【精选+详解】有机物分子式与分子结构的确定
高三化学有机物分子式和结构式的确定
专题:有机物分子式和结构式确实定---------四甲中学高三化学备课组【考点分析】1.掌握确定有机物实验式分子式结构式的方法.2.利用实验式分子组成通式相对分子质量相对密度等有关概念,确定有机物分子式. 3.根据有机物的性质推断有机物的组成与结构.【典型例题】1.实验式确实定例题1:某有机物由碳、氢、氧三种元素组成,该有机物含碳的质量分数为54.5%,所含氢原子数是碳原子数的2倍;又知最简式即为分子式,那么有机物的分子式为〔〕A CH2OB CH2O2C C2H4O2D C2H4O2.有机物分子式确实定例题2:写出以下烃的分子式:〔1〕相对分子质量为142的烃的分子式为_________________________〔2〕相对分子质量为178的烃的分子式为_________________________〔3〕相对分子质量为252的烃的分子式为__________________________例题3:标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧.假设将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0g,假设用碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g(1)计算燃烧产物中水的质量.(2)假设原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式.(3)假设原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出他们的分子式〔只要求写出一组〕例题4:0.16g某饱和一元醇与足量的金属钠充分反响,产生56ml氢气〔标准状况下〕.那么饱和一元醇的分子式为_ ________.例题5:某混合气体由两种气态烃组成.取2.24L该混合气体完全燃烧后得到4.48L二氧化碳〔气体已折算为标准状况〕和3.6g水,那么这两种气体可能是〔〕A CH4和C3H8B CH4和C3H4C C2H4和C3H4D C2H4 和C2H63.结构式确实定:例题6:有机物甲能发生银镜反响,甲催化氢复原为乙,1mol乙与足量金属钠反响放出22.4LH2〔标准状况〕,据此推断乙一定不是〔〕A CH2OH—CH2OHB CH2OH---CHOH—CH3C CH3—CH(OH)—CH(OH)—CH3D CH3CH2OH例题7:某一元羧酸A,含碳的质量分数为50%,氢气、溴、溴化氢都可以跟A起加成反响.试求:〔1〕A的分子式_____________〔2〕A的结构式_____________〔3〕写出推算过程.例题8:A 、B都是芳香族化合物,1mol A水解得到1 molB和1mol醋酸.AB式量都不超过200,完全燃烧A、B只生成CO2和水,B中氧的含量为65.2%.A溶液具有酸性,不能使溶液显色. 〔1〕A、B式量之差为____________〔2〕1个B分子中应有________个氧原子.〔3〕A的分子式是_______________〔4〕B可能有的三种结构简式是____________ ____________ ______________【方法指导】1.实验式确实定:实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子.实验式又叫最简式. 方法:①假设有机物分子中C、H等元素的质量或C 、H等元素的质量比或C、H等元素的质量分数,那么N(C):N(H):N(O)==______②假设有机物燃烧产生的二氧化碳和水的物质的量分别为n(CO2)和n(H2O),那么N(C):N(H)==__________2.确定相对分子质量的方法:①M==m/n(M表示摩尔质量 m表示质量 n表示物质的量)②有机物蒸气在标准状况下的密度:Mr== 22.4* 密度〔注意密度的单位〕③有机物蒸气与某物质〔相对分子质量为M’〕在相同状况下的相对密度D:那么Mr==M’*D④M== M(A)* X(A) + M(B)*X(B)……〔M表示平均摩尔质量,M(A)、M(B)分别表示A、B物质的摩尔质量,X(A)、X(B)分别表示A B 物质的物质的量分数或体积分数〕⑤根据化学方程式计算确定.3.有机物分子式确实定:①直接法密度〔相对密度〕→摩尔质量→1摩尔分子中各元素原子的物质的量→分子式②最简式法最简式为CaHbOc,那么分子式为〔CaHbOc〕n, n==Mr/(12a+b+16c)〔Mr为相对分子质量〕.③余数法:a)用烃的相对分子质量除14,视商和余数.M(CxHy)/M(CH2)==M/14==A……假设余2,为烷烃 ;假设除尽 ,为烯烃或环烷烃; 假设差2,为炔烃或二烯烃;假设差为6,为苯或其同系物. 其中商为烃中的碳原子数.〔此法运用于具有通式的烃〕b)假设烃的类别不确定:CxHy,可用相对分子质量除以12,看商和余数.即M/12==x…余,分子式为CxHy④方程式法:利用燃烧的化学方程式或其他有关反响的化学方程式进行计算确定.⑤平均分子式法:当烃为混合物时,可先求出平均分子式,然后利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式.4.结构式确实定:通过有机物的性质分析判断其结构【课堂练习】1.吗啡和海洛因是严格查禁的毒品,吗啡分子含C 71.58% H 6.67% N 4.91% 其余为O,其相对分子质量不超过300.试求:〔1〕吗啡的相对分子质量和分子式.〔2〕海洛因是吗啡的二乙酸酯,可以看成是2个乙酰基〔CH3CO-〕取代吗啡分子的2个氢原子所得,试求海洛因的相对分子质量和分子式.2.25℃某气态烃与O2混合,在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25℃.此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空.该烃的分子式可能为〔〕A C2H4B C2H6C C3H6D C3H83〔2022年上海〕某芳香族有机物的分子式为,它的分子〔除苯环外不含其他环〕中不可能有〔〕A 两个羟基B 一个醛基C 两个醛基D 一个羧酸4.〔2022年广州〕某有机物甲经水解可得乙,乙在一定条件下经氧化后可得丙,1mol丙和2mol 甲反响得一种含氯的酯〔C6H8O4Cl2〕.由此推断有机物丙的结构式为〔〕A CH2Cl-CHOB HOCH2CH2OHC CH2COOHD HOOC--COOH【专题练习】1.甲、乙两种化合物都只含有X、Y两种元素,甲、乙中X元素的质量分数分别为30.4%和25.9%.假设甲的化学式是X2Y,那么乙的化学式只可能是〔〕A XYB X2YC X2Y3D X2Y52.