高中化學(xué) 知識(shí)導(dǎo)航 第3章 有機(jī)合成及其應(yīng)用 合成高分子化合物 第2節(jié) 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測(cè)定（第1課時(shí)）有機(jī)化合物分子式的確定學(xué)案 （答案不全）魯科版選修5（通用）

第2節(jié) 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測(cè)定第1課時(shí) 有機(jī)化合物分子式的確定課標(biāo)解讀1.了解確定有機(jī)物元素組成的方法。2.了解確定有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量的方法。3.理解確定有機(jī)物實(shí)驗(yàn)式和分子式的方法。4.初步了解質(zhì)譜儀測(cè)定有機(jī)化合物相對(duì)分子質(zhì)量的方法和原理。課前思考1.甲烷和乙醇的燃燒產(chǎn)物分別是什么？如果一種有機(jī)物燃燒產(chǎn)物只有CO2和H2O，能否據(jù)此確定該有機(jī)物的元素組成？答案：CH4和C2H5OH的完全燃燒產(chǎn)物相同，都是CO2和H2O。如果一種有機(jī)物完全燃燒，產(chǎn)物只有CO2和H2O，則該有機(jī)物可能是烴(CxHy)，也可能是烴的含氧衍生物(CxHyOz),即該有機(jī)物中可能只含C、H二種元素，也可能含有C、H、O三種元素。2.氣態(tài)物質(zhì)的密度公式有幾種表示方法？如果知道了標(biāo)準(zhǔn)狀況（或其他狀況）下一種氣體的密度，能否確定這種氣體的相對(duì)分子質(zhì)量或相對(duì)原子質(zhì)量？答案：氣體的密度公式為：= 如果知道了某種氣體在一定狀況下的密度，可以通過上列公式確定該氣體的摩爾質(zhì)量： M=Vm22.4 Lmol-1自主研學(xué)一、測(cè)定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的流程二、確定有機(jī)化合物的元素組成1.碳、氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定最常用的是_分析法。將樣品置于_中燃燒，燃燒后生成的_和_分別用堿液或吸水劑吸收，稱重后即可分別計(jì)算出樣品中碳、氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。當(dāng)然，碳、氫元素的含量也可以利用_分析方法測(cè)定。2.氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定將樣品通入_氣流中，在_的催化下燃燒生成_，并借助二氧化碳?xì)饬鲗⑸傻臍怏w趕出，經(jīng)KOH濃溶液吸收二氧化碳?xì)怏w后，測(cè)得剩余氣體的體積，即可計(jì)算出樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3.鹵素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定將樣品與_溶液及_混合加熱，此時(shí)鹵素原子轉(zhuǎn)變?yōu)開，并與AgNO3溶液作用產(chǎn)生_沉淀。根據(jù)沉淀的量，即可計(jì)算出樣品中鹵素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。三、測(cè)定有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量1.理想氣體狀態(tài)方程_=_=_式中，R=_ Pam3mol-1K-12.測(cè)定有機(jī)化合物相對(duì)分子質(zhì)量的方法方法1計(jì)算法：利用特定裝置測(cè)出一定質(zhì)量的某種有機(jī)物的蒸氣溫度、壓強(qiáng)和體積，然后根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算。M=_方法2：使用_進(jìn)行測(cè)定質(zhì)譜記錄了有機(jī)化合物分子失去1個(gè)電子而成為帶正電荷離子的_大小，其中最大的_就是有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量。三點(diǎn)剖析一、有機(jī)物組成元素的測(cè)定規(guī)律二、有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定方法方法1：根據(jù)=得：M=Vm方法2：根據(jù)pV=nRT=RT得：M=方法3：根據(jù)得：M1=M2方法4：混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：M混=M11+M22+典題精講知識(shí)點(diǎn)1 有機(jī)物組成元素的確定例1 某有機(jī)物在氧氣中充分燃燒，生成水蒸氣和CO2的物質(zhì)的量之比為11，由此可以得出的結(jié)論是( )A.