1、第一章 認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物,第四節(jié) 研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法,研究有機(jī)化合物要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟:,粗產(chǎn)品,分離提純,定性分析,定量分析,除雜質(zhì),確定組成元素,質(zhì)量分析,測定分子量,結(jié)構(gòu)分析,實(shí)驗(yàn)式或最簡式,分子式,結(jié)構(gòu)式,每一個(gè)操作步驟是怎樣完成的呢?,1、混合物分離中常用的操作有哪些?,2、過濾、結(jié)晶的基本原理和操作要領(lǐng)？,3、分離除雜的基本原則：,怎樣獲得一種純凈的有機(jī)產(chǎn)品呢？,1)來源:,不增、不減、易分、復(fù)原,2)分離提純的方法,天然或人工合成,考慮,一、分離提純,1、蒸餾：利用混合物中各種成分的沸點(diǎn)不同而使其分離的方法。如石油的分餾； 常用于分離提純液態(tài)有機(jī)物； 條件：有機(jī)物熱穩(wěn)定

2、性較強(qiáng)、含少量雜質(zhì)、與雜質(zhì)沸點(diǎn)相差較大（30左右） 課本P.17實(shí)驗(yàn)1-1工業(yè)乙醇的蒸餾,含雜工業(yè)乙醇,95.6%(m/m)工業(yè)乙醇,無水乙醇（99.5%以上）,蒸餾,加吸水劑蒸餾,無水酒精的制取,普通酒精含乙醇95.57%(質(zhì)量)和水4.43%，這是恒沸點(diǎn)混合物，它的沸點(diǎn)是78.15，比純乙醇的沸點(diǎn)(78.5)低。把這種混合物蒸餾時(shí)，氣相和液相的組成是相同的，即乙醇和水始終以這個(gè)混合比率蒸出，不能用蒸餾法制得無水酒精。 實(shí)驗(yàn)室制備無水酒精時(shí)，在95.57%酒精中加入生石灰(CaO)加熱回流，使酒精中的水跟氧化鈣反應(yīng)，生成不揮發(fā)的氫氧化鈣來除去水分，然后再蒸餾，這樣可得99.5%的無水酒精。如

3、果還要去掉這殘留的少量的水，可以加入金屬鎂來處理，可得100%乙醇，叫做絕對酒精。工業(yè)上制備無水酒精的方法是在普通酒精中加入一定量的苯，再進(jìn)行蒸餾。于64.9沸騰，蒸出苯、乙醇和水的三元恒沸混合物，這樣可將水全部蒸出。繼續(xù)升高溫度，于68.3蒸出苯和乙醇的二元混合物，可將苯全部蒸出。最后升高溫度到78.5，蒸出的是無水乙醇 近年來，工業(yè)上也使用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂(具有極性基團(tuán)，能強(qiáng)烈吸水)來制取無水酒精.,蒸餾燒瓶,冷凝管,溫度計(jì),尾接管,冷水,熱水,使用前要檢查裝置的氣密性！,2、重結(jié)晶：,利用被提純物質(zhì)與雜質(zhì)在同一溶劑中的溶解度不同而將其雜質(zhì)除去的方法。,關(guān)鍵：選擇適當(dāng)?shù)娜軇?選擇溶劑

4、的條件： （1）雜質(zhì)在溶劑中的溶解度很小或很大；（2）被提純的有機(jī)物在此溶劑中的溶解度受溫度的影響較大。,例如：苯甲酸的重結(jié)晶P.18圖1-8,粗產(chǎn)品,熱溶解,熱過濾,冷卻結(jié)晶,提純產(chǎn)品,是不是溫度越低越好？,3、萃?。?原理：利用混合物中一種溶質(zhì)在互不相溶的兩種溶劑中的溶解性不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液中提取出來的方法。 主要儀器：分液漏斗,操作過程：,振蕩,靜置,分液,萃取包括：,1）液液萃取：是利用有機(jī)物在兩種互不相溶的溶劑中的溶解性不同，將有機(jī)物從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑的過程。,2）固液萃?。菏怯糜袡C(jī)溶劑從固體物質(zhì)中溶解出有機(jī)物的過程 。（專用儀器設(shè)備）,4、色譜