有A B C 三种气态烃组成的混合物共x mol,与足量氧气混合点燃完全燃烧后恢复原状况〔标准状况〕时,气体体积减少了2x mol,那么3种烃可能为〔〕A CH4C2H6C3H8B CH4C2H4 C3H4C C2H4C2H2 CH4D C2H6C3H6C2H23.甲、乙、丙三种醇与足量的金属钠完全反响,在相同条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之比为3:6:2,那么甲、乙、丙三种醇分子—OH基数之比为〔〕A 3:1:2B 3:2:1C 2:6:3D 2:1:34.甲苯和甘油组成的混合物中,假设碳元素的质量分数为60%,那么可能推断氢元素的质量分数约为〔〕A 5 %B 8.7 %C 17.4%D 无法计算5.一定量的乙醇在氧气缺乏的情况下燃烧,得到CO 、CO2和水的总质量为27.6g,假设其中水的质量为10.8g,那么CO的质量是〔〕A 1.4gB 2.2gC 4.4gD 在2.2g和4.4g之间6.两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积为10L.以下各组混合烃中不符合条件的是〔〕A CH4C2H4B CH4C3H6C C2H4C3H4D C2H2C3H67.一定条件下,混合1体积的烷烃与4体积的单烯烃,所得混合气体的体积为相同条件下等质量氢气体积的1/12,那么该烷烃和烯烃是〔〕A C2H6 C2H4B C3H8C3H6C C3H8C2H4D CH4C4H88. 碳原子相邻的两种饱和一元醇共3.83g,与足量的金属钠反响放出H2 0.84L〔标准状况下〕.求两种醇的分子式.9. 把0.2mol某醇和0.4mol O2在密闭容器里燃烧,产物经浓H2SO4吸收后,浓H2SO4增重10.8g,通过灼热的CuO并充分反响后,CuO减轻3.2g,最后通过碱石灰,碱石灰增重17.6g,计算该醇是分子式并写出结构简式.10.有机物A 、B 分别是烃和烃的衍生物.由等物质的量的A和B组成的混合物0.5moi在28L 氧气〔标准状况〕中恰好完全燃烧生成44g二氧化碳和18g水蒸气.试通过计算答复:所消耗氧气的量也一定,那么A 、B的分子式分别是_______ __________〔3〕另取a mol的以任意比混合的A和B 的混合物,在足量的氧气中完全燃烧,假设生成的CO2量为定值,那么生成水的质量范围是:______________【答案】例题:1.D 2.(1) __C10H22 ____C11H10 (2) C13H22______C14H10 (3) C18H36___C19H24___C20H12_3. (1) 2.7g (2) C2H4 (3) C4H6 H2 或C3H8 CO 或C3H6 CH2O4. _CH405. B6. CD7. 〔1〕C3H4O2 〔2〕CH2==CH---COOH 〔3〕略8. (1) 42 (2) 3 (3) C9H8O4 (4) 略课堂练习:1. 〔1〕285 C17H19NO3〔2〕369 C21H23N052. AD3. D4. D专题练习:1.D 2.BD 3.D 4.B 5.A 6.BD 7.D 8.乙醇和丙醇〔用平均分子量〕9.C2H6O2, CH3CHOHCH2OH 或CH2OHCH2CH2OH10. (1) 5种CH4、C3H4O2或C2H2 、C2H6O2或C2H4、C2H4O2或C2H6、C2H2O2或C3H6、CH2O2(2) C2H2C3H6O2(3) 18a g~ 54a g 18a g<m(H2O)<54a g。
有机化合物分子式和分子结构的确定
有机化合物分子式和分子结构的确定有了纯净的有机物样品后,还需要从定性和定量两个角度测定有机物。
二、确定实验式(最简式)元素的定性分析是用化学方法测定有机物中元素组成;元素的定量分析是用化学方法测定有机物中各元素的质量分数。
基本原理:将一定量的有机化合物充分氧化,得到简单的无机物(如CO2、H2O等),测出这些无机物的质量,推算出该有机物中各元素的质量分数,计算各元素原子的最简整数比,确定有机物的实验式(即最简式)。
最有代表性的元素分析方法是李比希法。
如,某种含C、H、O三种元素的未知物A,经燃烧分析含碳质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.1%,试求A的实验式。
有机物中氧的质量分数:ω(O)= 1 - 52.2% - 13.1% = 34.7%有机物中各元素原子个数比:N(C):N(H):N(O)= (52.2%/12.01):(13.1%/1.008):(34.7%/16.00)= 2:6:1则该有机物的实验式为C2H6O。
李比希还建立了含氮、硫、卤素等有机物的元素定量分析法。
元素定量分析使用现代化的元素分析仪,分析精度和速度都达到了很高的水平。
元素定量分析只能得到各组成元素原子的最简整数比,得出有机物的实验式(即最简式)。
三、确定分子式有了分子式,还需要知道有机物的相对分子质量,才能确定其分子式。
质谱法是最精确、快捷的测相对分子质量的方法。
质谱法测定时,只需要很少量的样品。
其原理是:用高能电子流轰击样品,使有机分子失去电子,形成带正电荷的分子离子和碎片离子等。
它们的质量不同、电荷不同,在电场和磁场中的运动行为就不同。
计算机对其进行分析后,得到它们的相对质量与电荷数的比值,即质荷比。
然后以质荷比为横坐标,以各类离子的相对丰度为纵坐标,依记录结果绘制出质谱图。
下面是未知物A的质谱图。
从上面有机物A的质谱图可读到,最右侧分子离子峰(CH3CH2O+H)的质荷比数值为46,则有机物A的相对分子质量为46。
有机物分子式和结构式的确定
差 2. 为炔 烃 或 二烯 烃
差 6 为 苯 或 其 同 系 物 .
设 分 子 式 为 (, , 2×3 5n 8 ,= ,所 以 CH) ( 1 +)= 2n 2
其 中商 数 为烃中的碳 原子数. 此法运用 于具
5 o
化 学・
有确定通式的烃( 如烷 、 、 、 烯 炔 苯的同系物等 ) 。
然 后 去 一 个 C加 1 2个 H,即 得 CH ( 去 C加 H 。 再 就 不 可 能 了 ,因为 H 的 个 数 不 能 大 于 C的个 数 的 2
y 0 H2
AV
・ +
倍加 2 。另 由题设 A是 易升华 的片状晶体 , ) 为萘 的
20m L
4 mL 0
50m L
、
嬷橇贰 礁
1 通过定性 或定量实验确 定 : 质的结构决定 . 物
繁
子 式 一 求愚 、解 廉
( )由 分子 式 可 知 分 子 结 构 中有 2个 双 键或 一 2
CH3
1
个 叁键 , 从 加 成 产 物 c{ — c z H可 以看 出 但 } 一 H —c 3
CH3 CH3
确 定 途 径 可 用下 图表 示
和
I
原 不 饱 和 化 合 物 只能 是 C 3 — c c 。 H — — H
露 解 加 产 的 构 推 不 和 橇 由 成 物 结 反 原 饱
烃 的结 构 。
① 用烃的相对分子质量除 1 , 4 视商数和余数 。
余 2 为 烷 烃 .
