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选择性必修三 第一章 第二节 研究有机化合物的一般方法
第2课时
有机化合物实验式、分子式、分子结构的确定
WJ化学研究院
第一章
Institute of Chemistry
2023
三维目标
原创:WJ化学研究院
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1、了解现代仪器分析在有机化合物组成和结构分析中的应用,能依据元素分析和质谱数据推断有机化合物的分子式,能依据波谱分析数据推断简单有机化合物的分子结构。
2、通过提取和分析谱图中的有效信息推测分子结构,发展证据推理意识。
一、研究有机化合物的基本步骤
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黄酒的主要成分是什么?
早酒小故事
【思考】如何 确定 黄酒中的有机化合物A的结构式?
一、研究有机化合物的基本步骤
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分离、提纯
得到纯洁有机物
元素定量分析
确定实验式(最简式)
波谱分析
确定结构式
测定相对分子质量
确定分子式
研究有机化合物的基本步骤:
(过滤、蒸馏、重结晶、萃取、洗气等)
(元素定量分析)
(质谱法)
(波谱分析:红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射等)
二、元素分析
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解:(1)计算该有机化合物中氧元素的质量分数:
w(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:该未知物A的实验式为C2H6O。
课堂练习:
黄酒中有机化合物A,含C、H、O三种元素,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。
二、元素分析
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1 元素分析
定性分析——鉴定有机物分子的元素组成
例如 有机物完全燃烧,生成物使无水CuSO4变蓝、澄清石灰水变浑浊,则该有机物中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
定量分析——测定有机物中各元素的质量分数
确定有机物的实验式
李比希元素分析法
现代元素分析仪
各元素对应的产物为C→CO2,H→H2O,Cl→HCl
二、元素分析
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1、李比希法
图1 李比希法设备图
图2 李比希简易装置图
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
反应前后装置质量差
计算
C、H
元素
质量
用C、H、O元素原子个数比确定实验式
依据总质量减去C、H元素质量确定是否有O元素
二、元素分析--李比希元素分析法
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将一定量的有机物燃烧,分解为简单的无机物,并作定量测定,通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数,然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比,即确定其实验式(又称为最简式)
取定量含C、H(O)的有机物
加氧化铜
氧化
H2O
CO2
用无水
CaCl2吸收
得前后质量差
得前后质量差
计算C、H含量
计算
用KOH浓
溶液吸收
计算O含量
得出实验式
(1)李比希元素分析法
二、元素分析--现代元素分析仪
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可以直接测出有机物中各元素原子的质量分数
2、现代元素分析仪
现代化的元素分析仪
二、元素分析
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课堂练习:
燃烧黄酒中有机化合物A 物质2.30g,生成2.24L(标况)CO2和2.7g H2O。
求该有机物的分实验式。
【解答】
则实验式为:C2H6O
若要确定它的分子式,还需要什么条件?