5、法：閱讀P.19,利用吸附劑對不同有機(jī)物吸附作用的不同，分離、提純有機(jī)物的方法。,例如：用粉筆分離色素,練習(xí)1下列每組中各有三對物質(zhì)，它們都能用分液漏斗分離的是 A 乙酸乙酯和水，酒精和水，植物油和水 B 四氯化碳和水，溴苯和水，硝基苯和水 C 甘油和水，乙酸和水，乙酸和乙醇 D 汽油和水，苯和水，己烷和水 練習(xí)2可以用分液漏斗分離的一組液體混和物是 A 溴和四氯化碳 B 苯和溴苯 C 汽油和苯 D 硝基苯和水,練習(xí)3某工廠廢液經(jīng)測定得知主要含有乙醇，其中還溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。根據(jù)各物質(zhì)的性質(zhì)，確定通過下列步驟回收乙醇和乙酸。 丙酮、乙酸乙酯、乙醇、乙酸沸點(diǎn)（）56.2 77.06 78

6、 117.9向廢液中加入燒堿溶液，調(diào)整溶液的pH10 將混和液放入蒸餾器中緩緩加熱 收集溫度在7085時(shí)的餾出物 排出蒸餾器中的殘液。冷卻后向其中加濃硫酸（過量），然后再放入耐酸蒸餾器進(jìn)行蒸餾，回收餾出物 請回答下列問題： （1）加入燒使溶液的pH10的目的是 ； （2）在7085時(shí)的餾出物的主要成份是 ； （3）在步驟中，加入過量濃硫酸的目的是（用化學(xué)方程式表示）_ （4）當(dāng)最后蒸餾的溫度控制在85125一段時(shí)間后，殘留液中溶質(zhì)的主要成份是 。,使乙酸轉(zhuǎn)變成鈉鹽,乙醇,2CH3COONa+H2SO4=2CH3COOH+Na2SO4,Na2SO4 H2SO4,有機(jī)物（純凈）,確定 分子式,？,

7、首先要確定有機(jī)物中含有哪些元素,如何利用實(shí)驗(yàn)的方法確定有機(jī)物中C、H、O各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？,李比希法,現(xiàn)代元素分析法,研究有機(jī)物的一般步驟和方法,“李比希元素分析法”的原理：,用無水 CaCl2吸收,用KOH濃 溶液吸收,得前后質(zhì)量差,得前后質(zhì)量差,計(jì)算C、H含量,計(jì)算O含量,得出實(shí)驗(yàn)式,一般講有機(jī)物燃燒后,各元素對應(yīng)產(chǎn)物為: CCO2，HH2O。,若有機(jī)物A完全燃燒,產(chǎn)物只有CO2和H2O,則有機(jī)物組成元素可能為C、H或C、H、O.,1. 有機(jī)物組成元素的判斷,若m(C)+m(H)=m(A),則A為烴 若m(C)+m(H)m(A), 則A為烴的含氧衍生物,1. 取14.4g某有機(jī)物在O2中完

8、全燃燒，只生成CO2和H2O，且測得生成的CO2為22.4L(標(biāo)況)，H2O為21.6g。試判斷該有機(jī)物的元素組成。,練習(xí):,2. 取9.4g某有機(jī)物完全燃燒, 生成的氣體先通過濃硫酸，濃硫酸的質(zhì)量增加5.4g; 剩余氣體再通過堿石灰后全部被吸收, 堿石灰質(zhì)量增加26.4g。試判斷該有機(jī)物的元素組成。,練習(xí):,實(shí)驗(yàn)式(即最簡式)表示化合物分子所含元素的原子數(shù)目最簡單整數(shù)比的式子。分子式表示化合物分子所含元素的原子種類及數(shù)目的式子。,2. 實(shí)驗(yàn)式和分子式的區(qū)別,3. 化合物相對分子質(zhì)量的確定,M=22.4,1. 某混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.821g/L, 該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為_.

