究中说法不正确的是( ) A.通过核磁共振氢谱能确定青蒿素分子中有三种氢原子 B.通过质谱法能确定青蒿素的相对分子质量 C.通过红外光谱能确定青蒿素分子中含有酯基 D.通过化学反应证明分子中含有过氧基 5.根据研究有机物的步骤和方法填空: (1)测得A的蒸气密度是同状况下甲烷的4.375倍。则A的相对分子质量为_。 (2)将5.6 g A在足量氧气中燃烧,并将产物依次通过浓硫酸和碱石灰,分别增重7.2 g和17.6 g。则A的实验式为_;A的分子式为_。 (3)将A通入溴水,溴水褪色,说明A属于_,若不褪色,则A属于_。 (4)A的核磁共振氢谱如图: 综上所述,A的结构简式为_。 6.三聚氰胺最早被李比希于1834年合成,它有毒,不可用于食品加工或食品添加剂。经李比希法分析得知,三聚氰胺分子中,氮元素的含量高达66.67%,氢元素的质量分数为4.76%,其余为碳元素。它的相对分子质量大于10