1.2 第2课时 有机物实验式、分子式与分子结构的确定（Word教参）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中化学选择性必修3（人教版2019 单选版）

第2课时　有机物实验式、分子式与分子结构的确定 (一)确定实验式 实验式 有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，也称为最简式 [微提醒] 通过元素定量分析只能确定其实验式，要确定它的分子式还需要测其相对分子质量。 李比希元素定量分析一般过程 (二)确定分子式——质谱法 质荷比 质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带正电荷的分子离子和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其进行分析后，得到它们的相对质量与电荷数的比值，即质荷比 [微拓展] 相对丰度 以质谱图中基峰(最强峰)的高度为100%，其余峰按与基峰的比值加以表示的峰强度为相对丰度，又为相对强度。 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记录测试结果，得到有机化合物的质谱图。质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值表示样品分子的相对分子质量，如图可知相对分子质量为46 (三)确定分子结构 1．红外光谱 原理 有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成红外光谱图 [微提醒] 红外光谱具有高度的特征性，不仅可以用来研究分子的结构和化学键，还可以广泛用于表征和鉴别各种化学物质。根据红外光谱，可以初步判断该有机化合物中的基团，即判断化合物的类型。 作用 可获得有机化合物分子中所含有的化学键或官能团的信息 实例 上图中可找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此可推知该有机化合物是含有羟基官能团的化合物 2．核磁共振氢谱 原理 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不同，相应的信号在谱图中出现的位置也不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比 [微点拨] 核磁共振氢谱只能测出有机物中不同类型氢原子的个数之比，但不能确定氢原子数目。 作用 测定有机化合物分子中氢原子的类型种数和相对数目 分析 吸收峰数目＝氢原子类型种数，吸收峰面积比＝不同类型的氢原子数目之比 3．X射线衍射 原理 X射线与晶体中的原子相互作用可产生衍射图。经过计算可以获得键长、键角等分子结构信息 [微提醒] X射线衍射技术在测定分子结构、晶体结构中有着独特的优势，可以获得直接而详尽的结构信息。 应用 X射线衍射已成为物质结构测定的一种重要技术。1975年，我国科学家通过X射线衍射测定了青蒿素的分子结构 ————————[新知探究(一)]————————————————————————— 有机化合物实验式的确定 ———————————————————————————————— [典例导引] [典例]　某种含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.1%，试求该未知物A的实验式。 [解析]　(1)计算该有机化合物中氧元素的质量分数 ω(O)＝100%－52.2%－13.1%＝34.7%。 (2)计算该有机化合物分子内各元素原子的个数比 N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶＝2∶6∶1。 [答案]　该未知物A的实验式为C2H6O。 [生成认知] 一般有机化合物中氧元素的确定方法 一般来说，某有机化合物完全燃烧后，若产物只有CO2和H2O，其组成元素可能为碳、氢元素或碳、氢、氧元素。欲判断该有机化合物分子是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将C、H的质量之和与原来有机化合物质量比较，若两者相等，则原有机化合物分子的组成中不含氧元素；否则，原有机化合物分子的组成中含氧元素。 [跟踪训练] 1．3 g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4 g CO2和1.8 g H2O。下列说法不正确的是(　 ) A．该有机化合物中只含有碳元素和氢元素 B．该有机化合物中一定含有氧元素 C．该有机化合物的分子式可能是C2H4O2 D．该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2 解析：选A　n(C)＝0.1 mol，n(H)＝0.2 mol，n(O)＝＝0.1 mol，该有机物的最简式(实验式)为CH2O，A错误。 2．某有机化合物在空气中完全燃烧时，生成水和二氧化碳的分子数之比为2∶1，则该物质可能是 (　 ) ①CH4　②C2H4　③C2H5OH　④CH3OH A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：选D　该物质完全燃烧生成水和二氧化碳的分子数之比为2∶1，即N(H2O)∶N(CO2)＝2∶1，则该物质中N(H)∶N(C)＝4∶1，分子式满足N(C)∶N(H)＝1∶4的有①和④。 ———————[新知探究(二)]—————————————————————