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-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

第2课时　有机化合物分子式和分子结构的确定

[学习目标]　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。

任务一　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

用元素符号表示化合物分子中元素种类和各元素原子个数最简整数比的式子，也称最简式。

(2)李比希法确定有机物的实验式

C、H、O的质量分数C、H、O的原子个数比实验式。

(3)元素分析仪法确定有机物的实验式。

[交流研讨]　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？

提示：否。

(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：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。

1.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

答案：D

解析：该物质完全燃烧生成水和二氧化碳的分子数之比为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.A是一种只含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。其中碳的质量分数为44.1％，氢的质量分数为8.82％，则A的实验式是　　　　。

答案：C5H12O4

解析：由于A中碳的质量分数为44.1％，氢的质量分数为8.82％，故A中氧的质量分数为1－44.1％－8.82％＝47.08％，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶≈5∶12∶4，其实验式为C5H12O4。

3.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。并确定该有机物的实验式。

　　　　　　

　　　　　　

答案：该有机物中含有氧元素；该有机物的实验式为CH3O。

解析：6.2 g－8.8 g×－5.4 g ×＝3.2 g，说明该有机物中含有氧元素。n(O)＝＝0.2 mol，n(C)＝n(CO2)＝0.2 mol，n(H)＝2n(H2O)＝0.6 mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝N(C)∶N(H)∶N(O)＝1∶3∶1，实验式为CH3O。

任务二　确定分子式

1.确定相对分子质量

(1)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，记录结果所建立的坐标图。下图为某有机化合物的质谱图：

从图中可知，该有机物的分子离子峰的质荷比数值为46，即质荷比最大的数据就是样品分子的相对分子质量。

(2)计算法

①标况密度法：已知标准状况下气体的密度ρ，摩尔质量：M＝ρ×22.4 L·mol－1(限于标准状况下)。

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。