第四节 研究有机物的一般步骤和方法

1、第一章第一章 认识有机化合物认识有机化合物第四节第四节 研究有机化合物的一般研究有机化合物的一般步骤和方法步骤和方法一、研究有机化合物的基本步骤一、研究有机化合物的基本步骤: :粗粗产产品品分离分离提纯提纯定性定性分析分析定量分析定量分析除除杂杂质质确定确定组成组成元素元素质质量量分分析析测测定定分分子子量量结结构构分分析析实验式或最简式实验式或最简式分子式分子式结构结构式式分离提纯分离提纯的方法有的方法有哪些？哪些？【思考与交流思考与交流】1、常用的分离、提纯物质的方法有哪些？、常用的分离、提纯物质的方法有哪些？2、下列物质中的杂质（括号中是杂质）分、下列物质中的杂质（括号中是杂质）分别可以

2、用什么方法除去。别可以用什么方法除去。（1）NaCl（泥沙）（泥沙） （2）酒精（水）酒精（水）（3）溴水（水）溴水（水） （4） KNO3 (NaCl) 原理：原理：利用混合物中各种成分的利用混合物中各种成分的沸点不同沸点不同而使而使其分离其分离。适用条件：适用条件：液态液态、热稳定性较强热稳定性较强有机物含少量杂质有机物含少量杂质,且与杂质且与杂质沸点相差较大沸点相差较大（30左右）左右）石油的蒸石油的蒸馏馏 二、分二、分离、提离、提纯纯 （一）（一） 蒸馏：蒸馏：二、分二、分离、提离、提纯纯 实实验验1-1含杂含杂工业工业乙醇乙醇95.6%的乙的乙醇与醇与水共沸混合物水共沸混合物蒸馏蒸馏

3、 77 77777979 79？收集到的馏出物叫馏分，它只是某一温度范围内收集到的馏出物叫馏分，它只是某一温度范围内的蒸馏产物，仍然含有少量杂质。的蒸馏产物，仍然含有少量杂质。蒸馏烧瓶冷凝管温度计尾接管冷水热水装置酒精灯锥形瓶 石棉网注意事项：注意事项：仪器组装的顺序：仪器组装的顺序：“先下后上，由左到右先下后上，由左到右”温度计水银球的位置温度计水银球的位置：与支：与支管口下缘齐平管口下缘齐平蒸馏烧瓶所盛放液体容量：蒸馏烧瓶所盛放液体容量：不能超过其容积的不能超过其容积的2/32/3，也不能少于，也不能少于l/3l/3。冷凝管中冷却水从下口进，从上口出。冷凝管中冷却水从下口进，从上口出。蒸馏

4、烧瓶中加少量碎瓷片（沸石），防止液体暴沸。蒸馏烧瓶中加少量碎瓷片（沸石），防止液体暴沸。先通水再加热，要加石棉网，温度不能超过混合物先通水再加热，要加石棉网，温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。中沸点最高物质的沸点。收集到的馏出物叫馏分，它只是某一温度范围内收集到的馏出物叫馏分，它只是某一温度范围内的蒸馏产物，仍然含有少量杂质。的蒸馏产物，仍然含有少量杂质。通通过蒸馏（实验过蒸馏（实验1-11-1）得到的酒精是否就是无水酒精？）得到的酒精是否就是无水酒精？怎样才能得到无水酒精？怎样才能得到无水酒精？加入加入CaOCaO等吸水剂等吸水剂含杂工含杂工业乙醇业乙醇蒸馏蒸馏工业乙醇工业乙醇(95.