除 尽 . 烯 烃 或 环 烷 烃 为
CH 1 一・ ) 4
( )求 分 子 式 : 1
M ̄ 1 2 8 ,() () = × : 2 nc:H : 4 n : : :。 35
【高中化学】有机化合物分子式和分子结构的确定 2022-2023学年高二化学人教版 选择性必修3
结合下图求有机化合物A的分子式。(已知A的实验式为C2H6O)
①有机化合物A的相对分子质量为46,
②根据M(A) = n×[M (C2H6O)],n=
A的分子式:C2H6O
(A)
46
=
(C2H6O) 46
=1
导思
1.正误判断
(1)验证有机物属于烃时只需测定产物中的CO2和H2O的物质的量之比( × )
别吸收H2O和CO2。请讨论下列问题:
(2)你觉得该装置有需要改进的地方吗?
提示 a.在吸收剂之间加一个检验水是否吸收完全的装置。
b.在最后再加一个装有碱石灰的干燥管,防止空气中的二氧化碳和水进入。
导练
(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
聚物。为研究X的组成与结构,进行如下实验:
(3)经红外光谱测定,有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2
(CH3)2C(CHO)2
组吸收峰,峰面积之比为3∶1。则有机物X的结构简式为________________。
自我检测
1
பைடு நூலகம்
2
1.设H+的质荷比为β,某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个
基官能团的化合物,结构可表示为C2H5OH。
不表示C-C单键的吸收峰
2. 核磁共振氢谱
原理:
用电磁波照射含氢元素的化合物,处于不同化学环境中的氢原子因产生共振
时吸收电磁波的频率不同,相应的信号在谱图上出现的位置不同,具有不同
有机物分子式和结构式的确定
有机物分子式和结构式的确定
有机物分子式和结构式的确定有机物是由碳、氢和其他元素组成的化合物。
它们可以通过确定其分子式和结构式来进行鉴定和描述。
分子式是描述化合物中原子种类和数量的表示方式,而结构式则显示了原子之间的连接方式和化学键的类型。
确定有机物的分子式和结构式是有机化学中的重要任务之一,它们可以提供有关化合物性质和反应性的重要信息。
确定有机物的分子式和结构式通常通过实验技术和理论计算方法来完成。
下面将介绍一些常用方法和技术,以帮助确定有机物的分子式和结构式。
1.元素分析:元素分析是确定化合物中碳、氢、氧、氮等元素的相对含量的一种实验方法。
通过测定有机物中各元素的质量百分比,可以计算出简单的分子式,例如乙醇(C2H6O)和甲酸(HCOOH)。
2.红外光谱(IR):红外光谱是一种常用的实验方法,通过测量有机物与红外辐射的相互作用,可以确定有机物中的功能团和官能团。
例如,苯酚(C6H6O)和苯胺(C6H7N)可以通过其特征性的红外吸收峰进行鉴定。
3.质谱(MS):质谱是一种用于测定有机物中各个原子的相对质量的实验方法。
质谱图可以提供化合物的分子量和分子结构信息。
通过测量化合物中分子离子的质荷比,并进行分析和比较,可以确定有机物的分子式和结构式。
4.核磁共振(NMR):核磁共振是一种通过测量原子核的磁性行为来确定有机物分子结构的方法。
通过观察有机化合物中氢、碳、氧等原子核的化学位移和耦合常数,可以确定有机物的分子式和结构式。
5.X射线结构分析:X射线结构分析是一种用于确定有机物分子结构的高分辨率实验方法。
通过测定化合物晶体中X射线的衍射图样,可以确定有机物的原子排列方式和化学键长度。
除了上述实验方法外,理论计算方法如量子力学和分子力学也可以用于预测和确认有机物的分子式和结构式。
例如,计算化学方法可以用来优化化合物的几何构型,预测各个原子之间的键长和化学键角度。
综上所述,确定有机物的分子式和结构式是有机化学中的重要任务。
通过实验技术和理论计算方法,可以鉴定和描述有机物的化学结构,从而揭示其性质和反应性。
有机物分子式和结构式的确定
有机物分子式和结构式的确定有机物结构是有机化学的核心,关键在于确定有机物分子式和结构式。
更重要地是掌握确定方法。
下面介绍一些有机物分子式和结构式的求解思路、方法等,供学习参考。
一、求解思路确定途径可用下图表示:确定有机物分子式和结构式的基本思路:二、分子式的确定1.直接法如果给出一定条件下的密度(或相对密度)及各元素的质量比(或百分比),可直接求算出 1 mol气体中各元素原子的物质的量,推出分子式。
密度(或相对密度)——→摩尔质量——→1 mol气体中各元素原子各多少摩——→分子式.例1.某链烃含碳87.8%,该烃蒸气密度是相同条件下H2密度的41倍。
若该烃与H2加成产物是2,2—二甲基丁烷,写出该烃的结构简式。
解析:由加成产物的结构反推原不饱和烃的结构。
(1)求分子式:Mr=41×2=82 n(C)∶n(H)=∶=3∶5设分子式为(C3H5)n (12×3+5)n=82 n=2,∴分子式为C6H10。
(2)由分子式可知分子结构中有2个双键或一个叁键,但从加成产物可以看出原不饱和化合物只能是2.最简式法根据分子式为最简式的整数倍,因此利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式.如烃的最简式的求法为:C∶最简式为CaHb,则分子式为(CaHb)n,n=M/(12a+b)(M为烃的相对分子质量,12a+ b为最简式的式量).例2.某含碳、氢、氧三种元素的有机物,其C、H、O的质量比为6︰1︰8,该有机物蒸气的密度是相同条件下氢气密度的30倍,求该有机物的分子式。
解析:该有机物中原子数N(C)︰N(H)︰N(O)=6/12︰1/1︰8/16=1︰2︰1,所以其实验式为CH2O,设该有机物的分子式为(CH2O)n。
根据题意得:M=30×2=60,n=60/12+1×2+16=2。
该有机物的分子式为C2H4O2。
3.商余法①用烃的相对分子质量除14,视商数和余数.其中商数A为烃中的碳原子数.此法运用于具有确定通式的烃(如烷、烯、炔、苯的同系物等)。
有机物分子式和结构式的确定方法
有机物分子式和结构式的确定方法有机物分子式和结构式的确定方法是化学研究的重要内容之一,它对有机化学的发展和应用起着重要的推动作用。
有机物的分子式和结构式表示了有机物分子中原子的种类、数量以及它们之间的连接方式。
下面将介绍几种确定有机物分子式和结构式的常用方法。
一、元素分析元素分析是确定有机物分子式的最基本方法,其原理是分析有机物样品中的碳、氢、氧、氮、硫等元素的含量,并据此计算出分子中不同元素的比例,从而得到该有机物的分子式。
例如,对于一个有机物样品经元素分析得到的结果为:C62.14%、H10.43%、O27.43%,可以根据C:H:O的比例计算出其分子式为C4H8O。
