第一章 第二节　第2课时　有机物分子结构的确定方法-【优化探究】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修3同步导学案配套教参（人教版，单选）

第2课时　有机物分子结构的确定方法 [核心素养发展目标]　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分子结构。 　元素分析与分子式的确定 授课提示：对应学生用书第16页 1．研究有机化合物的一般步骤 ―→―→―→ 2．确定实验式 分类 定性分析 定量分析 含义 用化学方法测定有机化合物的元素组成 将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机物，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质量分数，然后计算出该有机化合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) 举例 含C、H元素的某有机化合物完全燃烧后，碳元素变成CO2，氢元素变成H2O 根据CO2的质量确定有机化合物中C元素的质量，根据H2O的质量确定有机化合物中H元素的质量 3.确定分子式 (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，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，就得到有机化合物的质谱图。 (2)质荷比：指分子离子或碎片离子的相对质量与其电荷数的比值。质谱图中，质荷比的最大值就表示了样品分子的相对分子质量。 授课提示：对应学生用书第17页 问题1　如何确定有机物中是否含有氧元素？ 答案：可先求出产物CO2和H2O中C、H两种元素的质量和，再与有机物的质量比较，若二者相等，则说明原有机物中不含氧元素，否则有机物中含有氧元素。 问题2　李比希燃烧法测定实验式的原理是什么？ 答案：原理是： CxHyOz＋O2xCO2＋H2O 根据上述燃烧反应方程式，要测定有机化合物的含碳量或含氢量，就要知道该有机化合物的质量m、生成二氧化碳的质量m1和生成水的质量m2，含碳质量分数可表示为；含氢质量分数可表示为；剩余的就是氧元素的质量分数，据此计算可以得到有机化合物的实验式。 从实验的角度分析，有机物的质量m可通过称量得到，生成二氧化碳的质量m1可通过足量的KOH浓溶液增重得到，燃烧产生的水的质量可通过无水CaCl2的增重得到。 问题3　有机物的最简式(实验式)与分子式有哪些区别与联系？ 答案：(1)最简式是表示化合物分子中所含各元素原子个数的最简整数比的式子。 (2)分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。 (3)二者中各元素的质量分数相等，可能不同的是原子个数。 问题4　某有机化合物A的质谱图如图所示，该有机化合物的相对分子质量是多少？ 答案：46 　有机物分子式的确定方法 1．某气态化合物X含C、H、O三种元素，现已知下列条件：①X中C的质量分数；②X中H的质量分数；③X对氢气的相对密度；④X在标准状况下的体积；⑤X的质量。欲确定X的分子式，所需的最少条件组合是(　　) A．①②　　　　　　　　 B．②③④ C．①④⑤ D．①②③ 解析：根据①②可以确定氧元素的质量分数，进一步可以确定X的实验式，由③可以确定X的相对分子质量，综上所述，欲确定X的分子式，所需的最少条件组合是①②③。 答案：D 2．0.2 mol某有机化合物和0.5 mol氧气在一密闭容器中充分燃烧的产物为CO2、CO、H2O(g)。将产物通过浓硫酸时，浓硫酸的质量增加了10.8 g；再通过灼热的氧化铜时，氧化铜的质量减少了3.2 g；又通过碱石灰，碱石灰的质量增加了17.6 g。该有机化合物的分子式是(　　) A．C2H4　　　　　　　　 B．C2H6O C．C2H6O2 D．C3H6O3 解析：浓硫酸质量增加10.8 g，说明反应产物中含水10.8 g，即产物中含n(H2O)＝＝0.6 mol；通过灼热的氧化铜，氧化铜质量减少3.2 g，则 CO＋CuOCO2＋Cu　Δm 1 mol 1 mol 16 g n(CO) 3.2 g ＝，解得n(CO)＝0.2 mol；根据化学方程式可知，CO与CuO反应生成的CO2的物质的量为0.2 mol，质量为0.2 mol×44 g·mol-1＝8.8 g，则该有机化合物燃烧生成的CO2的质量为17.6 g－8.8 g＝8.8 g，物质的量为＝0.2 mol；根据碳元素守恒可知，0.2 mol该有机化合物中含有碳原子的物质的量为0.4 mol，根据氢元素守恒可知，0.2 mol该有机化合物中含有氢原子的物质的量为0.6 mol×2＝1.2 mol，则0.2 mol该有机化合物中含有氧原子的物质的量为0.2 mol＋0.2 mol×2＋0.6 mol－0.5 mol×2＝0.2 mol，则n(有机化合物)∶n(C)∶n(H)