5、6%)加加CaO蒸馏蒸馏无水乙醇无水乙醇(99.5%以上以上)（二）重结晶（二）重结晶 提纯液体有机物常采用提纯液体有机物常采用蒸馏蒸馏操作，操作， 提纯固体有机物常采用提纯固体有机物常采用重结晶法重结晶法. . 思考：思考：重结晶法的重结晶法的原理和适用条件原理和适用条件是是什么？什么？ ( (二二) )、重结晶、重结晶1 1、原原理理利用被提纯物质与杂质利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同在同一溶剂中的溶解度不同而将其杂质除去的方法。而将其杂质除去的方法。 2 2、对对溶剂的要求溶剂的要求 杂质在此溶剂中溶解度很小或溶解度很大，易于杂质在此溶剂中溶解度很小或溶解度很大，易于除去；除

6、去；被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度的影响大响大。有机物在热溶液中的溶解度较大，而在冷溶有机物在热溶液中的溶解度较大，而在冷溶液中的溶解度较小，冷却后易于结晶析出。液中的溶解度较小，冷却后易于结晶析出。 3 3、步骤：、步骤：粗产品粗产品趁热趁热过滤过滤冷却冷却结晶结晶提纯产品提纯产品加热加热溶解溶解过滤过滤固体有机粗品固体有机粗品残渣残渣(不溶性杂质不溶性杂质)滤液滤液母液母液(可溶性杂质和部分被提可溶性杂质和部分被提纯物纯物)晶体晶体(产品产品)溶于溶剂，制成热溶溶于溶剂，制成热溶液，趁热过滤液，趁热过滤冷却，结晶，过滤，冷却，结晶，过滤，洗

7、涤洗涤归纳归纳例如：苯甲酸的重结晶例如：苯甲酸的重结晶(P18(P18实验实验1-21-2） 实实验步骤：验步骤：1 1、加热溶解加热溶解：往装：往装有有1g1g粗粗苯甲酸的烧杯中加苯甲酸的烧杯中加入入50mL50mL蒸馏水，在石棉网上搅拌加热，至粗甲蒸馏水，在石棉网上搅拌加热，至粗甲苯酸溶苯酸溶解。解。全溶全溶后再加后再加入少量蒸馏水。入少量蒸馏水。2 2、趁热过滤趁热过滤：用玻璃漏斗趁热将溶液过滤到另一：用玻璃漏斗趁热将溶液过滤到另一100mL100mL烧杯中。烧杯中。( (注意：一贴，二低，三靠注意：一贴，二低，三靠) )3 3、冷却结晶冷却结晶：将滤液静置，使其缓慢冷却结晶。：将滤液静

8、置，使其缓慢冷却结晶。4 4、滤出晶体滤出晶体。注：苯甲酸在水中的溶解度：注：苯甲酸在水中的溶解度：0.17g0.17g（2525），）， 6.8g6.8g（9595）粗产品粗产品热溶解热溶解热过滤热过滤冷却结晶冷却结晶提纯提纯产品产品【探究探究2】在苯甲酸重结晶的实验中，温度越低，苯在苯甲酸重结晶的实验中，温度越低，苯甲酸的溶解度越小，为了得到更多的苯甲酸晶体，甲酸的溶解度越小，为了得到更多的苯甲酸晶体，结晶时的温度是不是越低越好？结晶时的温度是不是越低越好？不是，冷却结晶时，并不是温度越低越好。因为不是，冷却结晶时，并不是温度越低越好。因为温度过低，杂质的溶解度也会降低，部分杂质也会温度过

9、低，杂质的溶解度也会降低，部分杂质也会析出，达不到提纯苯甲酸的目的；温度极低时，溶析出，达不到提纯苯甲酸的目的；温度极低时，溶剂剂(水水)也会结晶，给实验操作带来麻烦。也会结晶，给实验操作带来麻烦。【探究探究1 】为什么要趁热过滤？为什么要趁热过滤？一方面除去不溶性的杂质，另一方面尽量减小一方面除去不溶性的杂质，另一方面尽量减小因温度低导致过滤过程中苯甲酸析出而造成的因温度低导致过滤过程中苯甲酸析出而造成的损失损失洗涤洗涤沉淀或晶体沉淀或晶体的方法：用胶头滴管往晶体上的方法：用胶头滴管往晶体上加蒸馏水直至晶体被浸没，待水完全流出后，加蒸馏水直至晶体被浸没，待水完全流出后，重复两至三次，直至晶体

