2021有机化学 元素分析与相对分子质量的测定 分子结构的鉴定

(2)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，求该有机物的分子式______。 (已知：相对密度 D＝ρρAB＝MMAB ) 答案 解析
(3)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。试求该有机物的分子式 ________。 答案 解析
第一章 第四节
第2课时 元素分析与相对分子质量的测定 分子结构的鉴定
内容索引
一 有机物分子式的确定 二 有机物结构式的确定 达标检测 提升技能
一 有机物分子式的确定
新知导学
1.鉴定有机物分子的元素组成(定性分析)
(1)将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物：C→
；
H→ ；N→ ；S→ 。
已 知 分 子 式 为 C2H6O 的 有 机 物 ， A 可 能 有 如 下 两 种 可 能 的 结 构 ： Ⅰ(CH3CH2OH)或Ⅱ(CH3OCH3)，我们可借助如下两种方法来确定有机物 A的结构简式是Ⅰ还是Ⅱ：
(1)红外光谱法
利用红外光谱来测定，分子中有 Ⅰ(CH3CH2OH)
键或
可确定A的结构简式为
(2)若将有机物完全燃烧，生成物只有H2O(使无水CuSO4变蓝)和CO2(使澄
清石灰水变浑浊)，则该有机物中一定含有的元素是
，可能含有的
元素是 。
(3)判断是否含氧元素，可先求出产物CO2和H2O中
两元素的质量和，
再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中
氧元素，
否则有机物中 氧元素。
2.测定有机物中各元素的质量分数(定量分析)
2.某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，生成8.8 g CO2和7.2 g H2O，下列说 法中正确的是 答案 解析 A.该化合物含碳、氢两种元素 B.该化合物中碳、氢原子个数比为1∶4 C.无法确定该化合物是否含有氧元素 D.该化合物一定是C2H8O2
二 有机物结构式的确定
新知导学
1.物理方法
(3)方程式法 根据有机物的燃烧通式及消耗O2的量(或生成产物的量)，通过计算确定 出有机物的分子式。 (4)通式法
物质的性质等―→类别及组成通式(如 CnH2n) ―相――对―分――子―质―量―→ n 值―→ 分子式。
活学活用
1.(1)实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，求该化合物的 实验式_____。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分 子式_____。 答案 解析
C.CH3CH2CH3
D.
学习小结
有机物结构确定的方法思路
达标检测 提升技能
1.某气态有机物X含C、H、O三种元素。现欲确定X的分子式，下列条件
中所需的最少条件是 答案 解析
①X中碳的质量分数 ②X中氢的质量分数 ③X在标准状况下的体积
④质谱确定X的相对分子质量 ⑤X的质量
A.①②
B.①②④
C.①②⑤
式，即化合物分子中所含元素的原子数目
的式子。
(2)实验式(最简式)与分子式的关系：
分子式＝(最简式)n
3.有机物相对分子质量的测定——质谱法
(1)原理
用高能电子流等轰击样品分子，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
，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
(1)有机物中元素定量分析原理(李比希法)
①先用 作氧化剂将仅含C、H、O元素的有机物氧化，然后分别用无水
CaCl2和KOH浓溶液吸收生成的 和
；
②根据吸收前后吸收剂的质量变化即可算出反应生成的 和
来自百度文库的质
量，从而确定有机物中
和
的质量，剩余则为
的质量；
③最后计算确定有机物分子中各元素的质量分数，从而确定有机物的最简
D.③④⑤
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2.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
个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是 答案
①通过定量实验，确定有机物的官能团。
②通过定量实验，确定有机物中的官能团及其数目。
(4)物理方法
①红外光谱法：初步判断有机物中含有的
或
。
②核磁共振氢谱法：测定有机物分子中氢原子的类型和数目，氢原子的
类型＝
，不同氢原子个数比＝不同吸收峰面积比。
活学活用
3.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中错误 的是 答案 解析
。
(2)实验式分别为CH3、CH3O的有机物的结构简式分别为
、
。
归纳总结
有机物分子结构的确定方法 (1)根据价键规律确定 某些有机物只存在一种结构，可直接由分子式确定结构。 (2)通过定性实验确定 根据分子式写出其可能的同分异构体―→根据定性实验确定其可能存 在的官能团―→确定结构式
(3)通过定量实验确定
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
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 。
归纳总结
有机物分子式的确定方法 (1)实验式法 各元素的质量分数―→各元素原子的个数比(实验式) 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。
A.由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键 B.由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子 C.仅由A的核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数 D.若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3
4.符合下面核磁共振氢谱图的有机物是 答案 解析 A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH==CHCH3
(2)核磁共振氢谱 利用核磁共振仪，测定A，若得到A的核磁共振氢谱为
则A的结构简式为
。
2.化学方法 (1)烃A分子式为C3H6且能使溴的四氯化碳溶液褪色，其结构简式为
。 (2)实验测得某醇1 mol与足量钠反应可得1 mol气体，该醇分子中含羟基 的个数是 。
3.根据题给条件，确定有机物的结构 (1)烃B的分子式为C8H18，其一氯代烃只有一种，其结构简式是