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时间:2019-09-21
《2019_2020学年高中化学第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》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、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H2
2、O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N2N2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
3、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)
4、==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
5、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)=
6、=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 CH3 C2H6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)==2 N(H)==6故
7、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+)O2xCO2+H2O。②CxHyOz+(x+-)O2xCO2+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和2.64g。该有机物的分子式为__________。答案 C3H6O3解析 设有机物的分子式为CxHyOzCxHyOz+(x+-)O2xCO2+H2O90g44xg9yg
8、1.8g2
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