10、被洗净。重复两至三次，直至晶体被洗净。检验洗涤效果检验洗涤效果：取最后一次的洗出液，再：取最后一次的洗出液，再选择适当的试剂进行检验。选择适当的试剂进行检验。【探究探究3 】如何洗涤沉淀和检验沉淀是否洗净？如何洗涤沉淀和检验沉淀是否洗净？你能否用简洁的语言归纳重结晶苯甲酸的你能否用简洁的语言归纳重结晶苯甲酸的实验步骤？实验步骤？高温溶解、趁热过滤、低温结晶高温溶解、趁热过滤、低温结晶 1、原理原理：利用混合物中一种溶质在互不相溶的两种：利用混合物中一种溶质在互不相溶的两种溶剂中的溶解性不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂中的溶解性不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来的方法

11、。种溶剂组成的溶液中提取出来的方法。 2、主要仪器主要仪器：分液漏斗：分液漏斗 3、操作过程操作过程：振振荡荡静静置置分分液液（三）萃取（三）萃取萃萃取实验过程中要注意的问题：取实验过程中要注意的问题：1 1、分液漏斗在洗涤干净以后，要检查其上口和玻璃、分液漏斗在洗涤干净以后，要检查其上口和玻璃塞处是否漏液塞处是否漏液体；体；2 2、进行分液时，分液漏斗颈的尖端要靠在烧杯的内、进行分液时，分液漏斗颈的尖端要靠在烧杯的内壁上。当分液漏斗内的下层液体恰好流尽时，要立即壁上。当分液漏斗内的下层液体恰好流尽时，要立即关闭分液漏斗的活塞，防止上层液体流出。关闭分液漏斗的活塞，防止上层液体流出。3 3、要

12、将上层液体从分液漏斗的上口倒出；、要将上层液体从分液漏斗的上口倒出；1 1、和原溶液中溶剂互不相溶和原溶液中溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中溶质在萃取剂中的溶解度要大于原溶剂中的溶解度的溶解度要大于原溶剂中的溶解度；萃取剂与被萃萃取剂与被萃取的物质要易于分离且不发生反应取的物质要易于分离且不发生反应。2 2、常见的有机萃取剂：、常见的有机萃取剂：苯、四氯化碳、汽油、乙醚、石油醚、三氯甲烷苯、四氯化碳、汽油、乙醚、石油醚、三氯甲烷萃萃取剂的选择：取剂的选择：如如果你家里的食用花生油不小心混入了大量的果你家里的食用花生油不小心混入了大量的水，利用你所学的知识，最简单的分离方法是水，利用你所学的知识，最

13、简单的分离方法是（ ）A B C DA B C D将将甲、乙两种有机物在常温常压下的混甲、乙两种有机物在常温常压下的混合物分离，已知它们的物理性质如下：合物分离，已知它们的物理性质如下：物质物质密度密度/(g/cm/(g/cm3 3) )沸点沸点/ /水溶性水溶性溶解性溶解性甲甲0.789 30.789 378.578.5溶溶溶于乙溶于乙乙乙1.2201.220100.7100.7溶溶溶于甲溶于甲则应采用的分离方法是则应采用的分离方法是()A分液分液 B蒸馏蒸馏 C干馏干馏 D萃取萃取(1)(1)液液液萃取液萃取：是利用：是利用有机物在两种互不相溶的有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将

14、溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种溶剂转移到有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。另一种溶剂的过程。 (2)(2)固固液萃取液萃取：是用有：是用有机溶剂从固体物质中溶解机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程。（专用出有机物的过程。（专用仪器设备）仪器设备）BD色色谱法：谱法：利利用吸附剂对不同有机物用吸附剂对不同有机物吸附作用吸附作用的不同，分的不同，分离、提纯有机物的方法叫离、提纯有机物的方法叫色谱法色谱法。俄国植物学家茨卫特俄国植物学家茨卫特1906年，年，茨卫特在一根玻璃茨卫特在一根玻璃管的细端塞上一小团绵花，在管的细端塞上一小团绵花，在管中充填碳酸钙粉末，让溶有管中充填碳酸钙粉末，让溶