該有機(jī)物分子中C、H、O原子個(gè)數(shù)比為123B.分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為12C.有機(jī)物中必定含有氧D.有機(jī)物中必定不含有氧思路解析：由于n(CO2)n(H2O)=11，所以N(C)N(H)=12。而該有機(jī)物分子中是否含O原子及所含O原子的多少卻不能確定。故A、C、D項(xiàng)都不正確。答案：B綠色通道：烴和烴的含氧衍生物完全燃燒，產(chǎn)物都是CO2和H2O。CxHy+(x+)O2xCO2+H2OCxHyOz+(x+-)O2xCO2+H2O知識(shí)點(diǎn)2 有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量的確定例2 某課外活動(dòng)小組利用下圖所示裝置測(cè)定有機(jī)物A的相對(duì)分子質(zhì)量。測(cè)量結(jié)果為：樣品質(zhì)量1.48 g，溫度計(jì)示數(shù)162 ，容器內(nèi)氣體體積為1160 mL。則該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為_。思路解析：因?yàn)閜V=nRT=RT所以M=0.046 kgmol-1=46 gmol-1答案：46黑色陷阱：用公式pV=nRT進(jìn)行計(jì)算時(shí)需將各量的單位換算成國際單位制單位，否則不能根據(jù)R=8.314 Pam3mol-1K-1進(jìn)行計(jì)算。最后還需將kgmol-1化為gmol-1。應(yīng)該注意的是在國際單位制中，摩爾質(zhì)量的單位是kgmol-1,而非gmol-1。知識(shí)點(diǎn)3 有機(jī)物實(shí)驗(yàn)式和分子式的確定例3 某氣態(tài)有機(jī)物X含C、H、O三種元素，已知下列條件，現(xiàn)欲確定X的分子式，所需最少條件是 ( )X中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) X中含氫質(zhì)量分?jǐn)?shù) X在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積 X對(duì)氫氣的相對(duì)密度 X的質(zhì)量A.和 B. C. D.思路解析：由C、H質(zhì)量分?jǐn)?shù)可推出O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可確定X的實(shí)驗(yàn)式。由相對(duì)密度可確定X的相對(duì)分子質(zhì)量。由相對(duì)分子質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)式可確定X的分子式。答案：B綠色通道：如果知道燃燒產(chǎn)物CO2和H2O的物質(zhì)的量比，不能確定該有機(jī)物（或有機(jī)混合物）的實(shí)驗(yàn)式（即最簡(jiǎn)式），也不能確定該有機(jī)物（或有機(jī)混合物）的分子式（或平均分子式），因?yàn)樵撚袡C(jī)物中是否含氧不能確定。例4 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下某氣態(tài)烴150 mL的質(zhì)量是0.522 3 g，經(jīng)測(cè)定，該烴含碳92.3%，含氫7.7%，試求它的分子式。思路解析：因?yàn)?,所以M=22.4 Lmol-1=78 gmol-1，該烴相對(duì)分子質(zhì)量為78。N(C)N(H)=11，則該烴的實(shí)驗(yàn)式為CH，設(shè)該烴的分子式為（CH）n,則13n=78,n=6,所以該烴的分子式為C6H6。答案：C6H6綠色通道：本題也可根據(jù)pV=RT進(jìn)行計(jì)算。求標(biāo)準(zhǔn)狀況下或常溫常壓（Vm=22.8 Lmol-1)下氣體的摩爾質(zhì)量用密度公式十分方便。知識(shí)點(diǎn)4 混合物組成成分的確定例5 由一種氣態(tài)烷烴與一種氣態(tài)單烯烴組成的混合氣體，它對(duì)氮?dú)獾南鄬?duì)密度為6.0,將1.0體積此混合氣體與4.0體積氧氣混合后，裝入密閉容器內(nèi)，用電火花點(diǎn)燃，使之充分燃燒。若反應(yīng)前后溫度均保持120 ，測(cè)得容器內(nèi)壓強(qiáng)比反應(yīng)前增加了4.0%。求混合氣體中烷烴和烯烴的分子式及各自的體積分?jǐn)?shù)。思路解析：（混）=6.04.0 gmol-1=24 gmol-1由于混合物中一定含有相對(duì)分子質(zhì)量比24小的烴，該烴只能是CH4。設(shè)烯烴（CnH2n)的體積為x，則CnH2n+1.5nO2nCO2+nH2O(g) V1 1.5n n n 0.5n-1x 5.04.0%(CH4)=80% (C4H8)=2