2018-2019版高中化學 第三章 有機合成及其應用 合成高分子化合物第2節(jié) 有機化合物結構的測定 第1課時課件 魯科版選修5.ppt

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1、第1課時 有機化合物分子式的確定,第3章 第2節(jié) 有機化合物結構的測定,[學習目標定位] 通過對典型實例的分析，初步學會測定有機化合物元素含量、相對分子質量的一般方法，并能據(jù)其確定有機化合物的分子式。,,,新知導學,達標檢測,內容索引,新知導學,1.鑒定有機物中含有哪些元素(定性分析) (1)將某有機物在O2中充分燃燒后，各元素對應的燃燒產(chǎn)物：C→ ；H→ ；S→ 。 (2)若將有機物完全燃燒，生成物只有H2O(使無水CuSO4變藍)和CO2(使澄清石灰水變渾濁)，則該有機物中一定含有的元素是 ，可能含有的元素是 。 (3)判斷是否含氧元素，可先求出產(chǎn)物CO2和H2O中 兩元

2、素的質量和，再與有機物的質量比較，若兩者相等，則說明原有機物中 氧元素，否則有機物中 氧元素。,CO2,,一、有機化合物元素組成的確定,,H2O,SO2,C、H,O,C、H,不含,含,2.確定有機物中各元素的質量分數(shù)(定量分析) (1)碳、氫元素質量分數(shù)的測定——燃燒分析法,堿液,吸水劑,_________,(2)氮元素質量分數(shù)的測定,N2的體積,(3)鹵素質量分數(shù)的測定,NaOH溶液,(4)氧元素質量分數(shù)的計算 氧元素的質量分數(shù)＝100%－其他元素質量分數(shù)之和。,例1 某化合物6.4 g在氧氣中完全燃燒只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列說法正確的是 A.該化合物僅含碳、

3、氫兩種元素 B.該化合物中碳、氫原子個數(shù)比為1∶2 C.無法確定該化合物中是否含氧元素 D.該化合物中一定含氧元素,答案,解析,√,m(C)＝0.2 mol12 gmol－1＝2.4 g,m(H)＝0.4 mol21 gmol－1＝0.8 g m(C)＋m(H)＝2.4 g＋0.8 g＝3.2 g＜6.4 g,所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.2∶0.8∶0.2＝1∶4∶1。,規(guī)律總結,完全燃燒只生成H2O和CO2的有機物不一定含有氧元素，可根據(jù)氧原子守恒判斷有機物中是否含有氧元素。,1.有機物相對分子質量的確定方法 (1)根據(jù)標準狀況下氣體的密度ρ，計算該氣體的相對分子質量Mr＝22.4

4、ρ(限于標準狀況下)。 (2)A、B兩種氣體的相對密度為D，計算氣體的相對分子質量Mr(A)＝ 。 (3)A、B兩種氣體組成的混合氣體中，它們的體積分數(shù)分別為w(A)、w(B)，該混合氣體的平均相對分子質量Mr＝ 。 (4)質譜法可以測定有機物的 ，在質譜圖中，一般最大的質荷比就是有機物的 。,DMr(B),,二、有機物分子式的確定,,Mr(A)w(A)＋Mr(B)w(B),相對分子質量,相對分子質量,2.有機物分子式的確定方法 (1)直接法 ①由題意求算出1 mol有機化合物中各元素原子的物質的量，從而確定各原子的個數(shù)，即可推出分子式。 ②利用相對分子質量及各元素質量

5、分數(shù)求算出1分子有機物中各元素的原子個數(shù)，從而確定分子式。,例如：燃燒某有機物A 1.50 g，生成1.12 L(標準狀況)CO2和0.05 mol H2O。該有機物的蒸氣對空氣的相對密度是1.04，求該有機物的分子式______。,CH2O,解析 有機物的相對分子質量是1.0429≈30，,答案,解析,有機物分子中含有：,故該有機物分子式為CH2O。,(2)實驗式法 先利用有機物中各元素的質量分數(shù)求出有機物的最簡式，再結合有機物的相對分子質量求得分子式。 例如： 實驗測得某碳氫化合物A中，含碳80%，含氫20%，求該化合物的實驗式_____。又測得該化合物的相對分子質量是30，求該化合物的分

