3.2.1 有机化合物分子式的确定 学案(含答案)
《3.2.1 有机化合物分子式的确定 学案(含答案)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3.2.1 有机化合物分子式的确定 学案(含答案)(10页珍藏版)》请在七七文库上搜索。
1、第第 2 节节 有机化合物结构的测定有机化合物结构的测定 第第 1 课时课时 有机化合物分子式的确定有机化合物分子式的确定 核心素养发展目标 1.证据推理与模型认知:学会测定有机物元素含量、相对分子质量的 一般方法,建立确定有机物分子式的思维模型。2.宏观辨识与微观探析:通过燃烧分析法、 质谱法等微观探析有机物分子的元素组成、相对分子质量及元素的质量分数。 一、有机化合物元素组成的确定 1有机化合物元素组成的分析 (1)确定有机物中含 C、H 元素的方法 若将有机物完全燃烧,生成物使无水 CuSO4变蓝色、澄清石灰水变浑浊,则该有机物中一定 含有 C、H 元素,可能含有 O 元素。 (2)确定
2、有机物是否含 O 元素的方法 有机物完全燃烧产物为 CO2和 H2O,通过相关的实验可以先确定 CO2和 H2O 的质量,进而 求得有机物中所含碳元素和氢元素的质量。m(C)12 44m(CO2),m(H) 2 18m(H2O)。 若 m(有机物)m(C)m(H),则说明该有机物中只含 C 和 H 两种元素。 若 m(有机物)m(C)m(H),且完全燃烧只生成 CO2和 H2O,则说明有机物中含有 C、H、 O 三种元素,其中 m(O)m(有机物)m(C)m(H)。 2有机化合物中各元素质量分数的测定 (1)碳、氢元素质量分数的测定燃烧分析法 (2)氮元素质量分数的测定 样品 CO2气流 Cu
3、O催化N2 测定 N2的体积 计算 氮元素的质量分数 (3)卤素质量分数的测定 样品 .NaOH溶液 .稀硝酸、AgNO3溶液AgX 计算 卤素的质量分数 (4)氧元素质量分数的计算 氧元素的质量分数100%其他元素质量分数之和。 例 1 某化合物 6.4 g 在氧气中完全燃烧只生成 8.8 g CO2和 7.2 g H2O。下列说法正确的是 ( ) A该化合物仅含碳、氢两种元素 B该化合物中碳、氢原子个数比为 12 C无法确定该化合物中是否含氧元素 D该化合物中一定含氧元素 【考点】 有机物分子式的确定 【题点】 有机物组成元素的分析 答案 D 解析 n(CO2) 8.8 g 44 g mo
4、l 10.2 mol m(C)0.2 mol12 g mol 12.4 g n(H2O) 7.2 g 18 g mol 10.4 mol m(H)0.4 mol21 g mol 10.8 g m(C)m(H)2.4 g0.8 g3.2 g6.4 g 所以该化合物中含氧元素 n(O)6.4 g3.2 g 16 g mol 10.2 mol 所以 n(C)n(H)n(O)0.20.80.2141。 规律总结 完全燃烧只生成 H2O 和 CO2的有机物不一定含有氧元素, 可根据氧原子守恒判断有机物中是 否含有氧元素。 二、有机物分子式的确定 1有机物相对分子质量的测定质谱法 (1)原理 用高能电子流
5、等轰击样品分子,使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分 子离子和碎片离子各自具有不同的相对质量,它们在磁场的作用下到达检测器的时间将因质 量不同而先后有别,其结果被记录为质谱图。 (2)质荷比:指分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值。质谱图中,质荷比的最大值 就表示了样品分子的相对分子质量。例如,由上图可知,样品分子的相对分子质量为 46。 2有机物分子式的确定方法 (1)直接法 由题意求算出 1 mol 有机化合物中各元素原子的物质的量,从而确定各原子的个数,即可 推出分子式。 利用相对分子质量及各元素质量分数求算出 1 分子有机物中各元素的原子个数,从而确定 分子式。
