第1章 4 第二节 第2课时 有机化合物实验式、分子式、分子结构的确定（课件PPT）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3（人教版）

该高中化学课件聚焦有机化合物实验式、分子式、分子结构的确定，通过问题导入（如“求算气体摩尔质量的常用方法”）衔接元素定量分析、相对分子质量测定及结构确定，构建从元素质量分数到分子结构的递进式学习支架。 其亮点在于结合自我诊断与迁移应用，通过质谱图分析、核磁共振氢谱推断等实例，培养科学思维与科学探究能力。如利用红外光谱区分官能团，落实“结构决定性质”的化学观念，助力学生深化理解，教师可依托题目提升教学效率。

第2课时　有机化合物实验式、 分子式、分子结构的确定 1 学习目标 1.学会测定有机化合物所含各元素的质量分数、相对分子质量的一般方法，能确定有机化合物的分子式。　2.能够根据化学分析和波谱分析确定有机化合物的结构。 返回导航 知识点一 1 知识点二 2 内 容 索 引 课堂检测 巩固落实 3 知识点一 PART 01 第一部分 4 知识点一　确定实验式、分子式 1．确定实验式 (1)元素定量分析的原理：将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机物(如C→CO2，H→H2O)，并通过测定无机物的质量，推算出该有机化合物所含各元素的____________，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的__________________，确定其实验式(也称最简式)。 质量分数 最简整数比 返回导航 (2)元素定量分析的方法 ①李比希法   ②现代化的元素分析仪 分析的精确度和分析速度都达到了很高的水平。 返回导航 2．确定分子式 (1)质谱法 ①原理：质谱法是快速、精确测定____________的重要方法，测定时只需要很少量的样品。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____________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________________________的比值，即____________。 相对分子质量 分子离子 相对质量与电荷数 质荷比 返回导航 ②质谱图：以____________为横坐标，以各类离子的____________为纵坐标记录测试结果，就得到有机化合物的质谱图。如下图为某有机化合物的质谱图：   从图中可知，该有机化合物的相对分子质量为______，即__________________的数据就是样品分子的相对分子质量。 质荷比 相对丰度 46 质荷比最大 返回导航 　求算气体的摩尔质量的常用方法有哪些？ 返回导航 (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。 返回导航 × (1)验证有机化合物是否属于烃时，只需测定产物中CO2和H2O的物质的量之比(　　) (2)有机化合物的实验式与分子式一定不同(　　) (3)已知某有机化合物的实验式，必须知道相对分子质量才可以确定分子式(　　) (4)乙醇的质谱图中质荷比为46的微粒是CH3CH2OH(　　) × × × 返回导航 √ 1．某有机化合物的相对分子质量为60，0.1 mol该有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成3.6 g H2O和8.8 g CO2。下列说法错误的是(　　) A．该有机化合物的实验式为CH2O B．该有机化合物一定为乙酸 C．该有机化合物中碳原子数与氢原子数之比为1∶2 D．该有机化合物中一定含有氧元素 返回导航 解析：依题意可知，0.1 mol该有机化合物中含有氢原子的物质的量为 0.4 mol，碳原子的物质的量为0.2 mol，结合相对分子质量可知该有机化合物的分子式为C2H4O2。根据上述分析可知，该有机化合物的实验式为CH2O，A正确； 分子式为C2H4O2的有机化合物不一定为乙酸，也可能是甲酸甲酯，B错误； 该有机化合物的分子式为C2H4O2，碳原子数与氢原子数之比为1∶2，C正确； 该有机化合物的分子式为C2H4O2，含有氧元素，D正确。 返回导航 √ 解析：由质谱图可知，该有机化合物的相对分子质量为78，选项中只有苯的相对分子质量为78，故选A。 返回导航 3．某有机化合物在相同状况下对氢气的相对密度为45。取该有机化合物样品3.6 g在纯氧中充分燃烧得到两种产物，将产物先后通过过量浓硫酸和碱石灰，两者分别增重2.16 g和5.28 g。该有机化合物的分子式为(　　) A．C3H6O3 B．CH2O3 C．C3H6O2 D．