1.2 第2课时 有机化合物实验式、分子式、分子结构的确定 课后达标 素养提升(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修第三册（人教版）

该高中化学课件聚焦有机化合物结构测定，涵盖元素分析、质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等仪器分析方法及燃烧法实验，通过真题情境衔接有机物组成与性质知识，构建从组成到结构的认知支架。 其亮点在于结合2024年各地高二统考真题，以卷心菜蜡状物质、牛奶香气化合物等真实情境为载体，通过谱图数据分析和实验推导培养科学思维与探究能力。学生能提升证据推理与模型认知能力，教师可借助层次化题目设计高效开展教学。

课后达标 素养提升 1 1．(2024·贵州高二统考)化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是(　　) A．元素分析仪用于测定分子的空间结构 B．红外光谱、核磁共振氢谱均可以区分丙醇和乙酸 C．质谱仪通过分析最小的碎片离子测出分子的相对质量 √ 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 1 9 10 12 13 11 2 3 解析：A.元素分析仪可对物质中的元素及含量进行定量分析，但无法确定分子的空间结构，故A错误。 B.丙醇的结构简式为CH3CH2CH2OH，乙酸的结构简式为CH3COOH，红外光谱可以判断出所含官能团、化学键的信息，能够区分二者；核磁共振氢谱可以获得不同化学环境的氢原子及它们的相对数目等信息，也可以区分二者，故B正确。 C.质谱仪通过分析最大的碎片离子测出分子的相对质量，即最大质荷比等于相对分子质量，故C错误。 D.苯甲醇中有五种处于不同化学环境的氢原子，峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1，故D错误。 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 1 9 10 12 13 11 2 3     A.质谱图，样品的相对分子质量为31 B.红外光谱，样品结构中含有羟基 2．下列对有关图谱的说法不正确的是(　　) √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升     C.核磁共振氢谱，样品结构中含有三种处于不同化学环境的氢原子 D.X射线衍射图，样品为晶体 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：A.题图为质谱图，样品的相对分子质量为71，故A错误； B.题图为红外光谱，样品结构中含有羟基，故B正确； C.题图为核磁共振氢谱，含有三组峰，即样品结构中含有三种处于不同化学环境的氢原子，故C正确； D.题图为晶体的X射线衍射图，有尖锐的峰值，说明样品为晶体，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 3．6.4 g某有机化合物在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列说法正确的是(　　) A．该有机化合物中仅含碳、氢两种元素 B．该有机化合物中碳、氢原子个数比为1∶8 C．无法确定该有机化合物中是否含有氧元素 D．该有机化合物的实验式为CH4O √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 6.4 g该有机化合物中含有0.2 mol C、0.8 mol H，碳、氢原子个数比为1∶4，故B错误； 6.4 g该有机化合物中含有0.2 mol C、0.8 mol H、0.2 mol O，该有机化合物的实验式为CH4O，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4．下列有机化合物的核磁共振氢谱图吸收峰的数目正确的是(　　) √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 5．某气态有机化合物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件中所需的最少条件是(　　) ①X中碳的质量分数　②X中氢的质量分数 ③X在标准状况下的体积　④质谱图确定X的相对分子质量　⑤X的质量 A．①② B．①②④ C．①②⑤ D．③④⑤ 解析：由①②可得有机化合物的实验式，由①②④可得有机化合物的分子式。 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 6．卷心菜叶子表层含有一种蜡状物质，该物质的质谱图显示其相对分子质量为408，红外光谱显示分子中除碳碳单键外，只有一种化学键且分子中不含环状结构。该物质的分子式为(　　) A．C27H52O2 B．C28H56O C．C29H60 D．C30H48 解析：红外光谱显示分子中除碳碳单键外，只有一种化学键，即C—H，并且分子中不含环状结构，故该物质的分子通式应该是CnH2n＋2，相对分子质量为408，故分子式为C29H60，C项正确。 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 7．(2024·泉州高二期末)有机化合物X为烃的含氧衍生物，其蒸气相对氢气的密度为29，取5.8 g该有机化合物在氧气中完全燃烧，将产物依次通过浓硫酸和碱石灰，二者分别增重5.4 g和13.2 g。该有机化合物的分子式是(　　) A．C3H6O B．C2H2O2 C．C2H6O2 D．C4H10 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 8．某有机化合物A经李比希法测得其中碳元素的质量分数为72%、氢元素的质量分数为6.67%，其余为氧元素。 方法一：用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。 方法二：用核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3，如图1。 方法三：利用红外光谱仪测得A的红外光谱，如图2。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 试回答下列问题。 (1)A的分子式为____________。 C9H10O2 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (2)A的分子中只含一个甲基的依据是________(填字母)。 a．A的相对分子质量 b．A的分子式 c．A的核磁共振氢谱图 解析：A的分子中只含一个甲基的依据是A的分子式及A的核磁共振氢谱图。 bc 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (3)若A中含有酯基，则A的结构简式可能为___________________________ (填一种即可)。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 9．