第一章 第二节 第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定（讲义及解析）-2024-2025学年高二化学选择性必修3（人教版2019）

第2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定

一、有机化合物实验式和分子式的确定

1．确定实验式——元素分析

实验式：有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，又称为最简式

如：乙酸的分子式为C2H4O2，实验式为CH2O

(1)元素分析

①定性分析——确定有机物的元素组成

用化学方法测定有机物分子的元素组成。如：燃烧后，一般C生成CO2、H生成H2O、N生成N2、S生成SO2、Cl生成HCl

②定量分析——确定有机物的实验式

将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物，并定量测定各产物的质量，从而推算出有机物中各组成元素的质量分数，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式

(2)李比希法确定实验式

(3)实验式(最简式)与分子式的关系：分子式＝(最简式)n

例．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%。则：

①计算该有机化合物中氧元素的质量分数：(O)=100%—52.2%—13.1%=34.70%

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

③该未知物A的实验式为C2H6O

2．确定分子式

(1)质谱法——测定相对分子质量

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

②质谱图：以质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标，根据记录结果所建立的坐标图

③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

④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

(2)确定分子式——在确定了物质的实验式(最简式)和相对分子质量之后，就可进一步确定其分子式

计算依据：分子式是实验式的整数倍

注意

 

 

 

【对点训练1】

1．下列有关说法错误的是(　　)

A．李比希法是定量研究有机物中元素组成的方法       

B．元素分析仪可用于分析有机物中的元素组成

C．利用李比希法可以确定有机物分子的实验式         

D．元素分析可以确定未知物的分子式

2．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

3．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是(　　)

A．只测定它的C、H原子个数比

B．只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2

C．只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值

D．测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量

4．某有机化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O，下列关于该有机物的说法中错误的是(　　)

A．该有机物仅含碳、氢两种元素              B．该化合物中碳、氢原子个数比为1∶4

C．该有机物属于醇类                        D．该有机物相对分子质量为32

5．实验室测定青蒿素(只含C、H、O元素)中氧元素质量分数的实验装置如图所示，下列实验操作或叙述正确的是(　　)

A．D装置的目的仅是氧化青蒿素分解的氢气，使之完全转化为水

B．E、F中分别加入的是碱石灰和P2O5

C．确定氧元素的质量分数，需要的数据是实验前后装置C、E、F的质量变化