衡陽八中高二化學(xué)學(xué)案第1章《認(rèn)識有機物》第4節(jié)《研究有機化合物的一般步驟和方法》(第2課時)(選修5)

第四節(jié)研究有機化合物的一般步驟和方法第2課時元素解析與相對分子質(zhì)量的測定分子結(jié)構(gòu)的判斷編號：6【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.經(jīng)過對典型實例的解析，初步學(xué)會測定有機化合物元素含量、相對分子質(zhì)量的一般方法，并能據(jù)其確定有機化合物的分子式。能夠依照實驗和某些物理方法確定有機化合物的結(jié)構(gòu)。第一部分課前延伸案1．判斷有機物中含有哪些元素(定性解析)(1)將某有機物在O2中充分燃燒后，各元素對應(yīng)的燃燒產(chǎn)物：C→；H→；N→；S→。若將有機物完好燃燒，生成物只有H2O(使無水CuSO4變藍(lán))和CO2(使澄清石灰水變渾濁)，則該有機物中必然含有的元素是

，可能含有的元素是

。(3)判斷可否含氧元素，可先求出產(chǎn)物

CO2和H2O中

兩元素的質(zhì)量和，再與有機物的質(zhì)量比較，若兩者相等，則說明原有機物中氧元素。2．確定有機物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(定量解析)

氧元素，否則有機物中有機物中元素定量解析原理(李比希法)①先用紅熱的作氧化劑將僅含C、H、O無水CaCl和KOH濃溶液吸取生成的2

元素的有機物氧化，爾后分別用和；②依照吸取前后吸取劑的質(zhì)量變化即可算出反響生成的的質(zhì)量，從而確定有機物中和的質(zhì)量，節(jié)余則為的質(zhì)量；

和③最后計算確定有機物分子中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實驗式(最簡式)和分子式的差異①實驗式表示化合物分子中所含元素的原子數(shù)目的式子；②分子式表示化合物分子所含元素的的式子；③兩者中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，可能不相同的是

。第二部分

課內(nèi)研究案研究點一有機物分子式的確定1．有機物相對分子質(zhì)量的確定方法(1)依照標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度ρ，計算該氣體的相對分子質(zhì)量M＝22.4ρ(限于標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。(2)依照氣體的相對密度

D，計算氣體的相對分子質(zhì)量

MA＝

。(3)A、B兩種氣體組成的混雜氣體中，它們的體積分?jǐn)?shù)分別為的平均相對分子質(zhì)量M＝。(4)質(zhì)譜法能夠測定有機物的比就是有機物的。2．有機物分子式的確定方法

w(A)、w(B)，該混雜氣體，在質(zhì)譜圖中，最大的質(zhì)荷實驗測得某碳?xì)浠衔顰中，含碳80%，含氫20%，求該化合物的實驗式。又測得該化合物的相對分子質(zhì)量是30，求該化合物的分子式。(2)燃燒某有機物A1.50g，生成1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2和0.05molH2O。該有機物的蒸氣對空氣的相對密度是1.04，求該有機物的分子式。(3)某有機化合物僅由碳、氫、氧三種元素組成，經(jīng)測定其相對分子質(zhì)量為90。取該有機物樣品1.8g，在純氧中完好燃燒，將產(chǎn)物先后經(jīng)過濃硫酸和堿石灰，兩者分別增重1.08g和2.64g。試求該有機物的分子式__________。【歸納總結(jié)】：有機物分子式的確定方法：(1)實驗方法先依據(jù)有機物各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)求出分子組成中各元素的原子個數(shù)比(最簡式)。再依據(jù)有機物的摩爾質(zhì)量(相對分子質(zhì)量)，求出有機物的分子式。(2)直接法依據(jù)有機物各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和有機物的摩爾質(zhì)量(相對分子質(zhì)量)直接求出1mol有機物中各元素原子的物質(zhì)的量。(3)方程式法依據(jù)有機物的燃燒通式及耗資O2的量(或生成產(chǎn)物的量)經(jīng)過計算確定出有機物的分子式?！纠喂叹毩?xí)】：1．某氣態(tài)有機物X含C、H、O三種元素，已知以下條件，現(xiàn)欲確定X的分子式，所需的最少條件是( )①X中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)②X中含氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)③X在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積④質(zhì)譜確定X的相對分子質(zhì)量

⑤X

的質(zhì)量A．①②

B．①②④

C．①②⑤

D．③④⑤2．某含碳、氫、氧三種元素的有機物X質(zhì)譜圖以下列圖。經(jīng)燃燒解析實驗測定其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是64.86%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是13.51%，該有機物的分子式是。研究點二有機物結(jié)構(gòu)式的確定1．閱讀以下資料，回答以下問題：紅外光譜(infraredspectroscopy)中不相同頻率的吸取峰反響的是有機物分子中不相同的化學(xué)鍵或官能團的吸取頻率，因此從紅外光譜能夠獲得有機物分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團的信息。核磁共振氫譜(nuclearmagneticresonancespectra)中有多少個峰，有機物分子中就有多少種處在不相同化學(xué)環(huán)境中的氫原子；峰的面積比就是對應(yīng)的處于不相同化學(xué)環(huán)境的氫原子的數(shù)目比。(1)紅外

