1.2.2实验式、分子式等的确定 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

走进奇妙的化学世界 2022-2023 选择性必修3 第一章· 有机化合物的结构特点 与研究方法 第二节 研究有机化合物的 一般方法 黄酒的主要成分是什么？ 酿酒小故事 有机化合物A 【思考】如何提纯黄酒中的有机化合物A？ 导： 思+议： 1.如何确定有机化合物的实验式？ 2.如何确定有机化合物的分子式？ 3.怎么用现代分析仪器确定比较复杂有机化合物的分子结构？ 定量分析： 用化学方法鉴定有机化合物的元素组成，如燃烧法： 1.实验式： 表示有机化合物分子中各元素的原子个数最简整数比，也称最简式。 定性分析： 用化学方法测定有机化合物的元素组成，如燃烧法： 元素分析 有机物 燃烧 CO2 H2O 检验产物 有机物 元素组成 一定量 有机物 燃烧 CO2 H2O 测定产物 有机物 元素组成 推算 学习任务一：有机化合物实验式的确定 展+评： 李比希法 2.元素定量分析法 原理： 一定量有机物 [含C、H、(O)] CuO 氧化剂 H2O CO2 无水CaCl2吸收 浓KOH吸收 反应前后装置质量差 计算 C、H 元素 质量 用C、H、O元素原子个数比确定实验式 依据总质量减去C、H元素质量确定是否有O元素 图1 李比希法设备图 图2 李比希简易装置图 “李比希法”原理： 取一定量含 C、H(O) 的有机物 加CuO 做氧化剂 H2O CO2 用无水 CaCl2吸收 用KOH 浓溶液吸收 前后质量差 前后质量差 有机物 CuO 定量测定有机物中C、H和O元素含量的一种分析方法。 m(H2O)　 m(CO2)　 →m(H） →m(C） →n(H） →n(C） 3.通过计算确定有机化合物的实验式 【思考】某含C H O 有机化合物A中,碳和氢的质量分数分别为52.2％、13.1%，试求有机化合物A的实验式。 求A中各元素原子的个数比: C:52.2% O:100%－52.2%－13.1% = 34.7% H:13.1% A的实验式:C2H6O 3g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧，生成4.4g CO2和1.8g H2O。下列说法不正确的是 A．该有机化合物中只含有碳元素和氢元素 B．该有机化合物中一定含有氧元素 C．该有机化合物的分子式可能是C2H4O2 D．该有机化合物分子中碳原子数与氢原子数之比一定是1∶2 A 同步练习 m(C）=1.2 n(CO2）=0.1 n(C）=0.1 n(H2O）=0.1 n(H）=0.2 m(H）=0.2 m(C）+m(H）=1.4 m(O）=1.6 n(O）=0.1 n(C）:n(H）:n(O）=0.1 : 0.2 : 0.1= 1 : 2 : 1 1.分子式： . 【思考】请观察乙烯的分子式与实验式，归纳总结分子式与实验式的关系。 1.有机化合物分子式与实验式的关系： 2.有机化合物分子式相对分子质量与实验式式量的关系： 分子式=n(实验式)（n为倍数） 分子式相对分子质量 =n×实验式式量 【归纳】： 有机物 分子式 实验式 乙烯 组成 相对分子质量 组成 式量 C2H4 28 CH2 14 学习任务二：有机化合物分子式的确定 用元素符号表示物质分子组成的式子， 反映一个分子中原子的种类和数目。 质谱仪工作原理示意图 2. 质谱法——测定相对分子质量 有机物分子 确定相对分子质量 离子的质荷比 高能电子束 轰击 带正电荷的离子 磁场作用下先后 到达检测仪 质谱图 （较快速、精准的方法） 质谱仪 质谱图 CH3CH2OH + 质荷比 31 100 80 60 40 20 0 20 30 40 50 27 29 45 46 CH3CH2 + CH2=OH + CH3CH=OH + 相对丰度/% 质谱图：横坐标表示碎片的质荷比，纵坐标表示碎片的相对丰度，峰上的数据表示碎片的相对质量。分子离子的相对质量越大，质荷比就越大，到达检测器需要的时间就越长，因此质谱图中最右边的峰表示的就是样品的相对分子质量。 读图技巧：看最大的质荷比 质荷比：碎片的相对质量（m）和所带电荷（e-）的比值 3.根据相对分子质量和实验式确定分子式 1.已知A的实验式为C2H6O，在质谱图中看到最大质荷比是92， 求A的分子式。 