15、有绿色植物叶子色素的石油醚溶绿色植物叶子色素的石油醚溶液自上而下地通过。结果植物液自上而下地通过。结果植物色素便被碳酸钙吸附，分成三色素便被碳酸钙吸附，分成三段不同颜色：绿色、黄色、黄段不同颜色：绿色、黄色、黄绿色。再将碳酸钙吸附柱取出，绿色。再将碳酸钙吸附柱取出，并用乙醇洗脱，即得色素的溶并用乙醇洗脱，即得色素的溶液：叶绿素、叶黄素、胡萝卜液：叶绿素、叶黄素、胡萝卜素。素。色谱色谱法法德国化学家库恩德国化学家库恩茨卫特的色谱茨卫特的色谱实验当时并未引起实验当时并未引起人们的注意。直到人们的注意。直到2525年后的年后的19311931年，年，德国化学家库恩在德国化学家库恩在分离、提纯、确定分

16、离、提纯、确定胡萝卜素异构体和胡萝卜素异构体和维生素的结构中，维生素的结构中，应用了色谱法，并应用了色谱法，并获得获得19381938年诺贝尔年诺贝尔化学奖。化学奖。 根据物质在两相根据物质在两相(气气液、液液、液液等液等)间溶解间溶解性或吸附能力不同，分为性或吸附能力不同，分为纸上色谱法纸上色谱法、薄层色薄层色谱法谱法、气相色谱法气相色谱法、液相色谱法液相色谱法等。等。常用的吸附剂：常用的吸附剂：碳酸钙、硅胶、氧化铝、碳酸钙、硅胶、氧化铝、活性炭等。活性炭等。色谱法是化学家分离、提纯有机物不可色谱法是化学家分离、提纯有机物不可缺少的方法。缺少的方法。1、 下下列说服中列说服中错误的是错误的是

17、A、萃取时，萃取剂要求密度比水大、萃取时，萃取剂要求密度比水大B、蒸馏时，应使温度计水银球应与蒸烧瓶支管口、蒸馏时，应使温度计水银球应与蒸烧瓶支管口相平相平C、过滤时，可直接将待过滤的悬浊液倒入漏斗中、过滤时，可直接将待过滤的悬浊液倒入漏斗中D、蒸发时，待蒸发皿内出现大量晶体时，即应停、蒸发时，待蒸发皿内出现大量晶体时，即应停止加热止加热AC2、下列各组混合物的分离或提纯方法不正确的是、下列各组混合物的分离或提纯方法不正确的是A用过滤法分离用过滤法分离Fe(OH)3胶体和胶体和FeCl3溶液的混合物溶液的混合物B用重结晶法提纯用重结晶法提纯NaCl和和KNO3的混合物中的的混合物中的KNO3C

18、用蒸馏法分离乙醇和甲醇的混合物用蒸馏法分离乙醇和甲醇的混合物D用萃取和分液的方法可以分离碘和水的混合物用萃取和分液的方法可以分离碘和水的混合物A练习练习3某工厂废液经测定得知主要含有乙醇，其中还溶有丙酮、某工厂废液经测定得知主要含有乙醇，其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。根据各物质的性质（如下表），确定通过下乙酸和乙酸乙酯。根据各物质的性质（如下表），确定通过下列步骤回收乙醇和乙酸。列步骤回收乙醇和乙酸。物质丙酮、乙酸乙酯、乙醇、乙酸沸点（物质丙酮、乙酸乙酯、乙醇、乙酸沸点（）：）：56.2 77.06 78 117.9向废液中加入烧碱溶液，调整溶液的向废液中加入烧碱溶液，调整溶液的pH10将混

19、和液放入蒸馏器中缓缓加热将混和液放入蒸馏器中缓缓加热收集温度在收集温度在7085时的馏出物时的馏出物排出蒸馏器中的残液。冷却后向其中加浓硫酸（过量），然排出蒸馏器中的残液。冷却后向其中加浓硫酸（过量），然后再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏，回收馏出物后再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏，回收馏出物请回答下列问题：请回答下列问题：（1）加入）加入烧碱使烧碱使溶液的溶液的pH10的目的是的目的是 ；（2）在）在7085时的馏出物的主要成份是时的馏出物的主要成份是 ；（3）在步骤中，加入过量浓硫酸的目的是（用化学方程式）在步骤中，加入过量浓硫酸的目的是（用化学方程式表示）表示）_ （4）当最后蒸馏的温度控制在）当最后