二、质谱分析质谱分析是一种通过测定有机分子在高真空条件下,通过电子轰击产生的碎片离子的质荷比,以及测定碎片离子的相对丰度,从而确定有机物的分子式和结构的方法。
质谱仪测定到的质荷比,往往能反映出有机分子的相对分子量或碎片离子的相对原子量,通过测出的质谱图的特征峰的相对丰度,可以进一步得到有机物的分子式和一些结构信息。
三、红外光谱分析红外光谱是确定有机物结构的常用方法之一、有机分子在吸收红外辐射时,会引起分子内部化学键的振动、扭转和拉伸等。
每种具有特定化学键类型的振动都会对应产生一个特定的红外吸收峰,从而提供了有机物分子中特定键的信息。
根据吸收峰的位置和强度,可以初步推断有机物中存在的官能团,从而确定有机物的结构类型。
四、核磁共振(NMR)分析核磁共振是一种利用分子中的核自旋能级差异导致的能量吸收和释放现象以及核自旋与周围电子的相互作用来研究分子结构的分析方法。
核磁共振仪测定得到的谱图,包括质子谱、碳谱、氮谱等。
通过对NMR谱图的分析,可以确定有机物中原子的化学环境和化学位移,从而进一步获得有机物分子的结构信息。
五、X射线衍射分析X射线衍射是一种利用波长短于可见光的X射线对物质进行结构表征的方法。
通过对物质样品进行X射线的照射,观察并测定样品产生的衍射图样,然后运用数学方法对衍射峰的位置和强度进行分析,可以确定有机物的晶体结构和分子结构。
《有机物分子式、结构式的确定》PPT课件解析
A. CH4 B. C2H6 C. C3H6
解析:
CxHy+ 1
(xx++4y4y
)O2
xCO2+ x
10 10(x+4y )
D2yy2.HC2O4H(l)61△+6V04y-35
1
10 =
y
1+ 4
60-35
y 10(x+ 4 ) ≤50
y=6
x≤3.5
七.假设法
例4 某一元羧酸A,含碳的质量分数为 50%,氢气、溴、溴化氢都可与A发生 加成反应,试确定A的分子式。
若A是烃,则它的分子式可能是 C9H20 或 C10H8 。
若A为烃的含氧衍生物,分子式可能
为 C8H16O 、C7H12O2、C6H8O3 、C5H4O4 。
五:通式法
常见有机物的通式(注意n范围):
烷
烃: CnH2n+2
烯烃 或 环烷烃: CnH2n
炔烃 或 二烯烃: CnH2n-2
苯或苯的同系物: CnH2n-6
总结:
2、求相对分子质量的基本求法:
a. 定义法:M=
m n
b.标况下气体密度ρ: M=22.4*ρ
c.相对密度法(d):M=d*M1
总结:
3、某些特殊组成的最简式,在不知化合物的 相对分子质量时,也可根据组成特点确定其 分子式。 例如:最简式为CH3的烃,其分子式可表示 为(CH3)n 当n=2时,氢原子已达饱和,故其分 子式为C2H6。
饱和一元醇或醚: CnH2n+2O
饱和一元醛或酮: CnH2nO
饱和一元羧酸或酯:CnH2nO2
从通式对应关系可得出如下规律:
• 有机物分子里的氢原子以烷烃或饱和醇为充 分饱和结构(只含C—C、C—H、C—O等单键)的 参照体。
期末君之讲稿(十八)有机物分子式和结构式的确定
【知识梳理】 有机物分子式的确定----------八种方法一、摩尔质量法(相对分子质量法) 直接计算出1mol 气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式。
如给出一定条件下的密度(或相对密度)及各元素的质量比(或质量分数比),求算分子式的途径为: 密度(或相对密度)-- 摩尔质量 1mol --气体中各元素原子物质的量 -- 分子式二、商余法(只适用于烃的分子式的求法)(1) 用烃的相对分子质量除以12,商为碳数和余数为氢数。
如:CxHy ,可用相对分子质量M 除以12,看商和余数。
即余y ,分子式为CxHy 。
(2)增减法:由一种烃的分子式,求另一种烃可能的分子式可采用增减法推断。
即减少一个碳原子必增加12个氢原子;反之,增加一个碳原子要减少12个氢原子。
三、最简式法根据分子式为最简式的整数倍,因此利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式。
如烃的最简式的求法为C :H = (碳的质量分数/12):(氢的质量分数/1)= a :b (最简整数比)最简式为CaHb ,则分子式为(CaHb )n ,n=M/(12a+b ),其中M 为烃的式量。
四、燃烧通式法(1)两混合气态烃,充分燃烧后,生成CO 2气体的体积小于2倍原混合烃的体积,则原混合烃中必有CH 4;若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的物质的量,则原混合烃中必有C 2H 2。
(2)气体混合烃与足量的氧气充分燃烧后,若总体积保持不变,则原混合烃中的氢原子平均数为4;若体积扩大,则原混合烃中的氢原子平均数大于4;若体积缩小,则原混合烃中氢原子平均数小于4,必有C 2H 2。
(温度在100℃以上)五、讨论法当条件不足时,可利用已知条件列方程,进而解不定方程,结合烃CxHy 中的x 、y 为正整数,烃的三态与碳原子数相关规律(特别是烃为气态时,x≤4)及烃的通式和性质,运用讨论法,可简捷地确定烃的分子式。
六、平均分子式法平均分子式法求判断混合烃的组成(分子式)和物质的量之比使用条件:由两种或两种以上的烃组成的混合气,欲确定各烃的分子式时,可采用此法。
有机物分子式与分子结构的确定课件
首先根据题意求出烃的实验式,设为CaHb, =x,
x 取值 种类
1
x<
2
1
x=2
1
2
烷烃
根据烷烃的通式 CnH2n+2,2+2=x,可求
烯烃或环烷烃
先确定相对分子质量,再确定分子式
<x<1 CnH2n-2 或 CnH2n-6
x=1
方法
C2H2 或 C6H6 等
出n值
直接用 CnH2n-2 或 CnH2n-6 代入验证,看
同,连接方式有别,化合物的结构简式为
。
第二种峰强度之比为3∶2∶1,说明结构中含有3种不同化学环境的
氢原子,其个数比为3∶2∶1,化合物的结构简式为
或
或
或
。
答案
或
或
或
(1)通过红外光谱可以确定有机物分子中化学键或
官能团的种类,但不能确定化学键或官能团的个数。
(2)核磁共振氢谱中吸收峰的数目代表的是氢原子的种类而非氢
例如,乙醛的结构简式为CH3CHO,其核磁共振氢谱中有两个信号,
其强度之比为3∶1。
分子式为C3H6O2的有机物,如果在核磁共振氢谱上观察到的氢原
子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度比为1∶1,请写
,第二种情
出其对应化合物的结构简式
况峰的强度比为3∶2∶1,请写出该化合物可能的结构简式
。
解析第一种峰强度为1∶1,说明有2个—CH3,但2个—CH3的环境不
种:
第3步,根据有机化合物A的红外光谱图,确定A的结构。
未知物A的红外光谱图上发现有O—H键、C—H键和C—O键的
振动吸收。因此,可以初步推测该未知物A是含羟基的化合物,结构
