高中化学 第一章 第四节 第2课时 元素分析与相对分子质量的测定 分子结构的鉴定学案 新人教版选修5

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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[学习目标定位]　1.通过对典型实例的分析，初步学会测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能据此确定有机化合物的分子式。2.能够根据实验和某些物理方法确定有机化合物的结构。1．鉴定有机物中含有哪些元素(定性分析)(1)将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物：C→CO2；H→H2O；N→N2；S→SO2。(2)若将有机物完全燃烧，生成物只有H2O(使无水CuSO4变蓝)和CO2(使澄清石灰水变浑浊)，则该有机物中一定含有的元素是C、H，可能含有的元素是O。(3)判断是否含氧元素，可先求出产物

2、CO2和H2O中C、H两元素的质量和，再与有机物的质量比较，若两者相等，则说明原有机物中不含氧元素，否则有机物中含氧元素。2．确定有机物中各元素的质量分数(定量分析)(1)有机物中元素定量分析原理(李比希法)①先用红热的CuO作氧化剂将仅含C、H、O元素的有机物氧化，然后分别用无水CaCl2和KOH浓溶液吸收生成的水和二氧化碳；②根据吸收前后吸收剂的质量变化即可算出反应生成的水和二氧化碳的质量，从而确定有机物中氢元素和碳元素的质量，剩余则为氧元素的质量；③最后计算确定有机物分子中各元素的质量分数。(2)实验式(最简式)和分子式的区别①实验式表示化合物分子中所含元素

3、的原子数目最简单整数比的式子；②分子式表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子；③二者中各元素的质量分数相等，可能不同的是原子个数。探究点一　有机物分子式的确定1．有机物相对分子质量的确定方法(1)根据标准状况下气体的密度ρ，计算该气体的相对分子质量M＝22.4ρ(限于标准状况下)。(2)依据气体的相对密度D，计算气体的相对分子质量MA＝D·MB。(3)A、B两种气体组成的混合气体中，它们的体积分数分别为w(A)、w(B)，该混合气体的平均相对分子质量M＝MA·w(A)＋MB·w(B)。(4)质谱法可以测定有机物的相对分子质量，在质谱图中，最大的质荷比就是有机

4、物的相对分子质量。2．有机物分子式的确定方法(1)实验测得某碳氢化合物A中，含碳80%，含氢20%，求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式。答案　CH3　C2H6解析　方法一：(1)n(C)∶n(H)＝∶＝1∶3，该化合物的实验式是CH3。(2)设该化合物分子中含有n个CH3，则：n＝＝＝2，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)＝＝2　n(H)＝＝6A的分子式是C2H6。(2)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.

5、04，求该有机物的分子式。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：C：＝1H：＝2O：＝1有机物分子式为CH2O。(3)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和2.64g。试求该有机物的分子式。答案　C3H6O3解析　设有机物的分子式为CxHyOzCxHyOz＋(x＋－)O2―→xCO2＋H2O90g44xg9yg1.8g2.64g1.08g90g∶1.8g＝44xg∶

6、2.64g　x＝390g∶1.8g＝9yg∶1.08g　y＝6z＝＝3有机物分子式为C3H6O3。[归纳总结]有机物分子式的确定方法：(1)实验方法先根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数比(最简式)。再根据有机物的摩尔质量(相对分子质量)，求出有机物的分子式。(2)直接法根据有机物各元素的质量分数和有机物的摩尔质量(相对分子质量)直接求出1mol有机物中各元素原子的物质的量。(3)方程式法根据有机物的燃烧通式及消耗O2的量(或生成产物的量)，通过计算确定出有机物的分子式。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[活学活用]1．某气态有机物X含C、

7、H、O三种元素，已知下列条件，现欲确定X的分子式，所需的最少条件是(　　)①X中含碳质量分数　②X中含氢质量分数　③X在标准状况下的体积　④质谱确定X的相对分子质量　⑤X的质量A．①②B．①②④C．①②⑤D．③④⑤答案　B解析　由C、H的质量分数可推出O的质量分数，由各元素的质量分数可确定X的实验式，由相对分子质量和实验式可确定X的分子式。2．某含碳、氢、氧三种元素的有机物X质谱图如图所示。经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%，该有机物的分子式是。答案　C4H10O解析　常用实验式和相对分子质量来确定有机物的分子式。本题可以根

8、据题目中所