20、蒸馏的温度控制在85125一段时间后，残留液一段时间后，残留液中溶质的主要成份是中溶质的主要成份是 。使乙酸转变成钠盐使乙酸转变成钠盐乙醇乙醇2CH3COONa+H2SO4=2CH3COOH+Na2SO4Na2SO4 H2SO4三、元素分析与相对分子质量的测定三、元素分析与相对分子质量的测定（一）元素分析（一）元素分析1、定性分析：用化学方法鉴定有机物分子的元素组、定性分析：用化学方法鉴定有机物分子的元素组成。成。 如燃烧分析法：燃烧后，如燃烧分析法：燃烧后，C生成生成CO2，H生成生成H2O。2、定量分析：将一定量的有机物燃烧并测定各产物、定量分析：将一定量的有机物燃烧并测定各产物的量的量，

21、从，从而推算而推算出各组出各组成元素的质量分数，进而确成元素的质量分数，进而确定该有机物定该有机物的实的实验式。验式。 实验式和分子式的区别实验式和分子式的区别3、确定有机物实验式的方法、确定有机物实验式的方法（1）确定有机物中碳元素和氢元素的质量分数；）确定有机物中碳元素和氢元素的质量分数；（2）分析有机物中是否含有氧元素或其他元素；）分析有机物中是否含有氧元素或其他元素；（3）求出各元素的原子个数比。）求出各元素的原子个数比。李比希氧化产物吸收法李比希氧化产物吸收法现代元素分析法现代元素分析法分析方法分析方法4、李李比希法比希法现代元素分析法现代元素分析法元素分析仪元素分析仪德国化学家李比

22、希德国化学家李比希（1803180318731873）化学史话化学史话李比希对有机化合物结构的研究有什么贡献？李比希对有机化合物结构的研究有什么贡献？定量测定有机物中碳和氢元素含量的一种分析方法定量测定有机物中碳和氢元素含量的一种分析方法 将准确称量的样品置于一燃烧管中将准确称量的样品置于一燃烧管中，再将其彻底燃烧成二氧化碳和水，用，再将其彻底燃烧成二氧化碳和水，用纯的氧气流把它们分别赶入烧碱石棉剂纯的氧气流把它们分别赶入烧碱石棉剂（附在石棉上粉碎的氢氧化钠）及高氯（附在石棉上粉碎的氢氧化钠）及高氯酸镁的吸收管内，前者将排出的二氧化酸镁的吸收管内，前者将排出的二氧化碳变为碳酸钠，后者吸收水变为

23、含有结碳变为碳酸钠，后者吸收水变为含有结晶水的高氯酸镁，这两个吸收管增重量晶水的高氯酸镁，这两个吸收管增重量分别表示生成的二氧化碳和水的重量，分别表示生成的二氧化碳和水的重量，由此即可计算样品中的碳和氢的含量。由此即可计算样品中的碳和氢的含量。如果碳与氢的百分含量相加达不到如果碳与氢的百分含量相加达不到100%100%，而又检测不出其他元素，则差数就是，而又检测不出其他元素，则差数就是氧的百分含量。本法的特点是碳氢分析氧的百分含量。本法的特点是碳氢分析在同一样品中进行，且对仪器装置稍加在同一样品中进行，且对仪器装置稍加改装后，即能连续检测其他元素。改装后，即能连续检测其他元素。“李比希元素分析

24、法李比希元素分析法”的原理：的原理：取定量含取定量含C C、H H（O O）的）的有机物有机物加氧化铜加氧化铜 氧化氧化H2OCO2用无水用无水CaClCaCl2 2吸收吸收用用KOHKOH浓浓溶液吸收溶液吸收得前后得前后质量差质量差得前后得前后质量差质量差计算计算C C、H H含量含量计算计算O含量含量得出实验式得出实验式 将将一定量一定量的有机物燃烧，的有机物燃烧，转化转化为简单的无机物，并作为简单的无机物，并作定量测定定量测定，通过无机物的质量通过无机物的质量推算推算出组成该有机物元素原子的出组成该有机物元素原子的质量分数质量分数，然，然后计算出该有机物分子所含元素后计算出该有机物分子所