有机物分子式和结构式的确定
第三节有机物分子式和结构式的确定教学目标使学生了解确定有机物实验式、分子式的方法,掌握有关有机物分子式确定的计算。
重点、难点烃的衍生物的分子式和结构式的确定。
教学过程:分子式可以表示什么意义?2、有机化学中如何确定碳氢元素的存在?一、最简式和分子量确定分子式。
通过测定有机物中各元素的质量分数,确定有机物的最简式,再依据有机物的分子量来确定分子式。
例1 :某有机物中含碳40%、氢6.7%、氧53.3%,且其分子量为90,求其分子式。
该有机物中C、H、O的原子个数比为N(C):N(H):N(O) = 1:2:1 。
因此,该有机物的最简式为CH2O。
设其分子式为(CH2O)n 。
又其分子量为90,故有:n=3 。
即其分子式为C3H6O3 。
例2:课本P156例1略。
注意:(1)某些特殊组成的最简式,在不知化合物相对分子质量时,也可根据组成特点确定其分子式。
例如最简式为CH3的在机物,其分子式可表示为(CH3)n ,仅当n=2时,氢原子已达饱和,故其分子式为C2H6 。
同理,最简式为CH3O的有机物,当n=2时,其分子式为C2H6O2(2)部分有机物的最简式中,氢原子已达饱和,则该有机物的最简式即为分子式。
例如最简式为CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有机物,其最简式即为分子式。
据各元素原子个数确定分子式。
通过测定有机物中各元素的质量分数,再结合分子量,可以确定有机物中各元素的原子个数,从而写出分子式。
例3:吗啡分子含C:71.58% H:6.67% N :4.91% , 其余为氧,其分子量不超过300。
试确定其分子式。
解:由已知条件可知含氧为16.84%,观察可知含N量最少,据原子量可知,含N原子的个数最少,可设含n个N原子,则吗啡的分子量为14n/4.91% = 285n<300,即吗啡含有1个N,分子量为285。
则吗啡分子中:N(C)=17 N (H)=19 N (O)=3 吗啡的分子式为C17H19NO3例4:P156例2据通式确定分子式烷烃通式为CnH2n+2,烯烃通式为CnH2n,炔烃通式为CnH2n-2,苯及同系物的通式为CnH2n-6,饱和一元醇的通式为CnH2n+2O等,可以根据已知条件,确定分子中的碳原子数(或分子量)再据通式写出分子式。
有机物分子式和结构式的确定方法
确定有机物分子式和结构式的分析思路和分析方法一、确定有机物分子式和结构式的分析思路1、有机物组成元素的定性分析通常通过充分燃烧有机物的方式来确定有机物的组成元素,即:2、有机物分子式和结构式的定量分析二、确定有机物分子式的分析方法1、通式法⑴常见有机物的分子通式分子通式⑵方法:相对分子质量n(碳原子数)分子式例题1:某烷烃的相对分子质量为44,则该烷烃的分子式为。
解析:烷烃的通式为C n H 2n+2 ,则其相对分子质量为:14n + 2 = 44 ,n = 3 ,故该烷烃的分子式为:C 3H 82、质量分数法 方法:相对分子质量C 、H 、O 等原子数分子式例题2:某有机物样品3g 充分燃烧后,得到4.4g CO 2 和1.8g H 2O ,实验测得其相对分子质量为60,求该有机物的分子式。
解析:根据题意可判断该有机物分子中一定含有C 和H 元素,可能含有氧元素。
样品 CO 2 H 2O 3g 4.4g 1.8g 则:m(C) = g g 2.144124.4=⨯m(H) = g g 2.01828.1=⨯根据质量守恒可判断该有机物分子中一定含有O 元素,则该有机物分子中C 、H 、O 元素的质量分数依次为:ω(C) =%40%10032.1=⨯ggω(H) =%67.6%10032.0=⨯ggω(O) = 1 - 40% - 6.67% = 53.33%则该有机物的一个分子中含有的C 、H 、O 原子数依次为:N(C) =212%4060=⨯N(H) = 41%67.660≈⨯N(O) =216%33.5360≈⨯ 故该有机物的分子式为C 2H 4O 2 。
3、最简式法方法:质量分数、质量比原子数之比 → 最简式分子式(最简式)n = 分子式有时可根据最简式和有机物的组成特点(H 原子饱和情况)直接确定分子式,如:例题:如例题2 ,该有机物分子中各元素原子的数目之比为: N(C) ∶N(H) ∶N(O) =12%40∶1%67.6∶16%33.53≈ 1∶2∶1故该有机物的最简式为:CH 2O ,则:(12 + 1×2 + 16)× n = 60 ,n = 2 则该有机物的分子式为:C 2H 4O 2 。
有机物分子式和分子结构的确定(含解析)
有机物分子式和分子结构的确定第一题某单官能团有机化合物,只含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为58,完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O.它可能的结构共有(不考虑立体异构)____________________第二题某有机物只含碳、氢、氧三种元素,其质量比为6:1:8.该有机物蒸气的密度是相同条件下乙烷的2倍.①试求该有机物的相对分子质量及分子式.②若该有机物常温下能跟碳酸钠溶液反应,试写出其结构简式._____.第三题某有机物的相对分子质量为102.(1)若该有机物只含碳,氢两种元素,则其分子式为_____,若其分子内所有原子在同一平面内,则其结构简式为_____(2)若该有机物含碳,氢氧三种元素,其中含氢的质量分数为9.8%,分子中氢原子个数为氧原子的5倍,该有机物的分子式是_____;若能和金属钠反应,则取5.1g该有机物和足量钠反应,最多能产生标态下气体_____L.第四题(1)具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2,A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色.1molA和1mol NaHCO3能完全反应,则A的结构简式是_____(2)化合物B含有C、H、O三种元素,分子量为60,其中碳的质量分数为60%,氢的质量分数为13.33%.B在催化剂Cu的作用下被氧化成C,C能发生银镜反应,则B的结构简式是_____(3)某有机物完全燃烧,生成标准状况下CO2的体积为4.48L,H2O的质量为5.4g.①若有机物的质量为4.6g,此有机物的分子式为_____②若有机物的质量为6.2g,且此有机物lmol能和足量的金属钠反应生成lmolH2,此有机物的结构简式为_____(两个羟基不能连在同一个碳原子上)第五题相对分子质量不超过100的有机物A能与碳酸钠反应产生无色气体;1mol A还可以使含溴160g 的四氯化碳溶液恰好褪为无色;A完全燃烧只生成CO2和H2O;经分析其含氧元素的质量分数为37.21%.