C4H12O2 有机物A的分子式为C2H6O，写出C2H6O可能的结构： 思考交流 怎样确定有机物A是乙醇，还是二甲醚？ ? 简易红外光谱仪的结构示意图 (1)红外光谱——判断有机化合物中所含的化学键或官能团。 （图片来源于网络） 红外光谱仪 红外光谱图 原理：用红外线照射有机物时，分子中的化学健、官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。 　 学习任务三：有机化合物分子结构的确定 看吸收峰波谷上标出的化学键或官能团 【思考】下图是黄酒中有机化合物A的红外光谱图，请推测A的分子结构。 读图技巧： 2.核磁共振氢谱——测定有机化合物分子中氢原子的类型和数目。 原理:处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收的频率不同， 在谱图上出现的位置不同。 且吸收峰的面积与氢原子数成正比。 读图技巧 峰数目＝氢原子类型（等效氢种类） 峰面积比=不同环境的氢原子个数比（等效氢个数比） 峰数目 峰面积比 3组峰 峰面积比3:2:1 1组峰 →3种H →H个数比3:2:1 →只有1种H (3)X射线衍射 ——利用X射线衍射技术可以测定有机化合物(特别是复杂 的生物大分子)晶体结构。 青蒿素分子结构 X射线衍射仪 课堂小结 有机化合物 定性元素分析 元素组成 相对分子质量测定 相对分子质量 分子式 化学分析或仪器分析 官能团及碳骨架 分子结构 质谱法—— 红外光谱—— 核磁共振氢谱—— X射线衍射—— 确定相对分子质量 确定化学键、官能团 确定等效氢原子的类型和数目 确定键长、键角等结构信息 练习1、某有机物的结构确定： ①测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%, 则其实验式是 。 ②确定分子式： 右图是该有机物的质谱图， 则其相对分子质量为 ， 分子式为 .。 C4H10O 74 C4H10O 2、下列有机物中有几种H原子以及个数之比？ CH3-CH-CH3 CH3 ２种；９∶１ CH3-C-CH3 CH3 CH3 １种 CH3-CH2-CH-CH3 CH3 ４种；３∶２∶１∶６ CH3-CH2-OH ３种；３∶２∶１ 练习3：有机物Y的分子式为C4H8O2，其红外光谱如图所示，则该有机物可能的结构简式为　　 A．CH3COOCH2CH3 B．OHCCH2CH2OCH3 C．HCOOCH2CH2CH3 D．(CH3)2CHCOOH A 4已知1-丙醇和2-丙醇的结构简式如下： 1-丙醇： 2-丙醇： 下图是这两种物质的其中一种的核磁共振谱， 并且峰面积比分别为1:1:6。 问右图是谁的图？ 2-丙醇 1.列式计算下列有机物的相对分子质量： (1) 某有机物A的蒸气密度是相同状况下氢气密度的 14倍； (2) 某有机物在相同状况下对空气的相对密度为2； (3) 标准状况下0.56g某气态烃的体积为44.8ml; (4) 3.2g某饱和一元醇与足量金属钠反应得到1.12L(标况)氢气。 28 58 280 32 课堂检测 (5)样品经充分反应后，测得A管质量增加8.8 g，B管质量增加5.4 g，消耗氧气6.72 L(标准状况下)，则该有机物分子的实验式为_______； (6)要确定该有机物的分子式，还要知道_____________。 C2H6O 相对分子质量 练3、电炉加热时用纯O2氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物组成，如图装置是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。 实验式：表示化合物分子中所含元素的原子数目最简整数比的式子。 分子式：表示化合物所含元素的原子种类及数目的式子,表示物质的真实组成。 3.有机化合物X的分子式为C4H8O2，其红外光谱如下图所示， 则该有机化合物可能的结构为 (双选，填字母)。 A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2COOCH3 C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCOOH A B 图中信息： ①不对称—CH3 ②C=O ③C－O－C 含不对称—CH3 C=O C－O－C 含1个—CH3 含对称—CH3 没有C－O－C $