光譜

在確定有

機物

分子結(jié)

構(gòu)中

的作

用是

。如：有機物

A的分子式為

C2H6O，用紅外光譜儀辦理該化合物，獲得以下列圖圖譜。則該有機物的結(jié)構(gòu)簡式為：(2)核磁共振氫譜在確定有機物分子結(jié)構(gòu)中的作用是。解析乙醇和甲醚的核磁共振氫譜，填寫下表：乙醇甲醚核磁共振氫譜氫原子種類＝吸取峰數(shù)目＝氫原子種類＝吸取峰數(shù)目＝結(jié)論不相同氫原子的個數(shù)之比＝不相同吸取峰只有一各種類的氫原子的面積之比＝依照題給條件，確定有機物的結(jié)構(gòu)(1)烴A分子式為C3H6且能使溴的四氯化碳溶液褪色，其結(jié)構(gòu)簡式為。(2)實驗測得某醇1mol與足量鈉反響可得1mol氣體，該醇分子中含羥基的個數(shù)是。(3)烴B的分子式為C8H18，其一氯代烴只有一種，其結(jié)構(gòu)簡式是。化學(xué)式為C2H8N2的有機物經(jīng)實驗測定知，其分子中有一個氮原子不與氫原子相連，則確定其結(jié)構(gòu)簡式為?！練w納總結(jié)】：有機物分子結(jié)構(gòu)的確定方法物理方法①紅外光譜法：初步判斷有機物中含有的官能團或化學(xué)鍵。②核磁共振氫譜：測定有機物分子中氫原子的種類和數(shù)目。氫原子的種類＝吸取峰數(shù)目不相同氫原子個數(shù)比＝不相同吸取峰面積比化學(xué)方法①依照價鍵規(guī)律，某些有機物只存在一種結(jié)構(gòu)，可直接由分子式確定結(jié)構(gòu)。②官能團的特色反響→定性實驗→確定有機物中可能存在的官能團。③經(jīng)過定量實驗，確定有機物中的官能團及其數(shù)目。【牢固練習(xí)】：3．以下化合物分子，在核磁共振氫譜圖中能給出三種信號峰的是( )4．某有機物X由C、H、O三種元素組成，它的紅外吸取光譜表示有羥基O—H鍵、C—O鍵和烴基上C—H鍵的紅外吸取峰。X的核磁共振氫譜有四個峰，峰面積之比是4∶1∶1∶2(其中羥基氫原子數(shù)為3)，X的相對分子質(zhì)量為92，試寫出X的結(jié)構(gòu)簡式_______________________?！菊n堂小結(jié)】：有機物結(jié)構(gòu)的確定方法思路第三部分課后提升案1．能夠確定有機物相對分子質(zhì)量的方法是( )A．紅外光譜B．質(zhì)譜C．核磁共振氫譜D．紫外光譜2．某有機物在氧氣中充分燃燒，生成等物質(zhì)的量的水和二氧化碳，則該有機物必定滿足的條件是( )A．分子中的C、H、O的個數(shù)比為1∶2∶3B．分子中C、H個數(shù)比為1∶2C．該有機物的相對分子質(zhì)量為14D．該分子中必然不含氧原子3．在相同狀況下，相同體積的兩種烴蒸氣，完好燃燒生成的CO2的體積比為1∶2，生成水的體積比為2∶3，則這兩種烴可能的組合是(寫分子式)：(1)_______和_______；(2)_______和_______；(3)_______和_______。4．某種有機物在氣態(tài)時對H2的相對密度為30，充分燃燒3.0g此有機物可得3.36L二氧化碳(標(biāo)準(zhǔn)狀況)和3.6g水。此有機物能與金屬鈉反響。(1)該有機物的分子式是______________________；(2)該有機物的結(jié)構(gòu)簡式有____________________。5．為測定某有機物A的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了以下實驗：①將2.3g該有機物完好燃燒，生成0.1molCO2和2.7gH2O；②用質(zhì)譜儀實驗得質(zhì)譜圖；③用核磁共振儀辦理該化合物得核磁共振氫譜圖，圖中三個峰的面積比為1∶2∶3。試回答以下問題：(1)有機物A的相對分子質(zhì)量為__________。(2)有機物

A的實驗式為

____________。(3)依照

A的實驗式

________(填“能”或“不能夠”)確定

A的分子式。(4)A

的分子式為

，結(jié)構(gòu)簡式為

。6．有A、B兩種有機物，按要求回答以下問題：(1)取有機物A3.0g，完好燃燒后生成3.6g水和3.36LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，已知該有機物的蒸氣對氫氣的相對密度為30，求該有機物的分子式__________________。(2)有機物B的分子式為C4H8O2，其紅外光譜圖以下，試推斷該有機物的可能結(jié)構(gòu)：_____________________________________________________。7．三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，它有毒，不能用于食品加工或食品增加劑。經(jīng)李比希法解析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的含量高達(dá)66.67%，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.76%，其余為碳元素。它的相對分子質(zhì)量大于100，但小于150。試回答以下問題：(1)分子式中原子個數(shù)比N(C)∶N(H)∶N(N)＝__________________________。(2)三聚氰胺分子中碳原子數(shù)為________，原由是_____________