(1)试写出A中含有的官能团的名称:_____.(2)经核磁共振检测发现A的图谱如下:①写出A的结构简式:_____.②A具有下列性质中的(选填字母)_____:a.能使酸性高锰酸钾溶液褪色b.能使溴水褪色c.能与乙醇和浓硫酸混合液发生反应 d.能与金属钠反应③A在一定条件下可以发生聚合反应生成高分子化合物,写出反应的方程式:_________________________________(3)相对分子质量与A相同的某烃C有多种同分异构体,请写出其中核磁共振氢谱中峰面积比最大的C的结构简式:____________________.第六题把一定体积的H2、CO、CO2混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中,用电火花不断点燃,充分反应后,在相同条件下,测得气体体积变为原体积的1/9,则原混合气体中H2、CO、CO2物质的量之比为_____________________第七题某混合气体由一种气态烷烃和一种气态单烯烃组成,在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,在标准状况下,将56.0L混合气体通入足量溴水,溴水质量增重35.0g,通过计算回答:(1)依据题意知混合气体的平均相对分子质量为______,则烷烃一定为______.(2)混合气体中两种气体的物质的量之比______(3)写出混合气体中气态烯烃可能的结构简式______.第八题某烃A的相对分子质量为84。
有机物分子式结构式的确定
有机物分子式结构式的确定有机物是由碳元素与氢元素以及其他各种元素通过共价键结合而成的化合物。
由于碳元素具有四个价电子,能够与其他许多元素形成多种多样的化学键,因此在有机化学中,存在着大量种类繁多的有机化合物。
有机化合物的分子式和结构式是用来描述有机物分子化学组成和结构的标记。
有机物的分子式是由化学元素符号和表示原子数目的下标组成的标记,用来表示有机物分子中的原子元素组成和原子比例关系。
例如,甲烷的分子式为CH4,表示该化合物中含有1个碳原子和4个氢原子。
苯的分子式为C6H6,表示该分子中含有6个碳原子和6个氢原子。
有机物分子式的确定可以根据实验数据和化合物的基本性质进行推导。
例如,可以通过燃烧分析测定有机物中碳、氢和氧元素的质量百分比,从而推算出有机物的分子式。
此外,还可以通过光谱分析等方法确定有机物的分子式。
有机物的结构式是用来描述有机物分子中原子之间的连接方式和空间排列的标记。
它可以分为分子结构式和简化结构式两种形式。
分子结构式使用直线和点代表连接的键,用来表示原子之间的键合关系和空间位置。
简化结构式则更加简洁,只使用线段代表键,省略了一部分碳原子和氢原子的符号,仅保留了有机物分子中的功能团和主链。
对于比较简单的有机物,可以通过它们的分子式推导出结构式。
例如,对于乙醇(C2H5OH)来说,根据分子式可以知道它由两个碳原子和一个氧原子组成,其中一个碳原子上连接着一个甲基基团(CH3),另一个碳原子上连接着一个羟基团(OH)。
因此,乙醇的结构式可以表示为CH3CH2OH。
而对于较为复杂的有机物,如苯(C6H6),由于分子中存在环状结构,因此分子式无法直接推导出结构式。
在这种情况下,需要通过实验数据和化学性质等来确定有机物的结构式。
在苯的结构中,每个碳原子上连接着一个氢原子,而所有碳原子之间是通过共享电子形成π键的,因此苯的结构可以表示为一个六边形的环状结构。
总之,有机物分子式和结构式是用来描述有机化合物化学组成和结构的标记。
高中化学必修选修有机物分子式和结构式的确定
有机物分子式和结构式的确定—— 重点难点解析确定有机物分子式的基本方法※ 确定烃及烃的衍生物的分子式的基本途径为:【基础知识精讲】1.有机物分子式和结构式的确定(1) 利用上述关系解题的主要思路是:首先要判断有机物中所含元素的种类,然后依据题目所给条件确定有机物分子中各元素的原子数目,从而得到分子式,最后由有机物的性质分析判断其结构式。
(2) 实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。
求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目(N)之比。
2.由实验式确定分子式的方法(1) 通常方法:必须已知化合物的相对分子质量[M r (A)],根据实验式的相对分子质量[M r (实)],求得含n 个实验式:n =)()(实r r M A M ,即得分子式。
(2) 特殊方法Ⅰ:某些特殊组成的实验式,在不知化合物相对分子质量时,也可根据组成特点确定其分子式。
例如实验式为CH 3的有机物,其分子式可表示为(CH 3)n ,仅当n =2时,氢原子已达饱和,故其分子式为C 2H 6。
同理,实验式为CH 3O 的有机物,当n =2时,其分子式为C 2H 6O 2。
(3) 特殊方法Ⅱ:部分有机物的实验式中,氢原子已达到饱和,则该有机物的实验式即为分子式。
例如实验式为CH 4、CH 3Cl 、C 2H 6O 、C 4H 10O 3等有机物,其实验式即为分子式。
3.由分子式确定结构式的方法(1) 通过价键规律确定:某些有机物根据价键规律只存在一种结构,则直接可由分子式确定其结构式。
例如C 2H 6,根据价键规律,只有一种结构:CH 3—CH 3;又如CH 4O ,根据价键规律,只有一种结构:CH 3—OH 。
(2) 通过定性或定量实验确定:当一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质时,可利用该物质的特殊性质,通过定性或定量实验来确定其结构式。
【知识探究学习】一、烃的衍生物分子式求解根据烃的衍生物耗氧量与生成二氧化碳的体积关系,如何确立有机物的分子式是较难题,但如果找到内在本质,通过通式的确立来求解就会变得迎刃而解了。
1.2.2有机化合物分子式和分子结构的确定
1.2.2 有机化合物分子式和分子结构的确定【学习目标】1、学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法,并能据此确定有机化合物的分子式2、能够根据化学分析和波谱分析确定有机化合物的结构【主干知识梳理】一、有机化合物实验式和分子式的确定1、确定实验式——元素分析(1)相关概念①实验式:有机化合物分子内各元素原子的最简整数比,又称为最简式如:乙酸的分子式为C 2H 4O 2,实验式为CH 2O②元素分析(2)(3)实验式(最简式)与分子式的关系:分子式=(最简式)n【例题】某种含C 、H 、O 三种元素的未知物A ,经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.1%。
