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学案鲁科版选修2.doc
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1、 精品资料第2节有机化合物结构的测定1掌握有机物分子式的确定方法。(重点)2掌握简单有机物分子不饱和度的确定方法。(重点)3熟练掌握各种官能团的检验方法。(重难点)有 机 化 合 物 分 子 式 的 确 定基础初探1测定有机化合物结构的流程(1)核心步骤:测定有机化合物结构的核心步骤是确定分子式,检测分子中所含的官能团及其在碳骨架上的位置。(2)流程示意图2有机化合物分子式的确定(1)要确定有机化合物的分子式,首先要知道该物质由哪些元素组成,各元素的质量分数,必要时还要测量其相对分子质量。(2)元素组成的测定方法碳、氢元素质量分数的测定燃烧分析法氮元素质量分数的测定卤素质量分数的测定氧元素质量
2、分数的计算氧元素的质量分数100%其他元素质量分数之和(3)有机化合物相对分子质量的测定通过实验测定有关数据计算相对分子质量。用质谱仪测定有机物的相对分子质量。(1)只要通过定性分析得到有机物的元素组成,即可确定有机物的分子式。 ()(2)只根据有机物完全燃烧生成CO2和H2O,不能确定该有机物一定为烃。()(3)可用质谱仪测定有机物的相对分子质量。()(4)含氯有机物样品中加入硝酸酸化的硝酸银溶液后,会有白色沉淀产生。 ()【提示】(1)(2)(3)(4)核心突破1确定有机物分子式的基本方法2.确定有机物分子式的其他方法(1)通式法类别通式相对分子质量烷烃CnH2n2Mr14n2(n1)烯烃
3、、环烷烃CnH2nMr14n(烯烃,n2),Mr14n(环烷烃,n3)炔烃、二烯烃CnH2n2Mr14n2(炔烃,n2;二烯烃,n4)苯及其同系物CnH2n6Mr14n6(n6)饱和一元醇CnH2n2OMr14n216饱和一元醛CnH2nOMr14n16饱和一元酸及酯CnH2nO2Mr14n32(2)商余法用烃(CxHy)的相对分子质量除以14,看商数和余数。n2,该烃分子式为CnH2n2。n0,该烃分子式为CnH2n。n12,该烃分子式为CnH2n2。n8,该烃分子式为CnH2n6。(Mr:相对分子质量n:分子式中碳原子的数目)(3)化学方程式法利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求
4、分子式的方法。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。CxHy(x)O2xCO2H2O、CxHyOz(x)O2xCO2H2O。【特别提醒】有些有机物的实验式中,氢原子已达到饱和,则该有机物的实验式即为分子式。如CH4、CH3Cl、C2H6O。题组冲关题组1有机物最简式(或实验式)的确定1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12,则下列说法中正确的是 ()A分子中C、H、O个数比为123B分子中C、H个数比为14C分子中含有氧元素D此有机物的最简式为CH4【解析】由n(CO2)n(H2O)12仅能得出n(C)n(H)1
5、4,不能确定是否含O。【答案】B2某气态有机物X含C、H、O三种元素,已知下列条件,现欲确定X的分子式,所需的最少条件是()X中含碳质量分数X中含氢质量分数X在标准状况下的体积质谱法确定X的相对分子质量X的质量ABC D【解析】由C、H质量分数可推出O的质量分数,由各元素的质量分数可确定X的实验式,由相对分子质量和实验式即可确定X的分子式。【答案】B3A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()AC5H12O4BC5H12O3CC4H10O4 DC5H10O4【解析】n(C)n(H)n(O)5124,所以实验式为C
6、5H12O4。【答案】A题组2有机物分子式的确定4某化合物由碳氢两种元素组成,其中含碳的质量分数为85.7%,在标准状况下,11.2 L此气态化合物的质量为14 g,则该化合物的分子式为 ()AC2H4BC2H6CC3H6DC4H8【解析】由已知条件可以求出该化合物的摩尔质量:M28 gmol1,由含碳量及含氢量可知:N(C)2,N(H)4,所以分子式为C2H4。【答案】A5若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧,需消耗3 mol O2,则()Ax2,y2Bx2,y4Cx3,y6 Dx3,y8【解析】由烃CxHy燃烧通式CxHyO2xCO2H2O知,1 mol烃燃烧需 mol O2,将各选项代入
7、即可求得。【答案】B6将有机物完全燃烧,生成CO2和H2O。将12 g该有机物的完全燃烧产物通过浓H2SO4,浓H2SO4增重14.4 g,再通过碱石灰,碱石灰增重26.4 g。则该有机物的分子式为()【导学号:04290055】AC4H10 BC2H6OCC3H8O DC2H4O2【解析】n(H2O)0.8 mol,n(CO2)0.6 mol,该有机物中m(H)20.8 mol1 g/mol1.6 g,m(C)0.6 mol12 g/mol7.2 g,因m(H)m(C)12 g,所以该有机物中含有氧元素,则有机物中氧元素的物质的量为:n(O)0.2 mol。则n(C)n(H)n(O)0.6(
8、0.82)0.2381,因此看出氢原子已饱和,故有机物的分子式为C3H8O。【答案】C7为测定一种气态烃的化学式,取一定量的A置于密闭容器中燃烧,定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了如下两个方案,均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下(图中的箭头表示气体的流向,实验前系统内的空气已排除):甲方案:燃烧产物增重增重生成CO22.52g1.32g1.76g乙方案:燃烧产物增重减轻增重 5.6g0.64g4g试回答:(1)根据两方案,你认为能否求出A的最简式(填“能”或“不能”)?甲方案:_;乙方案:_。(2)请根据你选出的方案,通过计算求出A的最简式(实验
9、式):_。(3)若要确定A的化学式,是否还需要测定其他数据?如果需要,应该测定哪些数据?如果不需要,说出理由/【解析】(1)乙方案中将燃烧产物通过碱石灰时,二氧化碳和水蒸气都被吸收,不能求出碳、氢元素的物质的量之比,所以不能求出A的最简式。(2)甲方案中将燃烧产物先通过浓硫酸,水蒸气被吸收,通过碱石灰时,二氧化碳被吸收,点燃时CO反应生成二氧化碳,可以求出碳、氢元素的物质的量之比,所以能求出A的最简式。(3)确定有机化合物的化学式时,除了知道最简式外,还应该知道相对分子质量。特殊的,当有机化合物的最简式中氢原子数达到饱和时,则最简式即为分子式。【答案】(1)能不能(2)氢元素的物质的量为n(H
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