1.2.2 实验式、分子式、分子结构的确定2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

1.2.1 实验式、分子式、分子结构的确定——高二化学人教版（2019）选修三课堂速测 一、确定实验式——元素分析 1．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。 2．李比希定量分析一般过程 二、确定分子式——质谱法 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。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．相对分子质量确定 质谱图中最右侧的分子离子峰或质荷比最大值表示样品中分子的相对分子质量。 3．示例说明 下图是某未知物A(实验式为C2H6O)的质谱图，由此可确定该未知物的相对分子质量为46。 三、确定分子结构——波谱分析 1．红外光谱 (1)作用：初步判断某有机物分子中所含有的化学键或官能团。 (2)原理：不同的化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。 2．核磁共振氢谱 (1)作用：测定有机物分子中氢原子的类型和它们的相对数目。 (2)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，相应的信号在谱图上出现的位置也不同，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。 (3)分析：吸收峰数目＝氢原子类型种类，吸收峰面积比＝氢原子数之比。 (4)示例分析：某未知物A的分子式为C2H6O，核磁共振氢谱如下图，则有3种处于不同化学环境的氢原子，个数比为3∶2∶1，说明该未知物A的结构简式为CH3CH2OH。 3．X射线衍射 (1)原理：X射线是一种波长很短(约10－10m)的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。 (2)应用：将X射线衍射技术用于有机化合物(特别是复杂的生物大分子)晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。 【针对训练】 1.某有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条件： ①碳的质量分数　②氢的质量分数　③X蒸气的体积(已折算成标准状况下的体积)　④X对氢气的相对密度 ⑤X的质量　⑥X的沸点，确定X的分子式所需要的最少条件是(　　) A．①②⑥　　　　　　　 B．①③⑤ C．①②④ D．①②③④⑤ 2.设H＋的质荷比为β，某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，相对丰度与该离子的质量有关)，则该有机物可能是(　　) A．甲醇 B．甲烷 C．丙烷 D．乙烯 3.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中不正确的是 (　　) A．由红外光谱可知，该有机物分子中至少有三种不同的化学键 B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子 C．仅由核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数 D．若A的分子式为C3H8O，则其结构简式可能为 4.某有机物X对氢气的相对密度为30，分子中碳的质量分数为40%，氢的质量分数为6.7%，其余为氧，X可与碳酸氢钠反应。下列关于X的说法不正确的是( ) A.X的相对分子质量为60 B.X的分子式为 C.X的结构简式为 D.X的同分异构体中含的只有一种（不考虑立体异构） 5.A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，那么A的实验式是( ) A. B. C. D. 6.利用红外光谱仪对有机物分子进行测试并记录，可初步判断该有机物分子拥有的( ) A.同分异构体数 B.原子个数 C.基团种类 D.H原子种类 7.在有机化合物的研究过程中，能测出有机化合物相对分子质量的仪器是( ) A.红外光谱仪 B.元素分析仪 C.质谱仪 D.核磁共振仪 8.某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C一H键、O一H键、C一O键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，其核磁共振氢谱只有3组峰。则该有机物的结构简式是( ) A. B. C. D. 9.质谱法能够对有机分子进行结构分析，其方法是让极少量的化合物通过质谱仪的离子化室，样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子，然后测定其质荷比。某有机化合物样品的质谱图如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，该有机化合物可能是( ) A.甲醇 B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯 10.三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，它有毒，不可用于食品加工或食品添加剂。经李比希法分析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的质量分数高达66.67%，氢元素的质量分数为4.76%，其余为碳元素。它的相对分子质量大于100，但小于150。试回