则:①计算该有机化合物中氧元素的质量分数:ω(O)=100%—52.2%—13.1%=34.70%②计算该有机化合物分子内各元素原子的个数比:N (C)∶N (H)∶N (O)=00.16%7.34008.1%1.1301.12%2.52::=2∶6∶1 ③该未知物A 的实验式为C 2H 6O2、确定分子式——质谱法(1)原理:质谱仪用高能电子流等轰击样品,使有机分子失去电子,形成带正电荷的分子离子和碎片离子等。
这些离子因质量不同、电荷不同,在电场和磁场中的运动行为不同。
计算机对其分析后,得到它们的相对质量与电荷数的比值,即质荷比。
以质荷比为横坐标,以各类离子的相对丰度为纵坐标,根据记录结果所建立的坐标图。
如下图为某有机物的质谱图:(2)相对分子质量确定:质谱图中最右侧的分子离子峰或质荷比最大值表示样品中分子的相对分子质量(3)示例说明:下图是某未知物A(实验式为C 2H 6O)的质谱图,由此可确定该未知物的相对分子质量为463、有机物相对分子质量的求算方法(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:M r =22.4×ρ(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:M A =D ×M B(3)混合物的平均相对分子质量:总总n m M = (4)读图法:质谱图中,质荷比最大值即为该有机物的相对分子质量4、有机物分子式的确定方法(1)实验式法:由各元素的质量分数―→各元素的原子个数之比(实验式)−−−−→−相对对分子质分子式(2)直接法:根据有机物各元素的质量分数和有机物的摩尔质量(相对分子质量)直接求出1 mol 有机物中各元素原子的物质的量(3)方程式法:根据有机物的燃烧通式及消耗O 2的量(或生成产物的量),通过计算确定出有机物的分子式利用燃烧反应方程式时,要抓住以下关键:①气体体积变化;②气体压强变化;③气体密度变化;④混合物平均相对分子质量等。
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1-4-2有机物分子式与分子结构的确定一、选择题1.(2012·试题调研)以下用于研究有机物的方法错误的是() A.蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物B.燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法C.核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量D.对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团答案:C2.验证某有机物属于烃,应完成的实验内容是()A.只测定它的C、H比B.只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2C.只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值D.测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量答案:D点拨:当CO2和H2O中m(C)+m(H)=m(有机物)时,说明有机物中没有氧元素。
3.相同质量的下列各烃,完全燃烧后消耗氧气最多的是() A.甲烷B.乙烷C.乙烯D.乙炔答案:A点拨:可设四种有机物的质量均为m g,根据烃燃烧的化学方程式进行计算,可知甲烷消耗氧气的量最多;也可将四种烃的分子式变形为CH yx的形式,yx越大,等质量完全燃烧,其耗氧量越多。
4.(2012·河北高二检测)将某有机物完全燃烧,生成CO2和H2O。
将12 g该有机物完全燃烧的产物通过浓硫酸,浓硫酸增重14.4 g,再通过碱石灰,又增重26.4 g。
该有机物的分子式为() A.C4H10B.C2H6OC.C3H8O D.C2H4O2答案:C点拨:浓硫酸增重为H2O的质量,碱石灰增重为CO2的质量,即m(H2O)=14.4 g,m(CO2)=26.4 g,易求出m(C)=7.2 g,m(H)=1.6 g,则m(O)=3.2 g,据此易求出有机物中C、H、O的原子个数比为3:8:1,即该有机物的实验式为C3H8O,因氢原子数已达到饱和,此实验式也就是该有机物的分子式。
5.下列实验式中,没有相对分子质量就可以确定分子式的是()①CH3②CH③CH2④C2H5A.①②B.③④C.②③D.①④答案:D点拨:由实验式的整数倍,即可得到有机物的分子式。
据烷烃通式,当碳原子数为n时,则氢原子数最多为2n+2。
符合实验式为CH3的只有C2H6;符合实验式为CH的有C2H2、C6H6等;符合实验式为CH2的有C2H4、C3H6等;符合实验式为C2H5的只有C4H10。
6.(2012·广州高二检测)下列化合物的核磁共振氢谱图中吸收峰的数目正确的是()答案:B点拨:分子中有几种不同化学环境的氢,在核磁共振氢谱中就有几组峰,各物质中氢原子类型分析如下:7.核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同,表现出的核磁性就不同,代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移,符号为δ)也就不同。
现有一物质的核磁共振氢谱如图所示:A.CH3CH2CH3B.CH3CH2CH2OHC.CH(CH3)3D.CH3CH2CHO答案:B点拨:由核磁共振氢谱的定义可知,在氢谱图中从峰的个数即可推知有几种化学环境不同的氢原子,从题图中可知有4种化学环境不同的氢原子。
分析选项可得A项是2 种,B项是4种,C项是2种,D项是3种。
8.2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子进行结构分析的质谱法。
其方法是让极少量的(10-9g)化合物通过质谱仪的离子化室,样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的离子。
如C2H6离子化可得到C2H+6、C2H+5、C2H+4……然后测定其质荷比。
设H+的质荷比为β,其有机物样品的质荷比如下图所示(假设离子均带一个单位正电荷,信号强度与该离子的多少有关),该有机物可能是()A.甲醇(CH3OH) B.甲烷C.丙烷D.乙烯答案:B点拨:从图中看出其右边最高峰质荷比为16,是H+质荷比的16倍,即其相对分子质量为16,为甲烷。
9.在核磁共振氢谱中出现两个峰,其氢原子个数之比为3 2的化合物是()答案:D10.下列化合物中,在核磁共振氢谱图中能给出三种信号的是()答案:B点拨:在B分子中有三种不同化学环境的氢原子,A中2种,C 中1种,D中2种。
