有機物的組成結(jié)構(gòu)研究第1頁，共43頁。一、有機化合物分子式的確定1．元素分析

(1)定性分析：用化學方法鑒定有機物分子的元素組成，如燃燒后C→CO2，H→H2O，S→SO2，N→N2。在日常生活中，我們經(jīng)常見到有機物燃燒。有機物燃燒的產(chǎn)物能給我們提供有機物組成方面的信息：得到有機物的組成元素某有機物完全燃燒后，若產(chǎn)物只有CO2和H2O，其組成元素肯定有C、H可能有O。欲判斷該有機物中是否含氧元素：設(shè)有機物燃燒后CO2中碳元素的質(zhì)量為m(C)，H2O中氫元素質(zhì)量為m(H)。若

m(有機物)＞m(C)＋m(H)→有機物中含有氧元素

m(有機物)＝m(C)＋m(H)→有機物中不含氧元素第2頁，共43頁。(2)定量分析：將一定量有機物燃燒后分解為簡單無機物，并測定各產(chǎn)物的量從而推算出有機物分子中所含元素原子最簡單的整數(shù)比，即實驗式。李比希氧化產(chǎn)物吸收法：用CuO將僅含C、H、O元素的有機物氧化后，產(chǎn)物H2O用無水CaCl2吸收，CO2用KOH濃溶液吸收，計算出分子中碳氫原子的含量，其余的為氧原子的含量。第3頁，共43頁。100806040200203040502729314546CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+CH3CH2OH+質(zhì)荷比相對豐度/%某有機物A的質(zhì)譜圖:乙醇的質(zhì)譜圖最大分子離子的質(zhì)荷比越大，達到檢測器需要的時間越長，因此譜圖中的質(zhì)荷比最大的就是未知物的相對分子質(zhì)量。2．相對分子質(zhì)量的測定——質(zhì)譜法第4頁，共43頁。有機物相對分子質(zhì)量的確定方法：1.標態(tài)密度法：根據(jù)標準狀況下氣體的密度，求算該氣體的相對分子質(zhì)量：M＝22.4×ρ

2.相對密度法：根據(jù)氣體A相對于氣體B的相對密度，求算該氣體的相對分子質(zhì)量：MA＝D×MB

3.混合物的平均相對分子質(zhì)量：

＝第5頁，共43頁。第6頁，共43頁。例1、實驗測得某碳氫化合物中，含碳85.7%，求該化合物的最簡式。又測得該化合物在標準狀態(tài)下密度是1.25g/L，求該化合物的分子式。(一)元素的質(zhì)量比、百分含量分子式相對分子質(zhì)量原子個數(shù)比最簡式（實驗式）M=ρVm=

ρ·22.4(SPT)第7頁，共43頁。例2：環(huán)保局測得當空氣中某有機物含量超標，人類患白血病是幾率會大大提高?，F(xiàn)有這種有機物3.0g完全燃燒后，生成0.1molCO2和1.8gH2O，測得該化合物的蒸氣標準狀況下的密度為1.34g/L，求該化合物的分子式。最簡式(二)燃燒產(chǎn)物中CO2與H2O的物質(zhì)的量分子式相對分子質(zhì)量質(zhì)量守恒比較m(c)+m(H)與m(有機物)關(guān)系第8頁，共43頁。分子中各元素的原子個數(shù)相對分子質(zhì)量通式分子式例4：0.46g某飽和一元醇A，與足量的金屬鈉反應(yīng)，生成氫氣112mL（標準狀況）。求該一元醇的分子式。例3：已知某飽和一元醇的相對分子質(zhì)量為60，求分子式。第9頁，共43頁。第10頁，共43頁。例5：某烴與4倍于其體積的氧氣混合，完全燃燒后恢復(fù)到原來的溫度和壓強(101kPa、120℃)，氣體的體積不變。該烴是（）

A.CH4B.C2H4 C.C4H8 D.C3H6①y=4時，氣體體積

（或密閉容器內(nèi)壓強

）；②y>4時，氣體體積

（或密閉容器內(nèi)壓強

）；③y<4時，氣體體積

（或密閉容器內(nèi)壓強

）。若水為液態(tài)，則△V

0，反應(yīng)前后氣體體積

。AB

烴完全燃燒后氣體體積的變化：（設(shè)反應(yīng)前后均為氣態(tài)物質(zhì)）

CxHy+(x+y/4)O2

xCO2+y/2H2O△V1(x+y/4)xy/2y/4-1不變增大減小不變增大減小<減小第11頁，共43頁。（5）直接法：直接求算1mol物質(zhì)中各元素原子的物質(zhì)的量，即可推出分子式。第12頁，共43頁。例6：寫出相對分子質(zhì)量為42的烴的分子式例7：某芳香烴相對分子質(zhì)量為106，寫出可能的結(jié)構(gòu)簡式。第13頁，共43頁。例8．某混合氣體由兩種氣態(tài)烴組成，取0.1mol該混合氣體完全燃燒后得到4.48ＬCO2（標況）和3.6ｇH2O，則這兩種氣體可能是（）。