25、含元素原子最简单的整数比原子最简单的整数比，即，即确定其确定其实验式实验式（又称为（又称为最简式最简式）。）。例例1 1、5.8 g5.8 g某有机物完全燃烧，生成某有机物完全燃烧，生成COCO2 2 13.2 g , H 13.2 g , H2 2O O 5.4 g 5.4 g 。含有哪些元素。含有哪些元素? ?n(C) n(H) n(O)（13.244） （5.4218） （1.616） 0.3：0.6：0.13 6 1 实验式为实验式为 C3H6O上题若要确定它的分子式，还需要什么条件？上题若要确定它的分子式，还需要什么条件？确定有机化合物的分子式的方法：确定有机化合物的分子式的方法：

26、方法一方法一 由物质中各原子（元素）的由物质中各原子（元素）的质量分数质量分数 各原子的各原子的个数比个数比( (实验式实验式)由由相对分子质量相对分子质量和实验式和实验式 有机物有机物分子式分子式 方法二方法二 1 mol1 mol物质中各原子（元素）的物质中各原子（元素）的质量质量除除以原子的以原子的摩尔质量摩尔质量 1 mol1 mol物质中的各种原子物质中的各种原子的的物质的量物质的量知道知道一个分子一个分子中各种原子的中各种原子的个数个数 有机物有机物分子式分子式 例例1 1、5.8 g5.8 g某有机物完全燃烧，生成某有机物完全燃烧，生成COCO2 2 13.2 g , H 13.

27、2 g , H2 2O O 5.4 g 5.4 g 。含有哪些元素。含有哪些元素? ?(1)(1)若该有机物的相对分子质量为若该有机物的相对分子质量为5858，则分子式如，则分子式如何何? ? n(C) n(H) n(O)（13.244） （5.4218） （1.616） 0.3：0.6：0.13 6 1 实验式为实验式为 C3H6O分子式为分子式为 C C3 3HH6 6OO分子式为分子式为 C C6 6HH1212OO2 2练习练习1某含某含C、H、O三种元素组成的未知有机三种元素组成的未知有机物物A A，经燃烧分析实验测定该未知物中碳的质量，经燃烧分析实验测定该未知物中碳的质量分数为分数

28、为52.16%，氢的质量分数为氢的质量分数为13.14%。试试求该未知物求该未知物A A的实验的实验式式n(C) n(H) n(O)（52.1612） （13.141） （34.716） 2 6 1 实验式为实验式为 C2H6O（1）M = m/n（2）M1 = DM2 (D(D为相对密度为相对密度) )（3）M = 22.4 L/mol g/L=22.4 g/mol( (标况下气体标况下气体) ) 质谱法（最精确、快捷测质谱法（最精确、快捷测M M的的方法）方法）思考：思考：确定相对分子质量的方法有哪些？确定相对分子质量的方法有哪些？（二）相对分子质量的测定：质谱法（二）相对分子质量的测定：

29、质谱法（MS）质谱仪质谱仪测定相对分子质量的方法很多，测定相对分子质量的方法很多， 质谱法质谱法是最精确、最快捷的方法。是最精确、最快捷的方法。质谱仪质谱仪有机物有机物分子分子高能电子束轰击高能电子束轰击带电的带电的 “碎片碎片”确定确定结构结构碎片的质荷比碎片的质荷比质荷比：质荷比：碎片的相对质量（碎片的相对质量（m m）和所带电荷（）和所带电荷（e e- -）的比值）的比值（由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间最长，（由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间最长，因此因此谱图中的最后到达或质荷比最大的就是未知物的相对分子谱图中的最后到达或质荷比最大的就是未知物的相对分子质量