11.某化合物的结构(键线式)及球棍模型如下:该有机分子的核磁共振波谱图如下(单位是ppm):下列关于该有机物的叙述正确的是()A.该有机物不同化学环境的氢原子有6种B.该有机物属于芳香化合物C.键线式中的Et代表的基团为—CH3D.该有机物在一定条件下能够发生消去反应答案:D点拨:A项,由谱图可知有8种不同环境的氢原子,A错;B项,由键线式可看出,该物质中无苯环,不属于芳香化合物,B错;C项,Et为—CH2CH3,C错。
12.某化合物由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图有C—H 键、O—H键、C—O键的振动吸收,该有机物的相对分子质量是60,则该有机物的结构简式是()A.CH3CH2OCH3B.CH3CH(OH)CH3C.CH3CH2CH2OH D.CH3CH2CHO答案:BC点拨:CH3CH2OCH3中没有O—H键,CH3CH2CHO中没有O—H键、C—O键。
二、非选择题13.常温下,10 mL某烃A和80 mL氧气(过量)混合,点燃,使其充分燃烧后恢复到原状况,残留气体体积为65 mL。
(1)若A为烷烃,则A的分子式为________________。
(2)若A为烯烃,则A的分子式为________________。
(3)若A 为炔烃,则A 的分子式为________________。
答案:(1)C 2H 6 (2)C 3H 6 (3)C 4H 6点拨:C x H y (g)+(x +y 4)O 2(g)――→点燃x CO 2(g)+y 2H 2O(l) ΔV 1 x +y 4 x 1+y 410mL 80mL 25mL110mL =1+y 425mLy =6(1)若A 为烷烃,分子式为C 2H 6;(2)若A 为烯烃,分子式为C 3H 6;(3)若A 为炔烃,分子式为C 4H 6。
14.(2012·试题调研)为测定某有机化合物A 的结构,进行如下实验。
(一)分子式的确定:(1)将有机物A 置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H 2O 和8.8 g CO 2,消耗氧气6.72 L(标准状况下)。
则该物质中各元素的原子个数比是________;(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则其相对分子质量为______,该物质的分子式是__________。
(3)根据价键理论,预测A 的可能结构并写出结构简式_______。
(二)结构式的确定:(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。
例如:甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3)有两种氢原子如②所示。
经测定,有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③所示,则A的结构简式为________________________。
答案:(1)N(C):N(H) :N(O)=2:6:1(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH,CH3—O—CH3(4)CH3CH2OH点拨:(1)据题意有:n(H2O)=0.3 mol,则有n(H)=0.6 mol;n(CO2)=0.2 mol,则有n(C)=0.2 mol。
据氧原子守恒有n(O)=n(H2O)+2n(CO2)-2n(O2)=0.3 mol+2×0.2 mol-2×6.72 L22.4 L·mol-1=0.1 mol,则该物质各元素原子个数比N(C):N(H):N(O)=n(C):n(H):n(O)=2:6:1。
(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O,假设该有机物的分子式为(C2H6O)m,由质谱图知其相对分子质量为46,则46m=46,即m=1,故其分了式为C2H6O。
(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物,可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。
(4)分析A的核磁共振氢谱图可知:A有三种不同类型的H原子,CH3OCH3只有一种类型的H原子,故A的结构简式为CH3CH2OH。
15.(2012·云南高二检测)为了测定某有机物A的结构,做如下实验:①将2.3 g该有机物完全燃烧,生成0.1 mol CO2和2.7 g水;②用质谱仪测定其相对分子质量,得如图一所示的质谱图;③用核磁共振仪处理该化合物,得到如图二所示图谱,图中三个峰的面积之比是1:2:3。
④用红外光谱仪处理该化合物,得到如图三所示图谱。
试回答下列问题:(1)有机物A的相对分子质量是__________。
(2)有机物A的实验式是____________________。
(3)能否根据A的实验式确定A的分子式______(填“能”或“不能”),若能,则A的分子式是__________(若不能,则此空不填)。
(4)写出有机物A的结构简式______________。
答案:(1)46(2)C2H6O(3)能C2H6O(4)CH3CH2OH点拨:(1)在A的质谱图中,最大质荷比为46,所以其相对分子质量是46。
(2)在2.3 g该有机物中,n(C)=0.1 molm(C)=0.1 mol×12 g·mol-1=1.2 gn(H)=2.7 g18 g·mol-1×2=0.3 molm(H)=0.3 mol×1 g·mol-1=0.3 g m(O)=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 gn(O)=0.8 g16 g·mol-1=0.05 mol则n(C) :n(H) :n(O)=0.1 mol:0.3 mol:0.05 mol=2:6:1,A的实验式是C2H6O。
(3)因为实验式是C2H6O的有机物中,氢原子数已经达到饱和,所以其实验式即为分子式。
(4)A有如下两种可能的结构:CH3OCH3或CH3CH2OH;在核磁共振氢谱中有三个峰,而且三个峰的面积之比是1:2:3,根据图三知,A中含有C—H、C—O、O—H,显然A为乙醇。
依据理想气体状态方程测定有机化合物的相对分子质量在科学研究和生产中,经常要研究温度和压强对气体体积的影响,此时可用理想气体状态方程pV=nRT来描述气体体积、压强和温度之间的关系。
该方程中,若体积(V)的单位为m3、压强(p)的单位为Pa,温度(T)的单位为K,物质的量(n)的单位为mol,R的取值为8.314 Pa·m3·mol-1·K-1。
利用下图所示的装置,可将一定质量的待测样品注入带活塞的密闭容器中,在水蒸气的作用下使液态样品汽化,再测出样品蒸气的温度、压强和体积,就可以依据理想气体状态方程求出样品的物质的量n=pVRT,进而求出该有机化合物的相对分子质量M=mn。