Ａ.CH4和C3H8Ｂ.CH4和C3H4

Ｃ.C2H4和C3H4

Ｄ.C2H2和C2H6（7）、平均值法（8）、討論法BD第14頁，共43頁。例9、常溫下，一種烷烴A和一種單烯烴B組成混合氣體。B分子的碳原子數(shù)比A分子的多。(1)將1L該混合氣體充分燃燒，在同溫、同壓下得到2.5LCO2氣體，試推斷原混合氣體中A和B所有可能的組合及其體積比，并將討論結(jié)果填入下表。組合編號A的化學式B的化學式V(A):V(B)1234

(2)120℃時取1L該混合氣體與9LO2混合，充分燃燒，當恢復(fù)到120℃和燃燒前的壓強時，體積增大6.25%，試通過計算確定A和B的分子式。CH4CH4C2H6C2H6C3H61︰3C4H81︰1C3H6C4H81︰13︰1第15頁，共43頁。例10：在398K、101.3kPa下，某烴A完全燃燒后得到CO240mL，H2O（g）50mL，則該烴的分子式為（）A.C2H5 B.C4H6 C.C4H8 D.C4H10注意：(1)某些特殊組成的最簡式，在不知物相對分子質(zhì)量時，也可根據(jù)組成特點確定其分子式。如最簡式為CH3的有機物，其分子式可表示為(CH3)n，當n=2時，H已達飽和，故其分子式為C2H6

。同理，最簡式為CH3O的有機物，當n=2時，其分子式為C2H6O2

(2)部分有機物的最簡式中，H已達飽和，則該有機物的最簡式即為分子式。例如最簡式為CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有機物，其最簡式即為分子式。D第16頁，共43頁。例11.某同學為測定維生素C（可能含C、H或C、H、O）中碳、氫的質(zhì)量分數(shù)，取維生素C樣品研碎，稱取該樣品0.352g，置于鉑舟并放入燃燒管中，不斷通入氧氣流。用酒精噴燈持續(xù)加熱樣品，將生成物先后通過無水硫酸銅和堿石灰，兩者分別增重0.144g和0.528g，生成物完全被吸收。試回答以下問題：（1）維生素C中碳的質(zhì)量分數(shù)是

，氫的質(zhì)量分數(shù)是

。（2）維生素C中是否含有氧元素？為什么？（3）試求維生素C的實驗式：

（3）若維生素C的相對分子質(zhì)量為176，請寫出它的分子式C3H4O3

40.9%4.5%有,因為兩者的質(zhì)量分數(shù)相加不等于100%(或氫碳元素的質(zhì)量總和不等于樣品質(zhì)量其分子式為C6H8O6第17頁，共43頁。a、分析對象：1、核磁共振氫譜（1H-NMR）氫原子核b、原理：不同化學環(huán)境中的氫原子因產(chǎn)生共振時吸收的頻率不同，在譜圖上出現(xiàn)的位置也不同，幾種氫就有幾個峰c、某種環(huán)境中的氫越多峰越高二、有機化合物結(jié)構(gòu)式的確定(1)結(jié)構(gòu)鑒定的常用方法：化學方法：利用特征反應(yīng)鑒定出官能團；物理方法：紅外光譜、核磁共振氫譜等。d、作用：可用于測定氫原子的種類和個數(shù)比。第18頁，共43頁。例1、下圖是某有機物的1H核磁共振譜圖，則該有機物可能是()A.CH3CH2OHB.CH3CH2CH2OHC.CH3—O—CH3D.CH3CHOC例2.下列有機物在H’-NMR上只給出一組峰的是()A、HCHOB、CH3OHC、HCOOHD、CH3COOCH3A第19頁，共43頁。例3.分子式為C3H6O2的二元混合物，若在1H-NMR譜上觀察到氫原子峰的有兩種情況,一種情況的強度為3:3，另一種情況給出峰的強度為3:2:1,由此推斷混合物的組成可能是(結(jié)構(gòu)簡式)a、CH3COOCH3與CH3CH2COOH、與HCOOCH2CH3與CH3COCH2OHb、CH3COOCH3c、CH3COOCH3第20頁，共43頁。a、原理：2、紅外光譜法b、作用：不同的鍵的連接或官能團吸收頻率不同，在紅外光譜圖上將處于不同位置可用于測定化學鍵或官能團。第21頁，共43頁。C=O對稱-CH2-對稱-CH3例4.通過紅外光譜圖得該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式是:.CH3CH2-C-CH2CH3=O第22頁，共43頁。3、質(zhì)譜法 有機物分子高能電子束轟擊帶電的”碎片”確定結(jié)構(gòu)碎片的質(zhì)荷比質(zhì)譜法通常是使氣態(tài)的物質(zhì)在真空中受到高能電子束的作用，從分子中轟出一個電子成為帶正電的離子，這種離子還可以按照不同的方式裂解成更小的原分子的碎片，由于碎片質(zhì)量（m）和所帶電荷（e）不同，到達檢測器的時間也不同，由此可以從質(zhì)譜圖中峰的位置進行定性分析，從峰的強度進行定量分析。荷質(zhì)比：碎片的相對質(zhì)量（m）和所帶電荷（e）的比值第23頁，共43頁。例5.某有機物中含碳的質(zhì)量分數(shù)為64.86%，氫的質(zhì)量分數(shù)為13.5%，該有機物的實驗式是