下列装置中有机化合物样品在电炉中充分燃烧，通过测定生成的CO2和H2O的质量，来确定有机化合物的分子式。 请回答下列问题： (1)B装置中试剂X可选用________。 解析：B装置用于干燥通入C装置中的氧气，试剂X可选用浓硫酸。 浓硫酸 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (2)D装置中无水氯化钙的作用是___________________， E装置中碱石灰的作用是_____________________________。 解析：D装置中无水氯化钙的作用是吸收生成的水，E装置中碱石灰的作用是吸收生成的二氧化碳。 吸收生成的水 吸收生成的二氧化碳 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.44 g样品，经充分反应后，D装置质量增加0.36 g，E装置质量增加0.88 g，已知该有机化合物的相对分子质量为44，该有机化合物的分子式为________。 C2H4O 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (4)若该有机化合物的核磁共振氢谱如下图所示，则其结构简式为________。 解析：根据该有机化合物的核磁共振氢谱图可知，有2组峰，且峰面积之比为1∶3，该有机化合物的结构简式为CH3CHO。 CH3CHO 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (5)某同学认为E装置和空气相通，会影响测定结果的准确性，应在E装置后再增加一个E装置，主要目的是__________________________________。 吸收空气中的二氧化碳和水蒸气 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：核磁共振氢谱图中有4组峰，说明分子中共有4种处于不同化学环境的氢原子，A项正确； 由题给信息可确定该有机化合物的分子式为C4H6O，又因红外光谱图显示其含有C===C和C===O，核磁共振氢谱图中峰面积之比为1∶1∶1∶3，可知该有机化合物的结构简式为CH3CH===CHCHO，B、C项正确； 1 mol CH3CH===CHCHO最多能与1 mol Br2发生加成反应，D项错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 11．(2024·焦作高二期末)测得某有机化合物中碳元素的质量分数为60%，氢元素的质量分数为13.33%。0.2 mol该有机化合物的质量为12 g，其红外光谱图只有C—C、C—H、O—H、C—O的吸收峰。下列有关该有机化合物的叙述不正确的是(　　) A．该有机化合物属于烃的含氧衍生物 B．该有机化合物质谱图中最大质荷比是60 C．该有机化合物能与金属Na反应 D．该有机化合物的核磁共振氢谱图中有4组吸收峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 B.该有机化合物的相对分子质量为60，即质谱图中最大质荷比是60，B正确； C.该有机化合物为醇，能与金属Na反应，C正确； D.因无法确定该有机化合物的结构，故核磁共振氢谱图中吸收峰的数目及峰面积之比无法确定，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 12．将6.8 g有机化合物X完全燃烧，生成3.6 g H2O和8.96 L(标准状况)CO2。X的核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为 3∶2∶2∶1。X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其质谱图、红外光谱图如下图所示。下列关于X的叙述正确的是(　　) A．有机化合物 X的相对分子质量为106 B．有机化合物 X分子中含有官能团的名称为酯基 C．符合题中X分子结构特征的有机化合物有2种 D．X分子中所有的原子可能在同一平面上 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 有机化合物X中含有饱和碳原子，与饱和碳原子相连的4个原子形成四面体结构，故X分子中所有原子不可能共面，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 13．(2024·淮南高二联考)有机化合物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气，主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等类型香精，其沸点为148 ℃。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机化合物M，然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机化合物M的分子组成和结构，具体实验过程如下： 步骤一：将粗品用蒸馏法进行纯化。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (1)蒸馏装置如图1所示，图中虚线框内应选用右侧的________(填“仪器x”或“仪器y”)。 步骤二：确定M的实验式和分子式。 解析：蒸馏装置中应该使用直形冷凝管，故选用仪器y。 仪器y 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (2)利用元素分析仪测得有机化合物M中碳元素的质量分数为54.5%，氢元素的质量分数为9.1%。 ①M的实验式为________。 ②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍，则M的相对分子质量为__________，分子式为________。 步骤三：确定M的结构简式。 C2H4O 88 C4H8O2 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示，图中峰面积之比为1∶3∶1∶3；利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。 M中官能团的名称为____________，M的结构简式为________________(填键线式)。 羟基、羰基 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (答案合理即可) 解析：M＝＝＝60 g/mol，碳原子数为＝3，氢原子数为≈8，氧元素的质量分数为1－13.33%－60%＝26.67%，氧原子数为≈1，故该有机化合物的分子式为C3H8O。红外光谱图只有C—C、C—H、O—H、C—O的吸收峰，故该有机化合物的结构简式为CH3CH2CH2OH或。A.该有机化合物为醇，属于烃的含氧衍生物，A正确； 故n(X)∶n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.05 mol∶0.4 mol∶0.4 mol∶0.1 mol＝1∶8∶8∶2，X的分子式为C8H8O2，结合题给信息与红外光谱图可知，X的结构简式为，B正确，C错误； $