C3H8O3 √ 返回导航 返回导航 知识点二 PART 02 第二部分 17 知识点二　确定分子结构 1．红外光谱 (1)原理：不同的____________或____________的吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。 化学键 官能团 返回导航 (2)作用：获得分子中所含有的____________或____________的信息。如分子式为C2H6O的有机化合物(可能有两种结构：__________________或____________)的红外光谱图如下，从图中可以找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此可以初步推测该有机化合物是含有羟基官能团的化合物，结构可表示为____________。 化学键 官能团 CH3CH2OH CH3OCH3 C2H5OH 返回导航 2．核磁共振氢谱 (1)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，相应的信号在谱图中出现的位置也不同，具有不同的化学位移(用δ表示)，而且吸收峰的面积与氢原子数成______。 正比 返回导航 (2)作用：获得有机化合物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及它们的相对数目等信息。吸收峰数目＝____________，吸收峰面积比＝______________________________。如分子式为C2H6O的有机化合物的核磁共振氢谱图如下，该有机化合物的结构简式为____________。 氢原子种类 不同化学环境的氢原子数目比 CH3CH2OH 返回导航 3．X射线衍射 (1)原理：X射线和晶体中的______相互作用产生衍射图。 (2)作用：获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。 原子 返回导航 × √ (1)根据红外光谱图的分析可以初步判断有机化合物中含有的化学键(　　) (2)CH3COOCH3在核磁共振氢谱图中只有一组吸收峰(　　) (3)核磁共振氢谱能反映出有机化合物分子中处于不同化学环境的氢原子的种类和数目(　　) (4)X射线衍射技术用于有机化合物晶体结构的测定，可以获得直接而详尽的结构信息(　　) × √ 返回导航 √ 1．二甲醚(CH3—O—CH3)和乙醇互为同分异构体，下列方法中不能鉴别二者的是(　　) A．利用金属钠或者金属钾 B．利用质谱法 C．利用红外光谱法 D．利用核磁共振氢谱法 返回导航 解析：活泼金属钠、钾能与乙醇反应产生气体，而不与二甲醚反应，可以鉴别，A不符合题意； 二者的相对分子质量相等，利用质谱法不能鉴别，B符合题意； 二甲醚和乙醇分子中分别含有醚键和羟基，官能团不同，可用红外光谱法鉴别，C不符合题意； 二甲醚分子中只有一种化学环境的H原子，乙醇分子中有三种处于不同化学环境的H原子，可用核磁共振氢谱法鉴别，D不符合题意。 返回导航 √ 返回导航 (CH3)3CH的核磁共振氢谱有两组峰且峰面积之比为9∶1，故B项不符合题意； CH3CH2OH的核磁共振氢谱有三组峰，故C项不符合题意； CH3CH2CH2COOH的核磁共振氢谱有四组峰，故D项不符合题意。 返回导航 3．某有机化合物M的分子式为C4H10O，红外光谱图如下图所示。M的结构简式为(　　) A.CH3CH2OCH2CH3 B．CH3OCH2CH2CH3 C．CH3CH2CH2OCH3 D．(CH3)2CHOCH3 解析：M的分子式为C4H10O，根据红外光谱图可知，M分子中含有对称的—CH3、对称的—CH2—和醚键，故M的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。 √ 返回导航 课堂检测 巩固落实 PART 03 第三部分 29 1．下列说法正确的是(　　) A．红外光谱只能检测化学键，不能检测官能团 B．核磁共振氢谱显示邻二甲苯只有两组吸收峰且峰面积比为3∶2 C．质谱法能确定有机化合物的相对分子质量 D．X射线衍射仪能够测定有机化合物中有哪些元素 √ 返回导航 解析：红外光谱可反映有机化合物分子中含有的化学键或官能团的信息，故A错误； 邻二甲苯分子中有3种处于不同化学环境的氢原子，在核磁共振氢谱中有三组吸收峰，且峰面积比为3∶1∶1，故B错误； 通过质谱法能确定有机化合物的相对分子质量，故C正确； X射线衍射仪能够获得有机化合物分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息，故D错误。 返回导航 2．(2025·大连高二质检)某有机化合物N的质谱、核磁共振氢谱如下图所示，N的结构简式可能为(　　)   A．HCOOH B．CH3CH2CHO C．