1.2.2 有机物分子式和结构的确定-【化学一起课件】高中化学选择性必修3同步课件PPT（人教版2019）

有机物分子式和结构的确定 研究有机化合物的一般方法 第2课时 授课老师：xxx 第二节 MOLECULAR FORMULA OF ORGANIC MATTER 学习目标 LEARNING OBJECTIVES 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 2.能依据元素分析和质谱数据推断有机化合物的分子式 3.能依据波谱分析数据推断简单有机化合物的分子结构 4.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 研究有机物的一般步骤 研究有机化合物一般要经过以下几个基本步骤，每个步骤中都有一些常用的基本方法。 General Steps for Studying Organic Matter 分离、提纯 燃烧法 元素定量分析 确定实验式 相对分子质量 确定分子式 质谱法 确定结构式 红外光谱 核磁共振氢谱 X射线衍射 元素定量分析的原理及步骤： 一、确定实验式---燃烧法 元素的定性、定量分析是用化学方法测定有机化合物的元素组成，以及各元素的质量分数。 1.将一定量的有机物燃烧，转化为无机物； 2.测定无机物的质量，推算出该有机物所含各元素的质量分数； 3.计算出该有机物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式（也称最简式)。 确定实验式---燃烧法 确定分子式---质谱法 确定分子结构 一、确定实验式---燃烧法 有机化合物的元素定量分析最早是由德国化学家李比希提出的。李比希是德国著名的化学家，少年时的李比希对化学尤其是化学实验和观察有着浓厚的兴趣，经常自己动手做化学实验，对化学教育及有机化学的发展尤其是化学中的定量分析做出了极大的贡献。他对大量的有机化合物进行了定量分析，通过实验测出了大批有机化合物的化学式，从而发现了同分异构现象。他发明的利用燃烧法测量有机化合物组成的方法被后人命名为李比希法。 确定实验式---燃烧法 确定分子式---质谱法 确定分子结构 一、确定实验式---燃烧法 李比希法元素定量分析的基本思路如下： 仅含C、H、O元素的有机化合物 KOH浓溶液吸收 无水CaCl2吸收 CuO作氧化剂 氧化 生成的CO2 生成的H2O △m1 △m2 计算 有机物中C、H质量分数，剩余的就是O的质量分数 实 验 式 李比希元素分析仪示意图 确定实验式---燃烧法 确定分子式---质谱法 确定分子结构 一、确定实验式---燃烧法 【解】 【例题】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。 N(C): N(H) : N(O) = n(C): n(H) : n(O) = = 2 : 6 : 1 答:该未知物A的实验式为C2H6O (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: 确定实验式---燃烧法 确定分子式---质谱法 确定分子结构 一、确定实验式---燃烧法 【随堂练习】 1.有机化合物A完全燃烧只生成CO2和H2O(g)，将12 g该有机化合物完全燃烧的产物通过足量浓硫酸，浓硫酸增重14.4 g，再通过足量碱石灰，碱石灰增重26.4 g，试通过计算确定该有机化合物的实验式。 C3H8O 2. 某有机化合物3.0 g在足量氧气中完全燃烧，生成4.4 gCO,和1.8gH,O。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 A 【思考交流】 1.什么是实验式？ 即最简式。表示分子中各个原子的最简整数比。 2.实验式与分子式之间有什么关系？ 分子式中原子个数是实验式中原子个数的整数倍。若有机物的实验式表示为CxHyOz，则分子式可以表示为(CxHyOz)n 3.已知实验式，还需要什么条件才能得到有机化合物的分子式？ 相对分子质量的数值。 二、确定分子式---质谱法 质谱法是快速、准确测定相对分子质量的重要方法。 确定实验式---燃烧法 确定分子式---质谱法 确定分子结构 二、确定分子式---质谱法 1.原理: 少量样品 高能电子流 等轰击 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 离子因质量、电荷不同，在电场和磁场中运动行为不同 计算机分析 得到它们相对质量与电荷数比值 （质荷比） 以质荷比为横坐标，以各类离子相对丰度为纵坐标记录测试结果，得到质谱图 质谱仪 确定实验式---燃烧法 确定分子式---质谱法 确定分子结构 二、确定分子式---质谱法 2.谱图分析 未知物A的质谱图 质谱图中， 质荷比的最大值=该有机物