高中化学 第三章 有机合成及其应用 合成高分子化合物第2节 有机化合物结构的测定 第1课时课件 鲁科版选修5.ppt

第1课时有机化合物分子式的确定 第3章第2节有机化合物结构的测定 学习目标定位 通过对典型实例的分析 初步学会测定有机化合物元素含量 相对分子质量的一般方法 并能据其确定有机化合物的分子式 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 鉴定有机物中含有哪些元素 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 s 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 co2 一 有机化合物元素组成的确定 h2o so2 c h o c h 不含 含 2 确定有机物中各元素的质量分数 定量分析 1 碳 氢元素质量分数的测定 燃烧分析法 碱液 吸水剂 2 氮元素质量分数的测定 n2的体积 3 卤素质量分数的测定 naoh溶液 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 4g在氧气中完全燃烧只生成8 8gco2和7 2gh2o 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 2c 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 答案 解析 m c 0 2mol 12g mol 1 2 4g m h 0 4mol 2 1g mol 1 0 8gm c m h 2 4g 0 8g 3 2g 6 4g 所以n c n h n o 0 2 0 8 0 2 1 4 1 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 1 有机物相对分子质量的确定方法 1 根据标准状况下气体的密度 计算该气体的相对分子质量mr 22 4 限于标准状况下 2 a b两种气体的相对密度为d 计算气体的相对分子质量mr a 3 a b两种气体组成的混合气体中 它们的体积分数分别为w a w b 该混合气体的平均相对分子质量mr 4 质谱法可以测定有机物的 在质谱图中 一般最大的质荷比就是有机物的 d mr b 二 有机物分子式的确定 mr a w a mr b w b 相对分子质量 相对分子质量 2 有机物分子式的确定方法 1 直接法 由题意求算出1mol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 例如 燃烧某有机物a1 50g 生成1 12l 标准状况 co2和0 05molh2o 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 ch2o 解析有机物的相对分子质量是1 04 29 30 答案 解析 有机物分子中含有 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 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 ch3 答案 解析 c2h6 方法一 设该化合物分子中含有n个ch3 则 方法二 a分子式中各元素原子的数目 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 由题给条件并依据下列燃烧通式所得co2和h2o的量求解x y z 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 8g 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 08g和2 64g 试求该有机物的分子式 c3h6o3 答案 解析 解析设有机物的分子式为cxhyoz 90g 1 8g 44xg 2 64gx 390g 1 8g 9yg 1 08gy 6 有机物的分子式为c3h6o3 1 确定有机化合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 2 商余法 只适用于烃 例2某卤代烃的蒸气对同温 同压下h2的相对密度是54 5 取5 45g的该卤代烃与足量naoh溶液作用后 再加入过量的稀hno3酸化至溶液显酸性 最后加入过量的agno3溶液可生成9 40g浅黄色沉淀 则此卤代烃是a ch3clb ch3ch2clc ch3ch2brd 答案 解析 规律总结 确定有机化合物分子式的关键首先要知道该物质的组成元素 各元素质量分数 必要时还要测定其相对分子质量 例3 2017 广东清远三中高二月考 有机物a由碳 氢 氧三种元素组成 现取3ga与4 48l 标准状况 氧气在密闭容器中充分燃烧 生成二氧化碳 一氧化碳和水蒸气 假设反应物没有剩余 将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰充分吸收 浓硫酸增重3 6g 碱石灰增重4 4g 剩余气体体积为1 12l 标准状况 回答下列问题 1 3ga燃烧后生成物的物质的量分别为n h2o n co2 n co 答案 0 2mol 0 1mol 0 05mol 2 通过计算确定a的分子式 答案 答案3ga中 n h 2n h2o 2 0 2mol 0 4mol n c n co2 n co 0 1mol 0 05mol 0 15mol n o 2n co2 n co n h2o 2n o2 2 0 1mol 0 05mol 0 2mol 2 0 2mol 0 05mol 所以n c n h n o 0 15mol 0 4mol 0 05mol 3 8 1 所以a的最简式为c3h8o 由于达到结合h原子的最大数目 所以最简式就是该物质的分子式 即该物质的分子式为c3h8o 3 写出a的所有可能的结构简式 答案 答案ch3ch2ch2oh ch3ch oh ch3 ch3ch2och3 规律总结 实验式的特殊应用 1 已知某些特殊组成的实验式 在未告知有机物相对分子质量时 也可根据组成特点确定其分子式 例如 实验式为ch3的有机物 其分子可表示为 ch3 n 仅当n 2时 氢原子已达到饱和 故其分子式为c2h6 同理 实验式为ch3o的有机物 当n 2时 其分子式为c2h6o2 2 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ch4 ch3cl c2h6o等的有机物 其实验式即为分子式 达标检测 解析水蒸气和co2的物质的量之比为1 1 根据原子守恒可知 有机物分子中碳 氢原子个数比为1 2 a错误 有机物的相对分子质量未给出 无法判断有机物中是否含有氧元素 b c错误 d正确 1 2017 福建莆田一中高二月考 某有机物在氧气中充分燃烧 生成的水蒸气和co2的物质的量比为1 1 由此可得出的结论是a 分子中碳 氢原子个数比为2 1b 该有机物分子中c h o个数比为1 2 3c 有机物中必定含氧d 无法判断有机物中是否含有氧元素 答案 1 2 3 4 5 6 解析 2 2017 吉林德惠实验中学高二月考 a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a c5h12o4b c5h12o3c c4h10o4d c5h10o4 答案 解析 1 2 3 4 5 6 3 将0 1mol某有机物与0 3molo2混合 于密闭反应器中用电火花点火 将燃烧产物通入过量的澄清石灰水中 可得到沉淀20 0g 溶液质量减少5 8g 剩余气体继续通过灼热的cuo 可以使cuo质量减少1 6g 由此可知该有机物的分子式为a c2h6ob c3h6oc c3h6o2d c4h8o2 答案 解析 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 4 2017 济南一中高二期中 某物质在空气中完全燃烧时 生成水和二氧化碳的分子数比为2 1 则该物质可能是 ch4 c2h4 c2h5oh ch3oha b c d 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析该物质完全燃烧生成水和二氧化碳的分子数比为2 1 即n h2o n co2 2 1 则该物质中氢原子与碳原子个数之比为 2 2 1 4 1 化学式满足n c n h 1 4的有 ch4 ch3oh 所以b正确 5 2017 河北辛集中学高二期中 某气态烃对空气的相对密度为2 在氧气中充分燃烧1 16g这种烃 并将所得产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管 当称量这两个干燥管的质量时 它们依次增重1 8g和3 52g 这种烃的化学式是a c2h6b c4h10c c5h10d c5h12 1 2 3 4 5 6 答案 解析 1 2 3 4 5 6 6 某含碳 氢 氧三种元素的有机物x的质谱图如图所示 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 该有机物的分子式是 1 2 3 4 5 6 c4h10o 答案 解析 解析常用实验式和相对分子质量