第3章 第2节 有机化合物结构的测定(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3(鲁科版)

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第2节 有机化合物结构的测定

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1.了解研究有机化合物的基本步骤。

2.能进行确定有机化合物分子式的简单计算。

3.能根据官能团的特殊性质确定官能团的存在。

4.知道红外光谱仪、核磁共振仪等现代仪器在有机化合物分子结构测定中的应用。

知识点一 有机化合物分子式的确定

1.测定有机化合物结构的流程

测定有机化合物结构的核心步骤是 确定其分子式 ,以及检测分子中所含的 官能团 及其在碳骨架上的位置。

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2.有机化合物组成元素分析和相对分子质量的测定方法

(1)确定有机化合物分子式的关键

首先要知道该物质的 元素组成 、 各元素的质量分数 ,必要时还要测定其 相对分子质量 。

(2)确定有机化合物的元素组成

①碳、氢元素质量分数的测定——燃烧分析法

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②氮元素质量分数的测定

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③卤素质量分数的测定

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④氧元素质量分数的计算page number 0

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(3)有机化合物相对分子质量的测定

①测定有机化合物相对分子质量的方法很多,如使用 质谱仪 进行测定。

②质谱中,质荷比的最大值为相对分子质量。

3.确定有机化合物分子式的一般途径

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4.确定有机化合物分子式常用的方法

特殊法

根据特殊条件确定有机化合物的分子式:

(1)含氢量最高的烃为甲烷。

(2)通常情况下,烃的含氧衍生物为气态的是甲醛。

(3)对于烃类混合物,平均每个分子中所含碳原子数小于2,则该烃类混合物中一定含有甲烷

 

实验

式法

由有机化合物中各元素的质量分数求分子中各元素的原子个数之比(实验式),再由相对分子质量求分子式。

有机化合物相对分子质量的计算方法:

(1)根据标准状况下气体密度ρ0,计算该气体的摩尔质量,即该气体的相对分子质量Mr=ρ0×22.4(仅限于标准状况下使用)。

(2)根据气体A对气体B的相对密度D,求气体A的相对分子质量:Mr(A)=D·Mr(B)。

(3)求混合气体的平均相对分子质量:=Mr(A)×a%+Mr(B)×b%+Mr(C)×c%…(a%、b%、c%…为A、B、C…气体在混合气体中的体积分数)。

(4)运用质谱法测定相对分子质量

 

燃烧

分析法

若题目直接给出有机化合物及燃烧产物的质量,可根据有机化合物燃烧的化学方程式或差量法求出分子式。

常用的化学方程式:

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CxHy+O2xCO2+H2O

CxHyOz+O2xCO2+H2O

商余通式

法(适用于

烃类分子

式的求法)

根据烷烃(CnH2n+2)、烯烃和环烷烃(CnH2n)、炔烃和二烯烃(CnH2n-2)、苯的同系物(CnH2n-6)的组成通式可以看出,这些烃类物质的分子中都有一个共同的部分CnH2n,这一部分的式量为14n,因此用烃的相对分子质量除以14就可以确定分子中所含碳原子数,再根据余数就可以求出烃的分子式。一般规律如下:

 

商余通式

法(适用于

烃类分子

式的求法)

==商……余数

其中对烷烃、烯烃或环烷烃而言,商为烃分子中碳原子数,而对炔烃、二烯烃、苯或苯的同系物而言,碳原子数为商加1

提醒:部分有机化合物的实验式中,碳原子已达到饱和,则该有机化合物的实验式即为分子式。例如实验式为CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3的有机化合物,其实验式即为分子式。

【探究活动】 

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【交流讨论】

1.如何判断有机化合物中是否含有C、H、O等元素?如何通过实验进行检测?

提示:id:2147495080;FounderCES;将产物通过无水硫酸铜和澄清石灰水检测水和二氧化碳的生成。

2.如何进一步确定该有机化合物中各元素的质量分数及其实验式?

提示:通过燃烧分析法确定有机化合物的实验式:id:2147495087;FounderCES

定量测定:浓硫酸(水),碱石灰(二氧化碳),剩余气体体积(氮气)。

id:2147495094;FounderCESpage number 2

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