30、质量）它它是用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子是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。这些不同离子具变成带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场作用下达到检测有不同的质量，质量不同的离子在磁场作用下达到检测器的时间有差异，其结果被记录为质谱图器的时间有差异，其结果被记录为质谱图。（二）相对分子质量的测定（二）相对分子质量的测定质谱法质谱法CH3CH2OH+质荷比质荷比311008060402002030405027294546CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+相对丰度相对丰度/ /%乙醇的质谱图

31、乙醇的质谱图 最大分子离子的最大分子离子的质荷比越大，达质荷比越大，达到检测器需要的到检测器需要的时间越长，因此时间越长，因此认为认为质谱图中最质谱图中最后到达或质荷比后到达或质荷比最大最大的就是未知的就是未知物的物的相对分子质相对分子质量。量。乙醇的相对乙醇的相对分子质量分子质量则该有机物可能是A 甲醇 B 甲烷 C 丙烷 D 乙烯列式计算下列有机物的相对分子质量：列式计算下列有机物的相对分子质量：(1) 某有机物某有机物A的蒸气密度是相同状况下氢气密的蒸气密度是相同状况下氢气密度度的的 14倍；倍；(2) 某有机物在相同状况下对空气的相对密度某有机物在相同状况下对空气的相对密度为为2；(3

32、) 标准状况下标准状况下0.56g某气态烃的体积为某气态烃的体积为44.8ml;(4) 3.2g某饱和一元醇与足量金属钠反应得到某饱和一元醇与足量金属钠反应得到 1.12L(标况标况)氢气。氢气。285828032 吗吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分子含子含C 71.58%、H 6.67%、N 4.91%、其余为、其余为O O。已知其分子量不超过已知其分子量不超过300300。试求：试求： 吗啡的分子量；吗啡的分子量； 吗啡的分子式。吗啡的分子式。四、分子结构的鉴定四、分子结构的鉴定1.化学方法：利用特征反应鉴别出官能团，再化学方法：利用特征反应鉴别出

33、官能团，再制备它的衍生物进一步确定。制备它的衍生物进一步确定。2.物理方法：红外光谱、核磁共振氢谱、质谱物理方法：红外光谱、核磁共振氢谱、质谱等。等。（一）红（一）红外光谱外光谱红外光谱仪红外光谱仪红外光谱法确定有机物结构的原理：红外光谱法确定有机物结构的原理： 由于有机物中组成由于有机物中组成化学键化学键、官能团官能团的的原子原子处于处于不断振动状态，且振动频率与红外光的振动频率相当。不断振动状态，且振动频率与红外光的振动频率相当。所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学化学键、官能团键、官能团可发生振动吸收，可发生振动吸收，不同的化学键、官能

34、团不同的化学键、官能团吸收频率不同吸收频率不同，在红外光谱图中将，在红外光谱图中将处于不同位置处于不同位置。因。因此，我们就可以根据红外光谱图，推知有机物含有哪此，我们就可以根据红外光谱图，推知有机物含有哪些些化学键、官能团化学键、官能团，以确定有机物的结构。，以确定有机物的结构。CH3CH2OH的红外光谱的红外光谱例例1 1、下图是一种分子式为下图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光的有机物的红外光谱谱图谱谱图, ,则该有机物的结构简式为：则该有机物的结构简式为：COCC=O不对称不对称CH3CHCH3 3CHCH2 2COOCHCOOCH3 3或或CHCH3 3COOCHCOOCH2

35、 2CHCH3 3或或CHCH3 3COCHCOCH2 2OCHOCH3 3核磁共振仪核磁共振仪 例例2 2：有一有机物的相对分子质量为有一有机物的相对分子质量为7474，确定分子结构，确定分子结构，请写出该分子的结构简式请写出该分子的结构简式 COC对称对称CH3对称对称CH2CH3CH2OCH2CH3核磁共振仪核磁共振仪 （二）核（二）核磁共振氢谱（磁共振氢谱（HNMR）核磁共振仪核磁共振仪 核磁共振中的核指的是氢原子核。氢原子核核磁共振中的核指的是氢原子核。氢原子核具有磁性，如用电磁波照射氢原子核，它能通过具有磁性，如用电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振

