高中化学 第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第2节 第1课时 有机化合物分子式的确定学案 鲁科版选修5-鲁科版高中选修5化学学案VIP免费

有机化合物分子式的确定[核心素养发展目标]1.证据推理与模型认知：学会测定有机物元素含量、相对分子质量的一般方法，建立确定有机物分子式的思维模型。2.宏观辨识与微观探析：通过燃烧分析法、质谱法等微观探析有机物分子的元素组成、相对分子质量及元素的质量分数。一、有机化合物元素组成的确定1．有机化合物元素组成的分析(1)确定有机物中含C、H元素的方法若将有机物完全燃烧，生成物使无水CuSO4变蓝色、澄清石灰水变浑浊，则该有机物中一定含有C、H元素，可能含有O元素。(2)确定有机物是否含O元素的方法有机物完全燃烧产物为CO2和H2O，通过相关的实验可以先确定CO2和H2O的质量，进而求得有机物中所含碳元素和氢元素的质量。m(C)＝×m(CO2)，m(H)＝×m(H2O)。①若m(有机物)＝m(C)＋m(H)，则说明该有机物中只含C和H两种元素。②若m(有机物)>m(C)＋m(H)，且完全燃烧只生成CO2和H2O，则说明有机物中含有C、H、O三种元素，其中m(O)＝m(有机物)－m(C)－m(H)。2．有机化合物中各元素质量分数的测定(1)碳、氢元素质量分数的测定——燃烧分析法(2)氮元素质量分数的测定――→N2――→N2的体积――→氮元素的质量分数(3)卤素质量分数的测定――――――――→AgX――→卤素的质量分数(4)氧元素质量分数的计算氧元素的质量分数＝100%－其他元素质量分数之和。例1某化合物6.4g在氧气中完全燃烧只生成8.8gCO2和7.2gH2O。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1∶2C．无法确定该化合物中是否含氧元素D．该化合物中一定含氧元素【考点】有机物分子式的确定【题点】有机物组成元素的分析答案D解析n(CO2)＝＝0.2molm(C)＝0.2mol×12g·mol－1＝2.4gn(H2O)＝＝0.4molm(H)＝0.4mol×2×1g·mol－1＝0.8gm(C)＋m(H)＝2.4g＋0.8g＝3.2g＜6.4g所以该化合物中含氧元素n(O)＝＝0.2mol所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.2∶0.8∶0.2＝1∶4∶1。规律总结完全燃烧只生成H2O和CO2的有机物不一定含有氧元素，可根据氧原子守恒判断有机物中是否含有氧元素。二、有机物分子式的确定1．有机物相对分子质量的测定——质谱法(1)原理用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子和碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场的作用下到达检测器的时间将因质量不同而先后有别，其结果被记录为质谱图。(2)质荷比：指分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值。质谱图中，质荷比的最大值就表示了样品分子的相对分子质量。例如，由上图可知，样品分子的相对分子质量为46。2．有机物分子式的确定方法(1)直接法①由题意求算出1mol有机化合物中各元素原子的物质的量，从而确定各原子的个数，即可推出分子式。②利用相对分子质量及各元素质量分数求算出1分子有机物中各元素的原子个数，从而确定分子式。例如：燃烧某有机物A1.50g，生成1.12L(标准状况)CO2和0.05molH2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，该有机物的分子式为________。答案CH2O解析有机物的相对分子质量是1.04×29≈30，有机物的物质的量为＝0.05mol，有机物分子中含有：N(C)＝＝1，N(H)＝＝2，N(O)＝＝1。故该有机物分子式为CH2O。(2)实验式法先利用有机物中各元素的质量分数求出有机物的最简式，再结合有机物的相对分子质量求得分子式。例如：实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，该化合物的实验式为________。又测得该化合物的相对分子质量是30，该化合物的分子式为________。答案CH3C2H6解析n(C)∶n(H)＝∶＝1∶3，该化合物的实验式是CH3。方法一：设该化合物分子式为(CH3)n，则n＝＝＝2；故该化合物的分子式是C2H6。方法二：A分子式中各元素原子的数目：N(C)＝＝2N(H)＝＝6故该化合物A的分子式是C2H6。(3)化学方程式法利用燃烧反应的化学方程式，由题给条件并依据下列燃烧通式所得CO2和H2O的量求解x、y、z。①CxHy＋(x＋)O2――→xCO2＋H2O。②CxHyOz＋(x＋－)O2――→xCO2＋H2O。例如：某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，经测定其相对分子质量为90。取该有机物样品1.8g，在纯氧中完全燃烧，将产物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重1.08g...