《化学》选修5(新人教版)学案研究有机化学物一般步骤和方法二.doc

第7课时 研究有机化学物一般步骤和方法 二目标导航学习内容：元素分析与相对分子质量的测定学习重点：元素分析与相对分子质量的测定方法学习难点：元素分析与相对分子质量的测定方法学习方法：讨论法、分析法、练习法 名师引领一、元素分析与相对分子质量的测定1元素分析定性分析：用化学方法鉴定有机物分子的元素组成，如燃烧后CCO2，HH2O，ClHCl。定量分析：将一定量有机物燃烧后分解为简单有机物，并测定各产物的量，从而推算出各组成元素的质量分数。实验式：表示有机物分子所含元素的原子最简单的整数比。(1)实验方法李比希氧化产物吸收法用CuO将仅含C、H、O元素的有机物氧化，氧化后产物H2O用无水CaCl2吸收，CO2用KOH浓溶液吸收，分别称出吸收前后吸收剂的质量，计算出碳、氢原子在分子中的含量，其余的为氧原子的含量。现代元素分析法(2)数据处理碳、氢、氧在某有机物中的原子个数比n(C)n(H)n(O) 2 ，元素分析只能确定组成分子的各原子最简单的整数比。2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的不同而有先后，其结果被记录为质谱图。(2)质荷比：分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值。由上图可看出，质荷比最大的数据是46，这就表示了未知物质A的相对分子质量。二、确定有机物分子式的方法(1)实验式法： (2)物质的量关系法：由密度或其他条件求摩尔质量求1 mol分子中所含各元素原子的物质的量求分子式。(3)化学方程式法(代数法)：利用化学方程式及题干要求列方程组求解未知数值求分子式。(4)通式法：题干要求或物质性质确定类别及组成通式 n值分子式。 师生互动 共解难题1某同学为测定维生素C中碳、氢的质量分数，取维生素C样品研碎，称取该试样0.352 g，置于铂舟并放入燃烧管中，不断通入氧气流。用酒精喷灯持续加热样品，将生成物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重0.144 g和0.528 g，生成物完全被吸收。试回答以下问题：(1) 维生素C中碳的质量分数是_，氢的质量分数_(2) 维生素中是否含有氧元素？为什么？(试通过计算说明)_(3) 如果需要你确定维生素C的分子式，你还需要哪些信息？解析：(1)40.91%，4.55% (2)已知，m(H)=0.144 g9=0.016 g,m(C)=0.528g1244=0.144g, m(H)+ m(C)=0.016g+0.144g=0.160g0.352g，又因产物中只有H2O和CO2，故维生素中必含有氧。(3)若要确定其分子式，还要知其相对分子质量。 2室温时10 mL某气态烃与过量的氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到至室温，气体体积减少了50 mL ，剩余气体再通过氢氧化钠溶液，体积又减少了40 mL 。求气态烃的分子式。解析：从题目已知条件知，物质的量之比：该气态烃：产物水（H2O）：产物二氧化碳（CO2）1：5：4，所以该气态烃中C：H4：524：10。故该气态烃是C4H103某仅由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物，经测定其相对分子质量为90。取有机物样品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。解析：已知m(H)=1.08g218=0.12g,m(C)=2.64g1244=0.72g,则m(O)=1.8g0.12g0.72g=0.96g; 则n(C)n(H)n(O)=0.72120.1210.9616=121,则其实验式为CH2O；故可设其分子式为 (CH2O)n，则有30n=90,解之得：n=3,故分子式为C3H6O3 4、为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：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 H2O和8.8 g CO2，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：_。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(ClCH2OCH3)有两种氢原子，如图。经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图，则A的结构简式为_。解析(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 mol20.2 mol2 0.1 mol，则N(C)N(H)N(O)n(C)n(H)n(O)261。(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46m46，即m1，故其分子式为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。答案(1)261(2)46；C2H6O(3)CH3CH2OH，CH3OCH3(4)CH3CH2OH 积累运用 举一反三 1相同质量的下列脂肪烃，在空气中充分燃烧产生二氧化碳最多的是 （ ）AC2H2 BC3H6 CC4H10 DC6H62甲烷和乙炔的混合气体20 mL，完全燃烧需45 mL氧气（同温同压下），则此混合气体中甲烷和乙炔的体积比是 （ ）A11 B21 C31D41 3若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需用3 mol O2，则 （ ）Ax 2，y 2 Bx 2，y 4 Cx 3，y 6 D23，y84充分燃烧3 L由甲烷、乙烯和丙炔组成的混合气体，生成7 L CO2和4.82 g水(气体体积均在标准状况下测定)，则原混合气体中甲烷、乙烯和乙炔的体积比可能是 （ ）A 111 B123C321 D3125某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1:2 （ ） A分子中C、H、O个数之比为1:2:3B分子中C、H个数之比为1:4 C分子中可能含有氧原子 D此有机物的最简式为CH4 6A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，那么A的实验式是 （ ）AC5H12O4 BC5H12O3 CC4H10O4 DC5H10O47某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的水和二氧化碳，则该有机物必须满足的条件是 ( )A分子中的C、H、O的个数比为1：2：3 B分子中C、H个数比为1：2C该有机物的相对分子质量为14 D该分子中肯定不含氧元素8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1：4C无法确定该化合物是否含有氧元素 D该化合物中一定含有氧元素9m mol C2H2跟n mol H2在密闭容器中反应，当该可逆反应达到平衡时，生成p mol C2H4。将反应后的混合气体完全燃烧，生成CO2和H2O，所需要氧气的物质的是 （ ）A（3m+n）mol B C(3m+n+2p)mol D10在密闭容器中某气态烃和氧气按一定比例混和，点火爆炸后恢复到原温度（20），压强减小至原来的一半，若加NaOH的溶液则气体全部被吸收，则此烃为 （ ）AC3H8 BC2H4 CC2H6 DC6H611已知胰岛素含硫的质量分数为3.4%，相对分子质量为5734，则每个胰岛素分子中所含的硫原子数为_12有A、B两种烃，它们的组成相同，都约含86%的碳，烃A对氢气的相对密度是24；烃B式量是烃A的一半倍，烃A、B都能使溴的四氯化碳溶液褪色，根据以上实验事实回答问题。（1）推断A、B两烃的化学式。A ；B 。（2）