1.2.2 有机化合物的分子式和结构的确定-2023-2024学年高二化学同步教学精品课件（人教版2019选择性必修3）

有机化学是在原子、分子水平上研究有机化合物的组成、结构、性质、转化及应用的科学。我们生活中的衣食住行都离不开有机化合物。有机化合物中的原子主要以共价键相结合，分子结构复杂，这决定了有机化合物种类繁多、数量庞大，决定了有机化合物的性质与无机化合物的相比有很大不同。大参数有机化合物不溶于水，可以燃烧。有机反应多为分子间的反应，一般反应速度较小，常伴有副反应，产物比较复杂。 有机化合物的结构可以通过仪置分析的方法进行测定，其结构中的官能团是进行有机化合物分类的基本依据，并与有机化合物的特征性质密切相关。官能团的种类和相互影响、化学键的类型和极性是认识有机化合物结构特征和有机反应的重要视角。 ●有机化合物的结构特点 ●研究有机化合物的一般方法 第二节 研究有机化合物的一般方法 （第2课时 有机化合物的分子式和结构的确定） 第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 2 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，能依据元素分析和质谱数据推断有机化合物的分子式，能依据波谱分析数据推断简单有机化合物的分子结构。 2．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。 研究有机化合物的基本步骤 蒸馏、萃取、 分液、重结晶等 元素定量分析 质谱法 波谱分析： 红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射等 分离、提纯 确定实验式 确定分子式 确定分子结构 二、确定实验式 表示有机化合物分子中所含元素的原子个数最简整数比的式子。 元素分析： 定性分析 定量分析 化学方法测定 鉴定有机物的元素组成 测定有机物各元素的质量分数 元素定量分析原理： 一定量有机物 燃烧 简单无机物 定量测定 无机物质量 推算 各元素的质量分数 实验式(最简式） 计算 (也称最简式) 李比希 李比希元素分析仪 【小试牛刀】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： N(C):N(H):N(O)＝＝2:6:1 答：该未知物A的实验式为C2H6O。 【小试牛刀】燃烧某有机物A 1.50g，生成1.12L(标况)CO2和0.05mol H2O。求该有机物的分实验式。 【解答】 则，实验式为：CH2O 可以直接测出有机物中各元素原子的质量分数 2．现代元素分析仪 “快、狠、准” 现代元素分析仪 三、确定分子式 根据实验式确定它的分子式，还需要什么条件？ 确定相对分子质量 1．计算法 ②相对密度法：根据气体A相对于气体B(已知)的相对密度d。 MA＝d×MB。 ①标准状况密度法：已知标准状况下气体的密度ρ，求算摩尔质量。 M＝ρ×22.4 L·mol－1。 ④利用各类有机物的分子通式及相应的化学反应方程式 ③混合气体平均摩尔质量： 【小试牛刀】列式计算下列有机物的相对分子质量： 28 (4)3.2g某饱和一元醇与足量金属钠反应得到1.12L(标况)氢气。 (1)标准状况下0.56g某气态烃的体积为448ml； (2)某有机物在相同状况下对空气的相对密度为4； (3)某有机物的蒸气密度是相同状况下氢气密度的14倍； 29×4=116 14×2=28 2R－OH＋2Na → 2R－ONa＋H2↑ 32 2、仪器测定 相对分子质量的测定—— 质谱法 有机物分子 确定相对分子质量 离子的质荷比 高能电子 流轰击 带正电荷的分子离子和碎片离子 磁场作用下先后到达检测仪 质谱图 质荷比= 电荷 相对分子质量 相对分子质量 质荷比最大的就是其相对分子质量 【小试牛刀】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（ ）。 ②确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为（ ），分子式为（ ）。 74 设分子式为； (C4H10O)n 则 74n＝74 n＝1 分子式为 C4H10O C4H10O 74 C4H10O 四、确定分子结构 例：未知物A的分子式为C2H6O，其结构可能是什么？ 确定有机物结构式的一般步骤是： （1）根据分子式写出可能的同分异构体 （2）利用该物质的性质推测可能含有的官能团，最后确定正确的结构 测定方法 化学方法：看是否与Na反应 物理方法：红外