2018_2019学年高中化学专题1.5元素分析和相对分子质量的测定分子结构的鉴定（含解析）（选修5）

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1、专题05元素分析和相对分子质量的测定分子结构的鉴定一.元素分析用化学方法鉴定有机物分子的元素组成。以及分子风各元素原子的质量分数，这就是元素的定性、定量分析。元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单的无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素的质量分数，然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式。有机物的元素定量分析最早是由德国人李比希提出的。他用CuO作氧化剂将仅含C、H、O的有机物氧化，产生的H2O用无水CaCl2吸收，CO2用KOH吸收，分别称出吸收前后吸收剂的质量。计算出碳、氢原子在分子中

2、的含量。剩余的就是氧原子的含量。欲判定该有机物中是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧；否则，原有机物的组成含氧。典例1.（1）某实验小组尝试用燃烧法确定有机物M的分子式，所用装置如下：①产生的氧气按从左到右方向流动，所选装置各导管的连接顺序是(以上装置不能重复使用)：g→fe→hi→__________→___________→jk。②F装置作用是________________。③若准确称取有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种

3、或三种)3.24g，经充分燃烧后，A管质量增加9.24g，B管质量增加2.16g，则该有机物的实验式为________。④已知在相同条件下该M蒸气相对氢气的密度为54，且能与Na反应但不与NaOH溶液反应，写出该物质在灼热的铜丝条件下与氧气的反应方程式_________________________________。（2）在常温下测得的某烃C8H10(不能与溴水反应)的核磁共振谱上，观察到两种类型的H原子给出的信号，其强度之比为2∶3，试确定该烃的结构简式为________；该烃在光照下生成的一氯代物在核磁共振谱中产生的吸收峰强度比为______

4、__。【答案】cd(dc)ab(ba)防止空气中水和二氧化碳进入装置，干扰实验结果C7H8O2+O22+2H2O2：2：2：3【解析】（1）①D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，根据产物的质量推断有机物的组成，则产生的氧气按从左到右流向，所选择装置各导管的连接顺序是g→f→e→h→i→c（或d）→d（或c）→a（或b）→b（或a）→jk．②F装置作用是防止空气中水和二氧

5、化碳进入装置，干扰实验结果。③水的物质的量=2.16g/18g·mol－1=0.12mol、二氧化碳的物质的量=9.24g/44g·mol－1=0.21mol，则m（C）+m（H）=0.21mol×12g+0.12mol×2×1g·mol－1=2.76g＜3.24g，故有机物含有O元素，m（O）=3.24g-2.76g=0.48g，则n（O）=0.48g/16g·mol－1=0.03mol，n（C）：n（H）：n（O）=0.21：0.24：0.03=7：8：1，该有机物的实验式是C7H8O。④确定该物质的分子式，还要知道该物质的相对分子质量，则M=

6、DM（H2）=54×2g·mol－1=108g·mol－1，所以分子式为：C7H8O，且能与Na反应但不与NaOH溶液反应，该物质，不是酚，是苯甲醇，写出该物质在灼热的铜丝条件下与氧气的反应方程式，2+O22+2H2O；（2）某烃C8H10（不能与溴水反应）的核磁共振谱上，观察到两种类型的H原子给出的信号，其强度之比为2：3，则存在两种位置的H原子，且H原子数目之比为2：3，数目分别为4、6，可知该烃为对二甲苯，其结构简式为，该烃在光照下生成的一氯代物，其含有的H有4种，如图，则在核磁共振谱中可产生4种信息，强度为3：2：2：2。二.相对分子质量的

7、测定①密度法标况下:M(气体)=22.4ρ(g/mol)同温同压:D＝M1/M2＝ρ1/ρ2②质谱仪相对分子质量=质荷比最大(横坐标最右)的数值三.有机物分子式的确定1.实验式(最简式)和分子式的区别与联系(1)最简式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。不能确切表明分子中的原子个数。注意：①最简式是一种表示物质组成的化学用语；②无机物的最简式一般就是化学式；③有机物的元素组成简单，种类繁多，具有同一最简式的物质往往不止一种；④最简式相同的物质，所含各元素的质量分数是相同的，若相对分子质量不同，其分子式就不同。例如，苯(C6H6)

8、和乙炔(C2H2)的最简式相同，均为CH，故它们所含C、H元素的质量分数是相同的。(2)分子式是表示化合物分子所含元素的原