2课时 有机化合物分子式和分子结构的确定
［核心素养发展目标］1.学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能据此确定有机化合物的分子式。2.能够根据化学分析和波谱分析确定有机化合物的结构。
一、确定实验式和分子式
1.确定实验式
(1)原理：将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物(如C→CO2，H→H2O)，并通过测定无机物的质量，推算出该有机化合物所含各元素的，然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的，确定其实验式(也称最简式)。
(2)元素分析方法
①李比希法
分析思路：C、H、O的质量分数
C、H、O的原子个数比
实验式。
②元素分析仪
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。
1.A是一种只含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。其中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，则A的实验式是。
2.确定分子式
(1)确定相对分子质量
①质谱法
a.原理：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。计算机对其进行分析后，得到它们的的比值，即。
b.质谱图：以为横坐标，以各类离子的为纵坐标，根据记录结果所建立的坐标图。如图为某有机化合物的质谱图：
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。
②计算法
相对分子质量数值上等于摩尔质量(以g·mol-1为单位时)的值。
a.标况密度法：已知标准状况下气体的密度ρ，摩尔质量：M=ρ×22.4 L·mol-1。
b.相对密度法：根据气体A相对于气体B(已知)的相对密度d：MA=d×MB。
c.混合气体平均摩尔质量：
=
。
(2)确定分子式
在确定了物质的实验式(最简式)和相对分子质量之后，就可进一步确定其分子式。
计算依据：。
(1)验证有机物属于烃时只需测定产物中的CO2和H2O的物质的量之比()
(2)有机物燃烧后只生成CO2和H2O的物质一定只含有碳、氢两种元素()
(3)有机物的实验式、分子式一定不同()
(4)某有机物的蒸气对氢气的相对密度是16，则该有机物的相对分子质量为32()
(5)质谱图中最右边的谱线表示的数值为该有机物的相对分子质量()
2.某有机物样品的质谱图如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是()
A.甲醇B.甲烷
C.丙烷D.乙烯
3.某烃蒸气折合成标准状况下的密度为3.215 g·L-1，现取3.6 g该烃完全燃烧，将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重5.4 g，碱石灰增重11 g。
(1)求该烃的分子式，写出计算过程。
(2)已知该烃的一氯代物只有一种，写出该烃的结构简式。
二、确定分子结构
有机化合物中普遍存在同分异构现象，需要借助现代分析仪器确定分子结构。
1.红外光谱
(1)原理：不同的化学键或官能团对红外线的吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。
(2)作用：获得分子中所含或的信息。
(3)实例：下图为有机物A(分子式为C2H6O)的红外光谱图。
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