高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二节 研究有机化合物的一般方法课文内容ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二节 研究有机化合物的一般方法课文内容ppt课件，共34页。PPT课件主要包含了确定实验式，吸收H2O，吸收CO2，347%，确定分子式，分子离子，相对质量与电荷数，质荷比，质荷比最大，各类离子的相对丰度等内容，欢迎下载使用。
20世纪70年代初，屠呦呦等科学家提取了青蒿素，后通过元素分析和质谱法分析，确定其相对分子质量为282，分子式为C15H22O5。经红外光谱和核磁共振谱分析，确定其分子中含有酯基和甲基等结构片段。通过化学反应证明其分子中含有过氧基(—O—O—)。1975年底，我国科学家通过X射线衍射最终测定了它的分子结构。
最早定量分析有机化合物的元素的科学家
如果碳与氢的百分含量相加达不到100%，而又检测不出其他元素，则差数就是氧的百分含量
肯定有C、H，可能有O
将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式(又称为最简式)
根据吸收剂在吸收前后的质量差，计算出有机化合物中碳、氢元素的质量分数，剩余的就是氧元素的质量分数，据此计算可以得到有机化合物的实验式
【例题】某种含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测得其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.1%，试求该未知物A的实验式。
【解】(1)计算该有机化合物中氧元素的质量分数：
w(O)= 100%-52.2%-13.1%
(2)计算该有机化合物分子内各元素原子的个数比：
= 2 : 6 : 1
答：该未知物A的实验式为C2H6O。
N(C) : N(H) : N(O) =
李比希还建立了含氮、硫、卤素等有机化合物的元素定量分析方法，这些方法为现代元素定量分析奠定了基础。现在，元素定量分析使用现代化的元素分析仪，分析的精确度和分析速度都达到了很高的水平
元素定量分析只能确定有机化合物分子中各组成原子的最简整数比，得到实验式。要确定它的分子式，还必须知道其相对分子质量。目前有许多测定相对分子质量的方法，质谱法是其中最精确而快捷的方法
质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带正电荷的_________和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其分析后，得到它们的_________________的比值，即 。
如图为某有机物的质谱图：从图中可知，该有机物的相对分子质量为____，即____________的数据就是样品分子的相对分子质量。
以_______为横坐标，以___________________为纵坐标，根据记录结果所建立的坐标图。
【例1】某有机物的结构确定：(1)测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，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%，则其实验式是________。
(2)确定分子式：如图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为______；分子式为_________。
【例2】某烃A蒸气的密度是相同状况下氢气密度的36倍，已知该烃中的碳、氢元素质量比为5∶1，则：(1)该烃的相对分子质量为______。
解析　已知烃A蒸气的密度是相同状况下氢气密度的36倍，则烃A的摩尔质量为36×2 g·ml－1＝72 g·ml－1，所以该烃的相对分子质量为72。
(2)确定该烃的分子式为________。
根据气体A相对于气体B的相对密度D，MA＝D×MB
根据STP下气体的密度，Mr＝22.4×ρ
质谱图中，质荷比最大值即为该有机物的相对分子质量
确定比较复杂的有机化合物的分子结构，仅靠质谱法是很难完成的，需要借助其他现代分析仪器，进行红外光谱、核磁共振氢谱和X射线衍射等分析
不同官能团或化学键吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置
初步判断有机物中含有的 或 。
利用红外光谱来测定，分子中有O—H或—OH可确定其结构简式为______________
分子式为C2H6O的有机物，可能的结构：_____________或___________
处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图上出现的位置不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与__________成正比。
测定有机物分子中氢原子的___________
吸收峰数目＝_______________，吸收峰面积比＝ ______________
由图可知，有____种不同化学环境的氢原子且个数比为___________，可推知该有机物的结构应为______________
X射线是一种波长很短的_________，它和晶体中的原子相互作用可以产生_______。
可获得分子结构的有关数据，如_______、______等，用于有机化合物_________的测定。
【例1】大鹿老师为研究有机物X的组成与结构，进行了如下实验：(1)有机物X的质谱图如图所示，该有机物X的相对分子质量为_______。
(2)将10.0 g X在足量O2中充分燃烧，并将其产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液，发现无水CaCl2增重7.2 g，KOH浓溶液增重22.0 g。该有机物X的分子式为_________。
【例1】大鹿老师为研究有机物X的组成与结构，进行了如下实验：
(3)经红外光谱测定，有机物X中含有醛基；有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰，峰面积之比为3∶1。该有机物X的结构简式为_______________。
(CH3)2C(CHO)2
解析　有机物X中含有醛基，有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰，则分子中含有2种不同化学环境的氢原子，其中一种是醛基中的氢原子，又峰面积之比为3∶1，则含两个醛基，故其结构简式为(CH3)2C(CHO)2。
确定有机物分子式(结构式)的一般思路
有机化学中应用最广泛的测定分子结构的方法就是四大光谱法：红外光谱、紫外光谱、核磁共振和质谱。紫外吸收光谱(UV)和可见光谱一样，同属于电子光谱，都是由分子中价电子的能级跃迁产生的。主要用于有机化合物是否存在共轭体系的测定。
1．要确定某有机物的分子式，通常需要下列哪些分析方法①元素分析法②质谱法③核磁共振氢谱法④红外光谱法A．①②B．②③C．③④D．①④
【答案】A【详解】①元素分析法可用于确定有机物中的元素组成，②质谱法可以确定有机物的相对分子质量，③核磁共振氢谱法和④红外光谱法用于确定有机物的结构以及特殊的化学键结构，因此用于确定有机物分子式的是①②，故A正确；故选：A。
2．某有机物的密度是相同条件下H2的28倍，则该有机物的键线式可能为
【答案】A【分析】相同条件下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，故该有机物的相对分子质量为56，分子式为C4H8，据此可分析解答。【详解】A．分子式为C4H8，A选项正确；B．分子式为C6H8，B选项错误；C．分子式为C5H6，C选项错误；D．分子式为C2H4，D选项错误；答案选A。
3．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1：8C．无法确定该化合物是否含有氧元素D．该化合物实验式为CH4O
【答案】D【详解】A．根据以上分析，该化合物含碳、氢、氧三种元素，故A错误；B．6.4g该化合物中含有0.2ml C、0.8ml H，碳、氢原子个数比为1：4，故B错误；C．根据以上分析，该化合物含碳、氢、氧三种元素，故C错误；D．6.4g该化合物中含有0.2ml C、0.8ml H、0.2ml O，该化合物实验式为CH4O，故D正确；选D。
4．某有机物的质谱图如图所示，该有机物的结构简式可能是
【答案】A【详解】由质谱图可知相对分子质量为78，78÷12=6⋯⋯6，分子式为C6H6，为苯，故选：A。
5．某有机物A的质谱图、核磁共振氢谱图如下，则A的结构简式可能为A．HCOOHB．CH3CH2CHOC．CH3CH2OHD．CH2=CHOCH3
【答案】C【分析】由图知有机物A的相对分子质量为46，有3种等效氢；【详解】A．HCOOH相对分子质量为46，但只有2种等效氢，A错误；B．CH3CH2CHO相对分子质量为58，有3种等效氢，B错误；C．CH3CH2OH相对分子质量为46，有3种等效氢，C正确；D．CH2=CHOCH3相对分子质量为58，有3种等效氢，D错误；故答案为C。