第1章 第2节 第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二化学选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 单选）

第2课时　有机化合物分子式和分子结构的确定 [课程标准]　1.能说出测定有机化合物分子结构的常用仪器及分析方法，能结合简单图谱信息分析判断有机物分子结构。　2.通过测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，能确定有机化合物分子式，并能根据特征结构和现代物理技术确定物质结构。 知识点一　确定实验式 1．元素定性分析 用化学方法测定有机化合物的元素组成。如一般情况下完全燃烧后：C→CO2；H→H2O；N→N2；S→SO2。 2．元素定量分析——确定有机物的实验式 (1)实验式：有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，也称最简式。 (2)测定步骤(李比希法) 【微自测】　 已知：3.0 g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4 g CO2和1.8 g H2O。请判断正误。 学生用书↓第12页 1．该有机化合物中只含有碳元素和氢元素(　　) 2．该有机化合物中一定含有氧元素(　　) 3．该有机化合物的最简式是CH2O(　　) 4．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(　　) 答案：1.×　2.√　3.√　4.√ 某有机化合物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的水和二氧化碳，据此： (1)能否确定该有机物分子中含有氧元素？ (2)能否确定该有机物分子中碳原子与氢原子的数目之比？ 提示：(1)否；(2)能。根据生成等物质的量的H2O和CO2，只能推断出该有机物分子中C、H原子个数比为1∶2，不能确定是否含有氧元素。 归纳总结 有机物实验式(最简式)的确定方法： 1．确定有机物中碳、氢元素的质量分数。 2．分析有机物中是否含有氧元素以及其他元素。　　 1．(2023·山东济南高二检测)某物质在空气中完全燃烧时，生成水和二氧化碳的分子数之比为2∶1，则该物质可能是(　　) A．C2H6 B．C2H4 C．C2H5OH D．CH3OH D　[该物质完全燃烧生成水和二氧化碳的分子数比为2∶1，即N(H2O)∶N(CO2)＝2∶1，则该物质中氢原子与碳原子个数之比为(2×2)∶1＝4∶1，化学式满足N(C)∶N(H)＝1∶4的是CH3OH，所以D正确。] 2．某化合物6.2 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。通过计算说明该有机物中是否含有氧元素。试确定该有机物的实验式。 提示：n(CO2)＝0.2 mol，n(C)＝n(CO2)＝0.2 mol，m(C)＝0.2 mol×12 g·mol－1＝2.4 g；n(H2O)＝0.3 mol，n(H)＝2n(H2O)＝0.6 mol，m(H)＝0.6 g；m(C)＋m(H)＝2.4 g＋0.6 g＝3.0 g＜6.2 g，所以该化合物中一定含有氧元素，其质量为6.2 g－3.0 g＝3.2 g，其物质的量n(O)＝＝0.2 mol。n(C)∶n(H)∶n(O)＝N(C)∶N(H)∶N(O)＝1∶3∶1，实验式为CH3O。 知识点二　确定分子式——质谱法 1．质谱图 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，质荷比的最大值就表示了样品分子的相对分子质量。 【微自测】　判断正误 1．验证有机物属于烃时只需测定产物中的CO2和H2O的物质的量之比(　　) 2．0.1 mol两种气态烃组成的混合气体完全燃烧得0.16 mol CO2和3.6 g H2O，则一定含CH4(　　) 3．有机物的实验式、分子式一定不同(　　) 4．已知某有机物的实验式，必须知道相对分子质量才可以确定分子式(　　) 5．质谱图中最右边的谱线表示的数值为该有机物的相对分子质量(　　) 答案：1.×　2.√　3.×　4.×　5.√ 某有机物分子式的确定。 (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________。 (2)确定分子式：如图是该有机物的质谱图，则其相 学生用书↓第13页 对分子质量为________；分子式为________。 提示： (1)该物质中碳、氢、氧原子个数之比＝∶∶≈4∶10∶1，其实验式为C4H10O。 (2)由质谱图知其相对分子质量为74，而其实验式的相对分子质量为12×4＋1×10＋16＝74，故其分子式为C4H10O。 归纳总结 有机物相对分子质量的计算方法 1．标态密度法：根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相对分子质量：M＝22.4×ρ。 2．相对密度法：根据气体A相对