6、子式_____。,CH3,答案,解析,C2H6,方法一：設該化合物分子中含有n個CH3，則,方法二：A分子式中各元素原子的數(shù)目：,故該化合物A的分子式是C2H6。,(3)化學方程式法 利用燃燒反應的化學方程式，由題給條件并依據(jù)下列燃燒通式所得CO2和H2O的量求解x、y、z。,例如： 某有機化合物僅由碳、氫、氧三種元素組成，經(jīng)測定其相對分子質量為90。取該有機物樣品1.8 g，在純氧中完全燃燒，將產(chǎn)物先后通過濃硫酸和堿石灰，兩者分別增重1.08 g和2.64 g。試求該有機物的分子式________。,C3H6O3,答案,解析,解析 設有機物的分子式為CxHyOz,90 g∶1.8 g＝44x

7、 g∶2.64 g x＝3 90 g∶1.8 g＝9y g∶1.08 g y＝6,有機物的分子式為C3H6O3。,1.確定有機化合物分子式的一般途徑,2.確定有機物分子式的其他方法 (1)利用各類有機物的分子式通式和相對分子質量確定,(2)商余法(只適用于烴),例2 某鹵代烴的蒸氣對同溫、同壓下H2的相對密度是54.5。取5.45 g的該鹵代烴與足量NaOH溶液作用后，再加入過量的稀HNO3酸化至溶液顯酸性，最后加入過量的AgNO3溶液可生成9.40 g淺黃色沉淀，則此鹵代烴是 A.CH3Cl B.CH3CH2Cl C.CH3CH2Br D.,答案,解析,√,規(guī)律總結,確定有機化合物分

8、子式的關鍵 首先要知道該物質的組成元素、各元素質量分數(shù)，必要時還要測定其相對分子質量。,例3 (2017廣東清遠三中高二月考)有機物A由碳、氫、氧三種元素組成?，F(xiàn)取3 g A與4.48 L(標準狀況)氧氣在密閉容器中充分燃燒，生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸氣(假設反應物沒有剩余)。將反應生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰充分吸收，濃硫酸增重3.6 g，堿石灰增重4.4 g，剩余氣體體積為1.12 L(標準狀況)。回答下列問題： (1)3 g A燃燒后生成物的物質的量分別為n(H2O)＝________，n(CO2)＝________，n(CO)＝________。,答案,0.2 mol,0.1 m

9、ol,0.05 mol,(2)通過計算確定A的分子式。,答案,答案 3 g A中，n(H)＝2n(H2O)＝20.2 mol＝0.4 mol，n(C)＝n(CO2)＋n(CO)＝0.1 mol＋0.05 mol＝0.15 mol，n(O)＝2n(CO2)＋n(CO)＋n(H2O)－2n(O2)＝20.1 mol＋0.05 mol＋0.2 mol－20.2 mol＝0.05 mol，所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.15 mol∶0.4 mol∶0.05 mol＝3∶8∶1，所以A的最簡式為C3H8O，由于達到結合H原子的最大數(shù)目，所以最簡式就是該物質的分子式，即該物質的分子式為C3H8O。

10、,(3)寫出A的所有可能的結構簡式。,答案,答案 CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3、CH3CH2OCH3,規(guī)律總結,實驗式的特殊應用 (1)已知某些特殊組成的實驗式，在未告知有機物相對分子質量時，也可根據(jù)組成特點確定其分子式。例如：實驗式為CH3的有機物，其分子可表示為(CH3)n，僅當n＝2時，氫原子已達到飽和，故其分子式為C2H6。同理，實驗式為CH3O的有機物，當n＝2時，其分子式為C2H6O2。 (2)部分有機物的實驗式中，氫原子已達到飽和，則該有機物的實驗式即為分子式。例如，實驗式為CH4、CH3Cl、C2H6O等的有機物，其實驗式即為分子式。,達標檢測,解析 水蒸氣

