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1、第二节 研究有机化合物的一般方法第2课时确定有机化合物元素组成及分子式的方法【学习目标】1.明确李比希法分析碳氢元素的仪器装置。2.了解质谱法测定有机化合物相对分子质量的应用。一、确定实验式（最简式）1、元素定性分析：确定有机物的元素组成。用化学方法鉴定有机物的元素组成。如燃烧后，一般C生成，H生成，N生成，S生成。2、元素定量分析(李比希法)：【例题】教材p15【练习】A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%。则A的实验式是()AC5H12O4 BC5H12O3 CC4H10O4 DC5H10O4【练习】 某有机物6 g在氧气中充分
2、燃烧，生成3.2 g水和8.8 g CO2，则该有机物的实验式 。【点拨】一般来说，某有机物完全燃烧后，若产物只有CO2和H2O，其组成元素可能为C、H或C、H、O。欲判断该有机物是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将C、H的质量之和与原来有机物质量比较，若两者相等，则原有机物中不含氧元素；否则，原有机物中含有氧元素【微思考】已知有机物的实验式(最简式)，确定其分子式时，还需要知道什么物理量?二、确定分子式1、相对分子质量的测定质谱法（1）原理：用 等轰击样品分子，使该分子失去电子变成 的分子离子和碎片离子。分子离子、碎片离子各自具有不同的相对质量，它们
3、在磁场的作用下到达检测器的时间将因质量的不同而先后有别，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 就表示了样品分子的相对分子质量。例如，由图可知，例题中A的相对分子质量为。 由此可推算出A的分子式为 。（3）质谱法的优点：快速、微量、精确。2、确定有机物相对分子质量的其他方法（1）标态密度法：根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相对分子质量：Mr= 。（2）相对密度法：根据气体A相对于气体B的相对密度D，求算该气体的相对分子质量：MA= 。（3）混合物的平均相对分子质量：M= 。3、确定有机物分子式的方法（1）根据有机物中各元素的质
4、量分数，求出有机物的实验式，再根据有机物的相对分子质量确定分子式。（2）根据有机物的摩尔质量和各元素的质量分数，求出1 mol 该有机物中各元素原子的物质的量，从而确定出该有机物的分子式。（3）根据有机物燃烧时消耗O2的量及产物的量，求出有机物的实验式，再通过计算确定出有机物的分子式。【例题】0.1 mol某有机物在0.2 mol O2中恰好完全燃烧，生成0.2 mol CO2和0.2 mol H2O，试确定该有机物的分子式。（4）化学方程式法：利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。在有机化学中，常利用有机物燃烧等方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有： CxHy +
5、 (x+y4)O2 xCO2 + y2H2O； CxHyOz + (x+y4-z2)O2 xCO2 + y2H2O。【例题】某混合气体由两种气态烃组成。2.24 L该混合气体完全燃烧后，得到4.48 L二氧化碳(气体已换算为标准状况)和3.6 g水。则这两种气体可能是()ACH4和C3H8 BCH4和C3H4 CC2H4和C3H4 DC2H4和C2H6（5）余数法：用烃的相对分子质量除以14，看商数和余数。Mr(CxHy)Mr(CH2)=M14=A余2为烷烃除尽为烯烃或环烷烃差2为炔烃或二烯烃等差6为苯或苯的同系物等其中商数A为烃中的碳原子数，此法适用于具有特定通式的烃(如烷烃、烯烃、炔烃、苯
6、和苯的同系物等)。【微思考】某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的水和二氧化碳，则：(1)能否确定该有机物分子中碳原子与氢原子的比例？(2)能否确定该有机物分子中含有氧元素？说明理由。【总结】分子式的确定模板(1)某有机物燃烧产物只有CO2和H2O，该有机物不一定只含有C、H两种元素，还可能含有O元素。(2)当有机物中含有Cl、Br、S等元素时，燃烧产物除CO2和H2O外，还有HCl、HBr和SO2等。(3)若有机物的实验式中，碳原子已经达到饱和，实验式就是其分子式，如实验式为CH4、C2H6O的物质，其分子式即为CH4、C2H6O。【练习】下列实验式中，不用相对分子质量就可以确定分子式的
7、是()CH3CHCH2C2H5AB C D【课堂练习】1某有机物样品的质谱图如图所示，则该有机物可能是()A甲醇 B甲烷C丙烷 D乙烯2把丙烯气体通入质谱仪中，得到的质谱图中质荷比的最大值为 ()A26B38C42D543某有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条件：碳的质量分数氢的质量分数X蒸气的体积(已折算成标准状况下的体积)X对氢气的相对密度 X的质量X的沸点，确定X的分子式所需要的最少条件是()AB C D4某有机物质量为8.80 g，完全燃烧后得到CO2 22.0 g、H2O 10.8 g，该有机物的蒸气密度是相同状况下H2密度的44倍，则该有机物的分子式为 ()AC5H6OBC5H12 CC5H12O2 DC5H12O6为确定某有机物的分子式，进行以下实验：(1)测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧实验测得其碳元素的质量分数为64.86%，氢元素的质量分数为13.51%，则其实验式是_。(2)确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为_，分子式为_。学科网（北京）股份有限公司