36、仪共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，处于不同化学环境中的氢可以记录到有关信号，处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收的频率不同，在谱图上出原子因产生共振时吸收的频率不同，在谱图上出现的现的位置也不同。且吸收峰的面积与氢原子数成位置也不同。且吸收峰的面积与氢原子数成正比。可以正比。可以推知该有机物分子有几种不同类型的推知该有机物分子有几种不同类型的氢原子及它们的数目多少氢原子及它们的数目多少。结构分析：结构分析：作用：作用：测定有机物中测定有机物中H 原子的原子的种类种类信信号号个个数数和和数目数目信号强度信号强度之比之比峰峰面面积积吸收峰数目氢原子类型吸收峰数目

37、氢原子类型不同吸收峰的面积之比（强度之比）不同吸收峰的面积之比（强度之比）不同氢原子的个数之比不同氢原子的个数之比分子式为分子式为C2H6O的两种有机物的的两种有机物的1H核磁共振谱图核磁共振谱图 核磁共振氢谱核磁共振氢谱2.2.分子式为分子式为C3H6O2的二元混合物，分离后的二元混合物，分离后, ,在在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度为情况。第一种情况峰给出的强度为1 11 1；第二；第二种情况峰给出的强度为种情况峰给出的强度为3 32 21 1。由此推断混。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式）。合物的组成可能

38、是（写结构简式）。CH3COOCH3CH3CH2COOHHOCH2COCH3HCOOCH2CH33 33 33 32121若若1:2:2:1呢？呢？HOCH2CH2CHO练习练习3 3、一个有机物的分子量为、一个有机物的分子量为70,70,红外光谱表征到红外光谱表征到碳碳双键和碳碳双键和C CO O的存在，核磁共振氢谱列如下图：的存在，核磁共振氢谱列如下图：写出该有机物写出该有机物的可能的结构简的可能的结构简式：式：写出该有机写出该有机物的分子式：物的分子式：C C4 4H H6 6O OCHCH3 3CH=CHCHOCH=CHCHO说明：这四种峰的面积比是：说明：这四种峰的面积比是：1 1：

39、1 1：1 1：3 3 4(2011高考海南化学高考海南化学)下列化合物中，核磁下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3 2的是的是(双选双选)()答案：答案：BD答案：答案：红外光谱法核磁共振氢谱法红外光谱法核磁共振氢谱法(1)4(1)42 (2)32 (2)32 2 在同温同压下，在同温同压下，10mL10mL某气态烃在某气态烃在50mL 50mL O O2 2 （氧气过量）里（氧气过量）里充分燃烧，得到液态水和体积充分燃烧，得到液态水和体积为为35mL35mL的混合气体，则该烃的分子式可能为的混合气体，则该烃的分子式可能为（ ）A A、CH

40、CH4 4 B B、C C2 2H H6 6 C C、C C3 3H H8 8 D D、C C3 3H H6 6BDBD余数法余数法用烃的相对分子质量除以用烃的相对分子质量除以14，视商数和余数，视商数和余数若烃的类别不确定若烃的类别不确定CxHy，可用相对分子质量，可用相对分子质量M除以除以12，看商和余数，即，看商和余数，即M/12x余余y，分子式为分子式为CxHyM(CxHy)/M(CH2)M/14a(a为碳原子数为碳原子数)余余2为烷烃为烷烃整除为烯烃或环烷烃整除为烯烃或环烷烃差差2整除为炔烃或二烯烃整除为炔烃或二烯烃差差6整除为苯或其同系物整除为苯或其同系物此法用于确定通式的烃此法用于确定通式的烃(如烷、烯、炔、苯的同系物等如烷、烯、炔、苯的同系物等)【例题例题】分别写出相对分子质量为分别写出相对分子质量为128、72的烃的烃的分子式的分子式（1）C10H8或或C9H20（2）C5H126已知某种燃料含有碳、氢、氧三种元素。为了测定这种燃料已知某种燃料含有碳、氢、氧三种元素。为了测定这种燃料中碳和氢