1.2.2有机物分子式与分子结构的确定 课前导学 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

1.2.2有机物分子式与分子结构的确定—高一化学人教版（2019）选择性必修第三册课前导学 一、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 的分子离子和碎片离子等。这些离子因 不同、 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 与 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 的分子离子峰或质荷比 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 。 　分子式为C2H6O的结构有哪几种？写出各自的键线式。 答案：正电荷 质量 电荷 相对质量 电荷数 最右侧 最大值 46 2种，　。 二、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 。 (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。 例如：分子式为C2H6O的红外光谱上发现有O—H、C—H和C—O的吸收峰，可推知该分子的结构简式为 。 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 成正比。 (3)分析：吸收峰数目＝ ，吸收峰面积比＝ 。 (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 种处于不同化学环境的氢原子，个数比为 ，说明该未知物A的结构简式为 。 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。 答案：化学键或官能团 C2H5—OH 氢原子数 氢原子类型种类 氢原子数之比 3 3∶2∶1 CH3CH2OH (1)根据实验式CH4O可以确定分子式为CH4O。 (　　) (2)根据红外光谱可以确定有机物中化学键种类。 (　　) (3)核磁共振氢谱中,有几个吸收峰就说明有几个氢原子。 (　　) (4)CH3CH2CH2OH的核磁共振氢谱中,有3个吸收峰,且吸收峰面积之比为4∶3∶1。 (　　) (5)某有机化合物的核磁共振氢谱图如图所示,该有机化合物有4种不同化学环境的氢原子,个数比为1∶1∶1∶1。 (　　) 【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 1.常用于有机物分子式、结构式分析的仪器有哪几种? 【答案】质谱仪、核磁共振氢谱仪、红外光谱仪、X射线衍射仪等。 2.如何求算有机物相对分子质量? 【答案】(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:Mr=22.4×ρ。 (2)相对密度法:根据气体A相对于气体B的相对密度D,求算该气体的相对分子质量:MA=D×MB。 (3)混合物的平均相对分子质量:=。 (4)读图法:质谱图中,质荷比最大值即为该有机物的相对分子质量。 3.用质谱仪测定有机物A的相对分子质量,得到如图①所示质谱图。其核磁共振氢谱如图②所示。该分子的相对分子质量是多少?该物质的结构简式是什么? 【答案】由质谱图知其相对分子质量为46,观察A的核磁共振氢谱图可知:A有三种不同化学环境的氢原子,A的结构简式为CH3CH2OH。 1.下列方法常用于测定有机物的相对分子质量的是( ) A.质谱法 B.燃烧法 C.红外光谱法 D.核磁共振氢谱法 2.某有机物在氧气中充分燃烧，生成和的物质的量之比为1:2，则下列说法中正确的是( ) A.该有机物分子中C、H、O原子个数之比为1:2:3 B.该有机物分子中C、H原子个数之比为1:4 C.该有机物中一定含有氧元素 D.该有机物的最简式为 3.下列有机物分子在核磁共振氢谱中只有1组峰的是( ) A.HCHO B. C.HCOOH D. 4.已知某有机物18.0 g，升温使其汽化，测其密度是相同情况下的45倍，与足量在密闭容器中完全燃烧后，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，发现分别增重10.8 g和26.4 g。该有机物的分子式是( ) A. B. C. D. 5.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. 答案以及解析 1.答案：A 解析：质谱法是快速、精确测定有机物的相对分子质量的重要方法，A正确；燃烧法可确定有机物含有的元素种类以及实验式，B错误；红外光谱法可用于确定有机物分子中所含有的各种官能团和化学键，C错误；核磁共振氢谱法可确定有机物分子中氢原子的种类和它们的相对数目，D错误。 2.答案：B 解析：只根据生成物和无法确定该有机物中是否含有氧元素。由题意知该有机物分子中，其最简式可能为，也可能为。 3.答案：A 解析：核磁共振氢谱中只有1组峰，说明该分子中只有1种H原子。HCHO有1种H原子，核磁共振氢谱中只有1组峰，故A正确；有2种H原子，核磁共振氢谱中有2组峰，故B错误；HCOOH有2种H原子，核磁共振氢谱中有2组峰，故C错误；有2种H原子，核磁共振氢谱中有2组峰，故D错误。 4.答案：C 解析：同温同压下，气体的密度之比等于其相对分子质量之比，由测得密度是相同条件下的45倍知，该有机物的相对分子质量=45×2=90，该有机物的物质的量，与足量完全燃烧生成和，浓硫酸增重10.8 g为水的质量，则，碱石灰增重26.4 g为的质量，，根据元素质量守恒可得，，，所以A的分子式为。故选C。 5.答案：B 解析：相对分子质量为60，但分子中不含O一H键，有3种氢原子，A错误；相对分子质量为60，分子中含有C一H键、O一H键、C一O键，只有3种氢原子，B正确；相对分子质量为60，含有C一H键、O一H键、C一O键，有4种氢原子，C错误；相对分子质量为58，不含O一H键、C一O键，有3种氢原子，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$