1、 第2课时 元素分析与相对分子质量的测定 分子结构的鉴定目标要求1.了解研究有机化合物的一般步骤。2.知道现代物理方法在测定有机物的元素组成、相对分子质量和分子结构中的重要作用。一、研究有机物的基本步骤二、元素分析与相对分子质量的测定1元素分析将一定量有机物燃烧后转化为简单无机物，并定量测定各产物的质量，从而推算出有机物分子中所含元素原子个数的_，即_。2相对分子质量的测定质谱法(1)质荷比：指分子离子、碎片离子的_与其_的比值。(2)原理质谱图中_就是样品分子的相对分子质量。三、有机物分子结构的鉴定1红外光谱(1)作用：初步判断某有机物中含有何种_或_。(2)原理：不同的官能团或化学键_不同
2、，在红外光谱图中处于不同的位置。2核磁共振氢谱(1)作用：测定有机物分子中氢原子的_和_。(2)原理：处于不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的_不同，而且吸收峰的面积与_成正比。(3)分析：吸收峰数目氢原子种类，吸收峰面积比等于不同类型的氢原子数之比。知识点1元素分析与相对分子质量的测定1某化合物6.4 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。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18C无法确定该化合物是否含有氧元素D该化合物中一定含有氧元素2能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是()A质谱法 B红外光谱法C紫外光谱
3、法 D核磁共振氢谱法知识点2有机物分子结构的鉴定3某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有CH键、OH键、CO键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是()ACH3CH2OCH3 BCH3CH(OH)CH3CCH3CH2CH2CH2OH DCH3COOH4核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号为)也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如下图所示。则可能是下列物质中的()5二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法及物理方法，下列鉴别方法中不能对
4、二者进行鉴别的是()A利用金属钠或金属钾B利用质谱法C利用红外光谱法D利用核磁共振氢谱法练基础落实1有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是()A分离、提纯确定化学式确定实验式确定结构式B分离、提纯确定实验式确定化学式确定结构式C分离、提纯确定结构式确定实验式确定化学式D确定化学式确定实验式确定结构式分离、提纯2某有机物样品的质荷比如图所示(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32002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果，其中一项是瑞士科学家库尔特维特里希发明的“利用核
5、磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。在化学上经常使用的是氢核磁共振谱，它是根据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振谱中给出的信号不同来确定有机物分子中的不同的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是()AHCHO BCH3OHCHCOOH DCH3COOCH34通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子()A6 B5 C4 D3练方法技巧燃烧法确定分子式5一定量有机物完全燃烧后，将燃烧产物通过足量的石灰水，过滤后得到白色沉淀10 g，但称量滤液时只减少2.9 g，则此有机物不可能是()AC2H5OH BC4H8O2CC2H6 DC2
6、H6O2练高考真题对称法确定氢原子的类型6(2008海南，18)在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其面积之比为32的化合物是()7(2009海南，181)下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是()A2,2,3,3四甲基丁烷 B2,3,4三甲基戊烷C3,4二甲基己烷 D2,5二甲基己烷练综合拓展81 mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2 L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是()9.为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：(一)分子式的确定：(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，
7、消耗氧气6.72 L(标准状况下)，则该物质中各元素的原子个数比是_。(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图所示质谱图，则其相对分子质量为_，该物质的分子式是_。(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式_。(二)结构式的确定：(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同化学环境的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如：甲基氯甲基醚(ClCH2OCH3)有两种氢原子如图。经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图，则A的结构简式为_。第2课时元素分析与相对分子质量的测定分子结构的鉴定知识清单一、分离提纯实验式分子式结构式二、1.最简
8、单整数比实验式2(1)相对质量电荷(2)最右边的分子离子峰三、1.(1)化学键官能团(2)吸收频率2(1)种类数目(2)位置氢原子数对点训练1D由题可知生成的CO2为0.2 mol，H2O为0.4 mol，其中碳和氢原子的质量之和为0.2 mol12 g/mol0.4 mol21 g/mol3.2 g6.4 g，故该化合物一定含有氧元素。2A3B由题意，该有机物分子中含有的官能团只有羟基，A项中没有羟基，D中还存在C=O键，C相对分子质量不是60，均不符合要求。4B由核磁共振氢谱的定义可知，在氢谱图中从峰的个数即可推知有几种化学环境不同的氢原子，从上图中可知有4种化学环境不同的氢原子。分析选项
9、可得A项是2种，B项是4种，C项是2种，D项是3种。5B二甲醚(CH3OCH3)和乙醇(CH3CH2OH)互为同分异构体，二者的相对分子质量相同，故在质谱图中分子离子吸引峰相同，故不能用质谱法区分二者。课后作业1B分离提纯后的有机物经过纯度鉴定后，再用元素组成的分析确定实验式，相对分子质量的测定确定分子式，波谱分析确定结构式。2B从图中可看出其最右边峰质荷比为16，其相对分子质量为16，为甲烷。3AHCHO分子中的两个氢原子完全相同，所以核磁共振氢谱中只有一种信号。4B连接在同一个碳原子上的两个甲基上的氢等效，故共有五类氢原子。5Bn(CO2)n(CaCO3)0.1 mol，则通入石灰水中的C
10、O2的质量应是4.4 g，而产生的CaCO3的质量是10 g，若无其他物质进入，则石灰水质量应减少5.6 g，题目中只减少2.9 g，故A燃烧时应同时生成2.7 g水，有机物中所含H元素的物质的量为n(H)20.3 mol，所以此有机物中C、H元素物质的量之比是13与含氧多少无关，故选项A、C、D均有可能，B选项符合题意。6DA项中有两类氢原子，峰面积之比为31；B项中有三类氢原子，峰面积之比为113；C项中有三类氢原子，峰面积之比为314；D项中，有两类氢原子，峰面积之比为32，综上分析答案为D。7D2,2,3,3四甲基丁烷的结构简式为，该分子中只有一类氢原子，核磁共振氢谱中出现一组峰；2,
11、3,4三甲基戊烷的结构简式为：，该分子中有四类氢原子，核磁共振氢谱中出现四组峰；3,4二甲基己烷的结构简式为：，该分子中有四类氢原子，核磁共振氢谱中出现四组峰；2,5二甲基己烷的结构简式为：，该分子中有三类氢原子，核磁共振氢谱中出现三组峰。8B按题设条件“能生成3种一氯取代物”的要求，挑选分子结构中有处于三种不同化学环境的H原子：1 mol此烃完全燃烧需8 mol氧气则其碳原子个数为5。9(1)261(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH、CH3OCH3(4)CH3CH2OH解析(1)据题意有：n(H2O)0.3 mol，则有n(H)0.6 mol，n(CO2)0.2 mol，则有n(C)0.2 mol，据氧原子守恒有n(O)n(H2O)2n(CO2)2n(O2)0.3 mol20.2 mol20.1 mol，则N(C)N(H)N(O)n(C)n(H)n(O)261。(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O，假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，由46m46，即m1，故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物，可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱图可知：A有三种不同类型的H原子，CH3OCH3只有一种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。