，結(jié)合該有機物的質(zhì)譜圖該有機物的相對分子質(zhì)量為：

分子式為：

。

74C4H10OC4H10O第24頁，共43頁。一、定性分析確定有機物的組成元素二、定量計算確定有機物的分子式

1、先求各元素的原子個數(shù)比（物質(zhì)的量之比）2、再結(jié)合相對分子質(zhì)量，確定有機物的分子式

思路方法：化學性質(zhì)結(jié)構(gòu)簡式第25頁，共43頁。你能行！練習1、［2012·海南化學卷18-I］下列化合物在核磁共振氫譜中能出現(xiàn)兩組峰．且其峰面積之比為3：1的有（）A．乙酸異丙酯B．乙酸正丁酯C．對二甲苯D．間三甲苯D第26頁，共43頁。2.[雙選題](2011·海南高考)下列化合物中，核磁共振氫譜只出現(xiàn)兩組峰且峰面積之比為3∶2的是(

)BD第27頁，共43頁。3.某一元醇C3H8O中氧為18O，它與乙酸反應(yīng)生成的酯的相對分子質(zhì)量為（）A.100B.102C.104D.1064.下列最簡式中，不用相對分子質(zhì)量就可以確定分子式的是（）

A、CH3B.CH2C.CHD.C2H5CAD第28頁，共43頁。5.(2011·福建高考)化合物丁僅含碳、氫、氧三種元素，相對分子質(zhì)量為110。丁與FeCl3溶液作用顯現(xiàn)特征顏色，且丁分子中烴基上的一氯取代物只有一種。則丁的結(jié)構(gòu)簡式為_______________

。第29頁，共43頁。6．某含C、H、O三種元素的有機物，經(jīng)燃燒分析實驗測定其碳的質(zhì)量分數(shù)是64.86%，氫的質(zhì)量分數(shù)是13.51%，則其實驗式_________，通過質(zhì)譜儀測定其相對分子質(zhì)量為74，則其分子式為___________，其核磁共振氫譜有兩個峰，峰面積之比為9∶1，則其結(jié)構(gòu)簡式為______________。C4H10OC4H10O(CH3)3COH第30頁，共43頁。實驗式（最簡式）產(chǎn)物的量元素的質(zhì)量相對分子質(zhì)量分子式相對密度元素的質(zhì)量比元素的質(zhì)量分數(shù)標況下密度結(jié)構(gòu)簡式核磁共振氫譜（1H-NMR）紅外光譜法質(zhì)譜法小結(jié)第31頁，共43頁。第32頁，共43頁。第33頁，共43頁。第34頁，共43頁。第35頁，共43頁。第36頁，共43頁。2025/7/2737

5、最簡式相同的有機物,以任意比例混合總質(zhì)量一定時,生成的CO2是一定值,生成水的量也是定值,消耗氧的量也是定值。

6、混合物總質(zhì)量不變,以任意比例混合時,生成CO2相等,即含碳量相等（質(zhì)量分數(shù)）,生成H2O相等,即含氫量相等（質(zhì)量分數(shù)）

7、具有相同碳原子數(shù)的有機物,無論以任意比例混合,只要總物質(zhì)的量一定,生成的CO2為一定值。

8、最簡式相同,無論有多少種有機物,也無論以何種比例混合,混合物中元素質(zhì)量比為定值。第37頁，共43頁。2025/7/2738②、某些具有相同相對分子質(zhì)量的機物有9.記憶常見烴及烴的衍生物的內(nèi)在聯(lián)系:①常見最簡式相同的物質(zhì)有：單烯烴.環(huán)烷烴；乙炔和苯；甲醛和乙酸.葡萄糖等。甲苯和甘油CnH2n+2O與CmH2mO2(m=n-1)第38頁，共43頁。2025/7/2739

例1：等物質(zhì)的量的下列物質(zhì)完全燃燒時，耗氧量相同的是＿＿＿＿，生成CO2的量相同的是＿＿＿，生成水的量相同的是＿＿＿＿。A．乙烯、乙醇B．乙炔、乙酸C．乙炔、苯D．甲酸、氫氣E．葡萄糖、甲醛F．甲苯、甘油G．甲烷、甲酸甲酯例2．把例1中的等物質(zhì)的量換成等質(zhì)量，結(jié)論又如何？A、D、GA、BD、F、G（C、E；C、E；C、E、F）第39頁，共43頁。2025/7/2740例3．下列物質(zhì)均按等物質(zhì)的量混合，在相同條件下，其密度與空氣密度相同的是（)A、甲烷和