11、和CO2的物質的量之比為1∶1，根據(jù)原子守恒可知，有機物分子中碳、氫原子個數(shù)比為1∶2，A錯誤； 有機物的相對分子質量未給出，無法判斷有機物中是否含有氧元素，B、C錯誤，D正確。,1.(2017福建莆田一中高二月考)某有機物在氧氣中充分燃燒，生成的水蒸氣和CO2的物質的量比為1∶1, 由此可得出的結論是 A.分子中碳、氫原子個數(shù)比為2∶1 B.該有機物分子中C、H、O個數(shù)比為1∶2∶3 C.有機物中必定含氧 D.無法判斷有機物中是否含有氧元素,√,答案,1,2,3,4,5,6,解析,2.(2017吉林德惠實驗中學高二月考)A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物。已知：A中碳的質量分數(shù)為44.

12、1%，氫的質量分數(shù)為8.82%，那么A的實驗式是 A.C5H12O4 B.C5H12O3 C.C4H10O4 D.C5H10O4,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,3.將0.1 mol某有機物與0.3 mol O2混合，于密閉反應器中用電火花點火，將燃燒產(chǎn)物通入過量的澄清石灰水中，可得到沉淀20.0 g，溶液質量減少5.8 g；剩余氣體繼續(xù)通過灼熱的CuO，可以使CuO質量減少1.6 g，由此可知該有機物的分子式為 A.C2H6O B.C3H6O C.C3H6O2 D.C4H8O2,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,4.(2017濟南一中高二期中)某

13、物質在空氣中完全燃燒時，生成水和二氧化碳的分子數(shù)比為2∶1，則該物質可能是 ①CH4 ②C2H4 ③C2H5OH ④CH3OH A.②③ B.①④ C.①③ D.②④,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,解析 該物質完全燃燒生成水和二氧化碳的分子數(shù)比為2∶1，即N(H2O)∶N(CO2)＝2∶1，則該物質中氫原子與碳原子個數(shù)之比為(22)∶1＝4∶1，化學式滿足N(C)∶N(H)＝1∶4的有①CH4、④CH3OH，所以B正確。,5.(2017河北辛集中學高二期中)某氣態(tài)烴對空氣的相對密度為2，在氧氣中充分燃燒1.16 g這種烴，并將所得產(chǎn)物通過裝有無水氯化鈣的干燥管和裝有堿石灰的干燥

14、管，當稱量這兩個干燥管的質量時，它們依次增重1.8 g和3.52 g。這種烴的化學式是 A.C2H6 B.C4H10 C.C5H10 D.C5H12,1,2,3,4,5,6,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,6.某含碳、氫、氧三種元素的有機物X的質譜圖如圖所示。經(jīng)燃燒分析實驗測定其碳的質量分數(shù)是64.86%，氫的質量分數(shù)是13.51%，該有機物的分子式是________。,1,2,3,4,5,6,C4H10O,答案,解析,解析 常用實驗式和相對分子質量來確定有機物的分子式。本題可以根據(jù)題目中所給各元素的質量分數(shù)求出該有機物的實驗式，再分析該有機物的質譜圖找出相對分子質量，進而求出分子式。 由題意可知，氧的質量分數(shù)為1－64.86%－13.51%＝21.63%。,1,2,3,4,5,6,故該有機物的實驗式為C4H10O，實驗式的相對分子質量為74。觀察該有機物的質譜圖，質荷比最大的數(shù)值為74，即其相對分子質量為74，所以該有機物的分子式為C4H10O。,