1.2.2 有机化合物分子式和分子结构的确定-2022-2023学年高二化学同步导练测（人教版2019选择性必修三）

2022-2023学年高二化学同步导练测 第1章 有机化合物的结构特点与研究方法 第1节 有机化合物的结构特点 第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定 本节导言 1.学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能据此确定有机化合物的分子式。 2.能够根据化学分析和波谱分析确定有机化合物的结构。 知识通关 一、确定实验式和分子式 1.确定实验式 (1)原理：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)，并通过测定无机物的质量，推算出该有机化合物所含各元素的 ，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的 ，确定其实验式(也称最简式)。 (2)元素分析方法 ①李比希法 分析思路：C、H、O的质量分数 C、H、O的原子个数比实验式 ②现代化的元素分析仪 分析的精确度和分析速度都达到很高的水平。 2.确定分子式 (1)质谱法 质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法。 ①原理 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 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 的比值，即 。 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。如图为某有机化合物的质谱图： 从图中可知，该有机物的相对分子质量为 ，即 的数据就是样品分子的相对分子质量。 (2)其他方法 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。 例1．（2022·上海市杨思高级中学高二期末）室温下两种气态烷烃的混合物，室温下其密度为 1.08g/L(已知室温下气体摩尔体积为 24L/mol)， 则关于此混合物组成的说法正确的是 A．一定有甲烷 B．一定有乙烷 C．可能是甲烷和戊烷的混合物 D．可能是乙烷和丙烷的混合物 例2．（2022·陕西·西安市鄠邑区第二中学高二期末）3g某物质在空气中完全燃烧生成8.8g二氧化碳和5.4g水，下列关于这种物质的组成描述正确的是 A．该物质只含有碳元素和氢元素 B．该物质一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素 C．该物质一定含有碳元素、氢元素和氧元素 D．该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比为1∶2 练习1．（2022·北京石景山·高二期末）某有机化合物9.0 g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重9.0 g，碱石灰增重17.6 g，下列说法不正确的是 A．该有机化合物中一定含有氧元素 B．该有机化合物的分子式为C4H10O2 C．不能确定该有机化合物的分子式 D．该有机化合物分子中碳原子数和氢原子数之比一定是2∶5 二、确定分子结构 有机化合物中普遍存在同分异构现象，需要借助现代分析仪器确定分子结构。 1.红外光谱 (1)原理：不同官能团或化学键吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。 (2)红外光谱图 分析红外光谱图，可判断分子中含有的 或 的信息。如分子式为C2H6O的有机物A有如下两种可能的结构： 或 ，利用红外光谱来测定，分子中有O—H(或—OH)可确定A的结构简式为 。 2.核磁共振氢谱 (1)原理 处于不同 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不同，具有不同的 ，而且吸收峰的面积与 成正比，吸收峰的数目等于 。 (2)核磁共振氢谱图 如分子式为C2H6O的有机物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简式应为 。 3.X射线衍射 (1)原理 X射线是一种波长很短的 ，它和晶体中的原子相互作用可以产生 。 (2)X射线衍射图 经过计算可获得分子结构的有关数据，如 、