第二节 研究有机化合物的一般方法 第2课时（同步课件）-【上好课】高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修3）

第二节 研究有机化合物的一般方法 第2课时 第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 1 有机物分子结构的确定 2 有机化合物实验式和分子式的确定 1 本节重点 本节难点 知识导航 20世纪70年代初，屠呦呦等科学家提取了青蒿素，后通过元素分析和质谱法分析，确定其相对分子质量为282，分子式为C15H22O5。经红外光谱和核磁共振谱分析，确定其分子中含有酯基和甲基等结构片段。通过化学反应证明其分子中含有过氧基(—O—O—)。1975年底，我国科学家通过X射线衍射最终测定了它的分子结构。 新课导入 元素 分析 质谱法 红外 光谱 核磁 共振 X射线 衍射 新课讲授 燃烧法(李比希法) 某有机物完全燃烧后，若产物只有CO2和H2O ，其元素组成为_______________________。 最早定量分析有机化合物的元素的科学家 德国化学家李比希 (J. von Liebig，1803—1873) 李比希元素分析仪 如果碳与氢的百分含量相加达不到100%，而又检测不出其他元素，则差数就是氧的百分含量 肯定有C、H，可能有O 实验装置 新课讲授 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) 确定实验式 简单的无机物 有机物 点燃 C→CO2 H→H2O N→N2 S→SO2 Cl→HCl 元素定量分析的原理 表示化合物所含元素的原子种类及数目的式子，表示物质的真实组成 分子式 新课讲授 确定实验式 实验式(最简式)与分子式的关系：分子式=(最简式)n，若有机物的实验式中，碳原子已经达到饱和，则该物质的实验式与分子式相同 元素定量分析的原理 实验式 分子式 CH4 CH4 C2H6O C2H6O CH2O C2H4O2 新课讲授 确定实验式 实验装置 吸收H2O 吸收CO2 新课讲授 根据吸收剂在吸收前后的质量差，计算出有机化合物中碳、氢元素的质量分数，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 m(C)＝ × 12 44 m(CO2) m(H)＝ × 2 18 m(H2O) 确定实验式 若m(有机物) ＝ m(C)+m(H)，则说明该有机物中只含碳和氢两种元素 情况一 若m(有机物)>m(C)＋m(H)且完全燃烧只生成CO2和H2O，则说明有机物中含有C、H、O三种元素，其中m(O)=m(有机物)-m(C)-m(H) 情况二 新课讲授 【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。 【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： = 2 : 6 : 1 答：该未知物A的实验式为C2H6O。 N(C) : N(H) : N(O) = 52.2% 12.01 13.1% 1.008 34.7% 16.00 : : 典例精讲 李比希还建立了含氮、硫、卤素等有机化合物的元素定量分析方法，这些方法为现代元素定量分析奠定了基础。 现在，元素定量分析使用现代化的元素分析仪，分析的精确度和分析速度都达到了很高的水平 新课讲授 元素定量分析只能确定有机化合物分子中各组成原子的最简整数比，得到实验式。要确定它的分子式，还必须知道其相对分子质量。目前有许多测定相对分子质量的方法，质谱法是其中最精确而快捷的方法 质谱仪 新课讲授 确定分子式 质谱仪 分子离子 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。 计算机对其分析后，得到它们的_________________的比值，即 。 原理 相对质量与电荷数 质荷比 新课讲授 如图为某有机物的质谱图： 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。 46 质荷比最大 确定分子式 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。 质荷比 各类离子的相对丰度 新课讲授 【例1】某有机物的结构确定： (1)测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，则其实验式是________。 C4H10O (2)确定分子式：如图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为____