9、 2. 某鹵代烴的蒸氣密度是相同狀況下甲烷密度的11.75倍，該鹵代烴的摩爾質(zhì)量為: _。 3. 如果ag某氣體中含b個(gè)分子，則1摩該氣體的質(zhì)量為_。,練習(xí):,18.4,188g/mol,aNA/b g,4. 已知有機(jī)物的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量求分子式的方法:,(1) 最簡式法,先求最簡式 n(C):n(H):n(O),= m:n:p,由此得該有機(jī)物的最簡式為CmHnOp,4. 已知有機(jī)物的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量求分子式的方法:,(1) 最簡式法,后求分子式,設(shè)為(CmHnOp)x,例1. 有機(jī)物中含碳40、氫6.67，其余為氧,又知該有機(jī)物的相對分子質(zhì)量是60. 求該有機(jī)物的分子式。,實(shí)驗(yàn)式

10、為CH2O,又 60(12+12+16)=2,故有機(jī)物的分子式為C2H4O2,答: 有機(jī)物的分子式為C2H4O2。,解: nC:nH:nO,=(4012):(6.671):(53.3316),=1:2:1,4. 已知有機(jī)物的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量求分子式的方法:,(2) 連比法,n(有機(jī)物):n(C):n(H):n(O),= 1:m:n:p,則有機(jī)物的分子式為CmHnOp,例2. 2.3g某有機(jī)化合物A完全燃燒后,生成0.1molCO2和2.7g H2O,測得該化合物的蒸氣與空氣的相對密度是1.6,求該化合物的分子式.,(1) 求該有機(jī)物的相對分子量,解: MA=dM空氣=1.629=46,(

11、2) 2.3g有機(jī)物的nA及所含的nC、nH、nO nA=2.346=0.05mol nC=0.1mol mC=1.2g nH=2.7182=0.3mol mH=0.3g mC+mH=1.2g+0.3gmA A中含O元素 nO=(2.3-0.112-0.31)16=0.05mol,MA=dM空氣=1.629=46,(3) 由相關(guān)數(shù)據(jù)得出: n有機(jī)物:nc:nH:no=1:2:6:1 即分子式為C2H6O,4. 已知有機(jī)物的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量求分子式的方法,(3) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)法,例3: 嗎啡是一種常見毒品，其相對分子質(zhì)量不超過300, 其中含C 71.58% 含H 6.67%、含N 4.91%

12、、其余為氧。則嗎啡相對分子質(zhì)量為_, 分子式為_。,285,C17H19NO3,例3: 嗎啡是一種常見毒品，其相對分子質(zhì)量不 超過300, 其中含C 71.58% 含H 6.67%、 含N 4.91%、其余為氧。則嗎啡相對分子 質(zhì)量為_, 分子式為_。,285,解: 先猜測嗎啡中只含有1個(gè)N原子，則,=285300, 猜測合理,n(H)=285-1217-163-141=19,C17H19NO3,4. 已知有機(jī)物的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量求分子式的方法,(4) 利用有機(jī)物通式和化學(xué)反應(yīng)方程式確定分子式,練習(xí)4.某飽和一鹵代烴2.18克與足量的NaOH溶液混合，然后加入HNO3至酸性，再加足量Ag

13、NO3溶液, 得淺黃色沉淀3.76克, 求該飽和一鹵代烴的分子式。,分子式為C2H5Br,4. 已知有機(jī)物的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量求分子式的方法,(5) 討論法,若烴的相對分子質(zhì)量為M，則,除盡為: 烯或環(huán)烷烴 余2 為: 烷 缺2為: 炔或二烯烴 缺6為: 苯及其同系物,替換關(guān)系: 1C12H，1O16H 4C3O， 1O1C+4H,例5. (1) 烴A的相對分子質(zhì)量為42，求其可能的分子式. (2) 烴B的相對分子質(zhì)量為128，求其可能的分子式。(3) 有機(jī)物C完全燃燒只生成CO2和H2O，其相對分子質(zhì)量為58, 求其可能的分子式.,(1) 42/14=3除盡 所以分子式為C3H6,(2)