6、例如:燃烧某有机物 A 1.50 g,生成 1.12 L(标准状况)CO2和 0.05 mol H2O。该有机物的蒸气 对空气的相对密度是 1.04,该有机物的分子式为_。 答案 CH2O 解析 有机物的相对分子质量是 1.042930, 有机物的物质的量为 1.50 g 30 g mol 10.05 mol, 有机物分子中含有: N(C) 1.12 L 22.4 L mol 10.05 mol1, N(H)0.05 mol2 0.05 mol 2, N(O)3012112 16 1。 故该有机物分子式为 CH2O。 (2)实验式法 先利用有机物中各元素的质量分数求出有机物的最简式,再结合有机
7、物的相对分子质量求得 分子式。 例如:实验测得某碳氢化合物 A 中,含碳 80%,含氢 20%,该化合物的实验式为_。 又测得该化合物的相对分子质量是 30,该化合物的分子式为_。 答案 CH3 C2H6 解析 n(C)n(H)80% 12 20% 1 13,该化合物的实验式是 CH3。 方法一:设该化合物分子式为(CH3)n,则 n MrA MrCH3 30 152;故该化合物的分子式是 C2H6。 方法二:A 分子式中各元素原子的数目: N(C)3080% 12 2 N(H)3020% 1 6 故该化合物 A 的分子式是 C2H6。 (3)化学方程式法 利用燃烧反应的化学方程式,由题给条件
8、并依据下列燃烧通式所得 CO2和 H2O 的量求解 x、 y、z。 CxHy(xy 4)O2 点燃 xCO2y 2H2O。 CxHyOz(xy 4 z 2)O2 点燃 xCO2y 2H2O。 例如:某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成,经测定其相对分子质量为 90。取该有机 物样品 1.8 g,在纯氧中完全燃烧,将产物先后通过浓硫酸和碱石灰,两者分别增重 1.08 g 和 2.64 g。该有机物的分子式为_。 答案 C3H6O3 解析 设有机物的分子式为 CxHyOz CxHyOz(xy 4 z 2)O2 点燃 xCO2y 2H2O 90 g 44x g 9y g 1.8 g 2.64 g
9、1.08 g 90 g1.8 g44x g2.64 g x3 90 g1.8 g9y g1.08 g y6 z9031261 16 3 有机物的分子式为 C3H6O3。 1确定有机物分子式的一般途径 2确定有机物分子式的其他方法 (1)利用各类有机物的分子式通式和相对分子质量确定 类别 通式 相对分子质量 烷烃 CnH2n2 Mr14n2(n1) 环烷烃、烯烃 CnH2n Mr14n(烯烃 n2, 环烷 烃 n3) 二烯烃、炔烃 CnH2n2 Mr14n2(炔烃 n2) 苯及苯的同系物 CnH2n6 Mr14n6(n6) 饱和醇 CnH2n2Ox Mr14n216x 饱和一元醛 CnH2nO
10、Mr14n16 饱和一元羧酸及酯 CnH2nO2 Mr14n32 (2)商余法(只适用于烃) Mr 14n2(烷烃), Mr 14n(烯烃、环烷烃), Mr 14n2(炔烃、二烯烃), Mr 14n6(苯或苯的同系物)。 例 2 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:如图是该有机物的质谱图,则其相对分子质量为_;分子式为 _。 【考点】 有机物分子式的确定 【题点】 有机物分子式的确定方法 答案 (1)C4H10O (2)74 C4H10O
11、解析 (1)该物质中碳、氢、氧原子个数之比64.86% 12 13.51% 1 21.63% 16 4101,其实验 式为 C4H10O。 (2)由质谱图知其相对分子质量为 74,而其实验式的相对分子质量为 1241101674, 故其分子式为 C4H10O。 相关链接 有机物相对分子质量的计算方法 (1)标态密度法:根据标准状况下气体的密度,求算该气体的相对分子质量:Mr22.4。 (2)相对密度法:根据气体 A 相对于气体 B 的相对密度 D,求算该气体的相对分子质量:MA DMB。 (3)混合物的平均相对分子质量: M m 总 n总。 例3 某卤代烃的蒸气对同温、 同压下H2的相对密度是
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 3.2
链接地址:https://www.77wenku.com/p-156311.html