元素的分析及分子结构的确定

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1、第二章分子结构与性质第4节研究有机化合物的一般步骤和方法第二课时新课标人教版高中化学选修5第一章认识有机化合物将下列各组混合物与对应的分离方法连线复习回顾汽油和柴油重结晶溴水分液硝酸钾和氯化钠的混合物蒸馏四氯化碳和水萃取研究有机化合物的基本步骤分离、提纯元素定量分析确定实验式测定相对分子质量确定分子式波谱分析确定结构式(有哪些官能团）过滤、蒸馏、重结晶、萃取分液二、元素定量分析实验式原理P20取定量纯净有机物（质量为m)燃烧H2OCO2用无水CaCl2吸收用浓碱溶液吸收得前后质量差mH2O得前后质量差mCO2计算C、H含量计算O含量得出实验式有机物分子所含元素原子最简单的整数比尤斯图

2、斯·冯·李比希李比希氧化产物吸收分析法现代元素分析法元素分析仪例1、已知某仅含C、H、O三种元素的有机物A，用燃烧分析实验测得ωC=52.16%ωH=13.14%ωO=34.7%实验式C2H6O燃烧分析应用实验式??N(C)：N(H)：N(O)＝2：6：1＝若要确定它的分子式，还需要什么条件？必须知道该物质的相对分子质量，才能确定它的分子式=4.125:5.2:1.03:2.06学与问实验表明，许多咖啡和可乐饮料中含有兴奋性物质咖啡因。经实验测定，咖啡因分子中各元素的质量分数是:碳49.5％，氢5.20％，氧16.5％，氮28.9％，其摩尔质量为194.1g/mol你能确定它的分子式吗

3、???课本P21N(C)：N(H)：N(O)：N(N)=4:5:1:2实验式：C4H5ON2式量：97分子式：（C4H5ON2）nn=2C8H10O2N42、相对分子质量的测定：质谱法（MS）质谱仪【思考与交流】1、质荷比是什么？2、如何读谱以确定有机物的相对分子质量？由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间越长，因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量最右边的峰值就是未知物的相对分子质量②确定分子式：下图是例1中有机物A的质谱图，则其相对分子质量为（），分子式为（）。则该有机物可能是A甲醇B甲烷C丙烷D乙烯√例2:某有机物样品的质荷比如下图所示依据质谱图：

4、未知物A的相对分子质量为46，实验式C2H6O的式量是46，M={M(C2H6O)}×n；n=1所以未知物A的实验式和分子式都是C2H6O。二甲醚乙醇写出C2H6O可能的结构：【思考与交流】你怎样确定有机物A是乙醇，还是二甲醚？二、分子结构的鉴定结构式（确定有机物的官能团）分子式1、红外光谱（IR）红外光谱仪①原理②用途：通过红外光谱可以推知有机物含有哪些化学键、官能团红外光谱图可以获得化学键和官能团的信息CH3CH2OH的红外光谱结论：A中含有O-H、C-O、C-HC2H5—OHC—O—CC=O不对称CH3例3、下图是一种分子式为C3H6O2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简

5、式为：CH3-C-O-CH3O=练习3、有一有机物的相对分子质量为74，确定分子结构，请写出该分子的结构简式C—O—C对称CH3对称CH2CH3—CH2—O—CH2—CH32、核磁共振氢谱（HNMR）核磁共振仪①原理②用途：通过核磁共振氢谱可知道有机物里有多少种氢原子，不同氢原子的数目之比是多少。吸收峰数目＝氢原子类型不同吸收峰的面积之比（强度之比）＝不同氢原子的个数之比核磁共振氢谱在后续学习中多次出现，是判断同分异构体、确定有机物结构的一个重要依据！CH3—O—CH33:2:1CH3CH2OH练习4、下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是AHCHOBCH3OHCHCOOHD

6、CH3COOCH3√例4、一个有机物的分子量为70,红外光谱表征到碳碳双键和C＝O的存在，核磁共振氢谱列如下图：①写出该有机物的分子式：②写出该有机物的可能的结构简式：C4H6OCH2=CH-C-CH3O=分离、提纯步骤方法过滤、蒸馏、重结晶、萃取测定相对分子质量确定分子式质谱波谱分析确定结构式红外光谱核磁共振氢谱元素定量分析确定实验式李比希元素分析现代元素分析仪小结研究有机化合物的一般步骤和方法练习5、分子式为C3H6O2的二元混合物，如果在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1︰1；第二种情况峰给出的强度为3︰2︰1。由此推断混合物的组成可能是（写

7、结构简式）。图谱题解题建议：1、首先应掌握好三种谱图的作用、读谱方法。2、必须尽快熟悉有机物的类别及其官能团。3、根据图谱获取的信息，按碳四价的原则对官能团、基团进行合理的拼接。4、得出结构（简）式后，再与谱图提供信息对照检查，主要为分子量、官能团、基团的类别是否吻合。练习1、P21“学与问”习题2吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分子含C71.58%、H6.67%、N4.91%、其余为O。已知其分子量不超过300。试求吗啡的分子式