CH3CH2OH D．CH2===CHOCH3 √ 返回导航 解析：由题图可知，有机化合物N的相对分子质量为46，有3种处于不同化学环境的氢原子。HCOOH的相对分子质量为46，有2种处于不同化学环境的氢原子，A不符合题意； CH3CH2CHO的相对分子质量为58，有3种处于不同化学环境的氢原子，B不符合题意； CH3CH2OH的相对分子质量为46，有3种处于不同化学环境的氢原子，C符合题意； CH2===CHOCH3的相对分子质量为58，有3种处于不同化学环境的氢原子，D不符合题意。 返回导航 3．某烃中碳元素和氢元素的质量比是24∶5，该烃在标准状况下的密度是2.59 g·L-1，其分子式为(　　) A．C2H6 B．C4H10 C．C5H8 D．C7H8 √ 返回导航 4．已知有机化合物Q的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示，下列说法错误的是(　　)     A．若Q的分子式为C3H6O，则Q的结构简式为CH3COCH3 B．由核磁共振氢谱可知，该有机化合物分子中有三种处于不同化学环境的氢原子 C．由红外光谱可知，该有机化合物中至少有三种不同的化学键 D．仅由核磁共振氢谱无法得知Q分子中的氢原子总数 √ 返回导航 解析：若Q的分子式为C3H6O，结构简式为CH3COCH3，则分子中只有一种化学环境的氢原子，且不存在O—H、C—O，与图像不符，故A错误； 由核磁共振氢谱可知，该有机化合物分子中有三种处于不同化学环境的氢原子，故B正确； 由红外光谱可知，该有机化合物中至少有C—H、O—H、C—O三种不同的化学键，故C正确； 由核磁共振氢谱可判断有机化合物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及它们的相对数目，无法得知氢原子总数，故D正确。 返回导航 5．根据研究有机化合物的步骤和方法填空： (1)测得A的蒸气密度是相同状况下氢气密度的35倍，A的相对分子质量为________。 解析：A的相对分子质量为2×35＝70。 70 返回导航 (2)将5.6 g A在足量氧气中燃烧，并将产物依次通过无水氯化钙和KOH浓溶液，二者分别增重7.2 g和17.6 g。A的分子式为________。 C5H10 返回导航 (3)将A通入溴的四氯化碳溶液中，溴的四氯化碳溶液褪色，说明A属于________(填按官能团分类的物质类别)。 解析：符合分子式为C5H10的有烯烃和环烷烃，能使溴的四氯化碳溶液褪色，则为烯烃。 烯烃 返回导航 (4)A的核磁共振氢谱如下图所示，A的结构简式为___________________　。 返回导航 提示：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。 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。 ③混合气体平均摩尔质量：＝。 2．某有机化合物的质谱图如下图所示，该有机化合物的结构简式可能是(　　) A． B． C． D．CH3CH2OCH3 解析：某有机化合物在相同状况下对氢气的相对密度为45，则该有机化合物的相对分子质量为45×2＝90。由题意可知，该有机化合物在纯氧中充分燃烧生成H2O的物质的量为＝0.12 mol，CO2的物质的量为＝0.12 mol，3.6 g该有机化合物中H原子的物质的量为0.24 mol，C原子的物质的量为0.12 mol，O原子的物质的量为＝0.12 mol，该有机化合物中C、H、O原子个数比为1∶2∶1，设该有机化合物的分子式为(CH2O)n，(12＋2＋16)×n＝90，解得n＝3，即该有机化合物的分子式为C3H6O3。 2．(2025·洛阳高二月考)为测定某有机化合物的结构，用核磁共振仪处理后得到如下图所示的核磁共振氢谱。该有机化合物可能是(　　) A． B．(CH3)3CH C．CH3CH2OH D．CH3CH2CH2COOH 解析：该有机化合物的核磁共振氢谱有两组峰且峰面积之比为3∶2。的核磁共振氢谱有两组峰且峰面积之比为3∶2，故A项符合题意； 解析：N(C)∶N(H)＝∶＝2∶5，该烃的实验式为C2H5；M＝ρVm＝ 2.59 g·L-1×22.4 L·mol-1≈58 g·mol-1，设该烃的分子式为(C2H5)n，则有(24＋5)n＝58，解得n＝2，故该烃的分子式为C4H10。 解析：5.6 g A中含m(C)＝×12＝4.8 g，n(C)＝0.4 mol，m(H)＝×2＝0.8 g，n(H)＝0.8 mol，故A中只含碳、氢两种元素，实验式为CH2；设A的分子式为(CH2)n，12n＋2n＝70，解得n＝5，所以A的分子式为C5H10。 解析：A的核磁共振氢谱图中有4组吸收峰，且峰面积之比为1∶1∶2∶6，则A的结构简式为。 $