14、 128/14=92 所以分子式為C9H20,將12個(gè)H原子替換為1個(gè)C原子，故分子式還可為C10H8。,(3) 58/14=42 所以分子式為C4H10,將4個(gè)H原子和1個(gè)C原子替換為1個(gè)O原子,故分子式還可為C3H6O或C2H2O2。,例5. (1) 烴A的相對分子質(zhì)量為42，求其可能的分子式. (2) 烴B的相對分子質(zhì)量為128，求其可能的分子式。(3) 有機(jī)物C完全燃燒只生成CO2和H2O，其相對分子質(zhì)量為58, 求其可能的分子式.,小 結(jié), 元素的質(zhì)量 元素的質(zhì)量比 元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 產(chǎn)物的量,標(biāo)況下密度 相對密度 化學(xué)反應(yīng),實(shí) 驗(yàn) 式,分 子 量,分子式,測定相對分子質(zhì)量的方法很多，

15、 質(zhì)譜法是最精確、最快捷的方法。,（一）相對分子質(zhì)量的確定質(zhì)譜法,研究有機(jī)物的一般步驟和方法,（由于分子離子的質(zhì)荷比越大，達(dá)到檢測器需要的時(shí)間最長，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）,質(zhì)譜儀有什么作用？其原理是什么？,它是用高能電子流等轟擊樣品分子，使該分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子。這些不同離子具有不同的質(zhì)量，質(zhì)量不同的離子在磁場作用下達(dá)到檢測器的時(shí)間有差異，其結(jié)果被記錄為質(zhì)譜圖。,1、質(zhì)荷比是什么？,2、如何確定有機(jī)物的相對分子質(zhì)量？,分子離子與碎片離子的相對質(zhì)量與其電荷的比值,例22002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者的貢獻(xiàn)之一是發(fā)明了對有機(jī)物分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的質(zhì)譜法

16、。其方法是讓極少量的（109g）化合物通過質(zhì)譜儀的離子化室使樣品分子大量離子化，少量分子碎裂成更小的離子。如C2H6離子化后可得到C2H6、C2H5、C2H4，然后測定其質(zhì)荷比。某有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比如右圖所示（假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷，信號強(qiáng)度與該離子的多少有關(guān)），則該有機(jī)物可能是 A 甲醇 B 甲烷 C 丙烷 D 乙烯,練習(xí)2某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)確定： 測定實(shí)驗(yàn)式：某含C、H、O三種元素的有機(jī)物，經(jīng)燃燒分析實(shí)驗(yàn)測定其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是64.86%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是13.51%, 則其實(shí)驗(yàn)式是（ ）。 確定分子式：下圖是該有機(jī)物的質(zhì)譜圖，則其相對分子質(zhì)量為（ ），分子式為（ ）。,C4H10O,74,C

17、4H10O,（二）分子結(jié)構(gòu)的測定,有機(jī)物的性質(zhì),結(jié)構(gòu)式 （確定有機(jī)物的官能團(tuán)）,分子式,計(jì)算不飽和度,推測可能的官能團(tuán) 寫出可能的同分異構(gòu)體,紅外光譜,紅外光譜法確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)的原理是：,例1下圖是一種分子式為C4H8O2的有機(jī)物的紅外光譜譜圖,則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為：,COC,C=O,不對稱CH3,CH3COOCH2CH3,練習(xí)1有一有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為74，確定分子結(jié)構(gòu)，請寫出該分子的結(jié)構(gòu)簡式,COC,對稱CH3,對稱CH2,CH3CH2OCH2CH3,核磁共振氫譜,如何根據(jù)核磁共振氫譜確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)？,例2一個(gè)有機(jī)物的分子量為70,紅外光譜表征到碳碳雙鍵和CO的存在，核磁共振氫譜列如下圖：,寫出該有機(jī)物的可能的結(jié)構(gòu)簡式：,寫出該有機(jī)物的分子式：,C4H6O,CH3CH=CHCHO,練習(xí)22002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)表彰了兩項(xiàng)成果，其中一項(xiàng)是瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼?/p>