1.2.2 有机化合物分子式和分子结构的确定 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

有机化合物分子式和分子结构的确定 第一章 第二节 第2课时 情境导入 黄花蒿 分离提纯 确定结构 蒸馏、萃取、重结晶…… ？ 目标一 确定实验式和分子式 有机物（纯净） 确定实验式 我们需要知道哪些数据才能确定呢？ 有机物元素组成 各元素质量分数 元素的定性、 定量分析 1. 确定实验式 定量分析的原理： 有机化合物 燃烧 简单的无机物 定量测定 计算推算 各元素的质量分数 计算 实验式(最简式） 定量分析的方法： 李比希法 原理： 一定量有机物 [含C、 H、(O)] CuO 氧化 H2O CO2 无水CaCl2吸收 浓KOH吸收 用C、H、O元素原子个数比确定实验式 剩余的为O元素的质量分数 图1 李比希法设备图 图2 李比希简易装置图 反应前后装置质量差 计算C、H元素的质量分数 5 现代化的元素分析仪 现代化的元素分析仪 李比希不仅建立了可以定量测定碳、氢 、氧元素的分析方法，还建立了含氮、硫、卤素等有机化合物的元素定量分析方法，为现代元素定量分析奠定了基础。现在，元素定量分析使用现代化的元素分析仪，分析的精确度和速率都达到了很高的水平。 例 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13.5%。试求该未知物A的实验式。 (2)计算该有机化合物分子内各元素原子的个数比： 解： (1)计算该有机化合物中氧元素的质量分数： ω(O)＝100%－52.2%－13.5%＝34.7% N(C)：N(H)：N(O)＝ 52.2% 12.01 13. 1% 1.008 34.7% 16.00 ： ： =2：6：1 答：该未知物A的实验式为C2H6O。 要确定分子式至少还需知道哪个物理量呢？ 相对分子质量 2．确定相对分子质量 (1)计算法 ②相对密度法：根据气体A相对于气体B(已知)的相对密度d。MA＝d×MB。 相对分子质量数值上等于摩尔质量(以g·mol－1为单位时)的值。 ①标准状况密度法：已知标准状况下气体的密度ρ，求算摩尔质量。 M＝ρ×22.4 L·mol－1。 (2)仪器测定 测定相对分子质量的方法很多，质谱法是最精确、最快捷的方法。 质谱仪工作原理示意图 相对分子质量的测定—— 质谱法 有机物分子 确定相对分子质量 离子的质荷比 高能电子 流轰击 带正电荷的分子离子和碎片离子 磁场作用下先后 到达检测仪 质谱图 质谱仪 质谱图 相对质量与电荷数的比值 质谱图：以质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标，根据记录测试结果所建立的坐标图。 从图中可知，该有机物的相对分子质量为46。 某有机化合物A的质谱图 质荷比最大的数据就是样品分子的相对分子质量 实验式(最简式)与分子式的关系：分子式=(最简式)n。 ①有机化合物A的相对分子质量为46， A的分子式：C2H6O 结合下图求有机化合物A的分子式。(已知A的实验式为C2H6O) ②根据M(A) = n×[M (C2H6O)]，n== =1 3. 确定分子式 导思 1.正误判断 (1)验证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(　　) (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)元素分析法和质谱法能分别确定有机物的实验式和相对分子质量(　　) (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(　　) × √ × √ √ 导思 2.下图是李比希测定有机化合物组成的实验装置，在750 ℃左右使有机化合物在氧气流中全部氧化为CO2和H2O，用含有氯化钙、氢氧化钾的吸收管分别吸收H2O和CO2。请讨论下列问题： (1)氯化钙和氢氧化钾位置能否互换？ 提示　不能互换，因为氢氧化钾既可以吸收水又可以吸收二氧化碳。 导思 2.下图是李比希测定有机化合物组成的实验装置，在750 ℃左右使有机化合物在氧气流中全部氧化为CO2和H2O，用含有氯化钙、氢氧化钾的吸收管分别吸收H2O和CO2。请讨论下列问题： (2)你觉得该装置有需要改进的地方吗？ 提示　a.在吸收剂之间加一个检验水是否吸收完全的装置。 b.在最后再加一个装有碱石灰的干燥管，防止空气中的二氧化碳和水进入。 导练 (1)测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，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%，则其实验式是________。 (2)确定分子式：如图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为__________；分子式为__________。 C4H10O 74 C4H10O 目标二 确定分子结构 1. 红外光谱 应用：可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息。 原理： 有机化合