专题1 第二单元 微专题1 有机物分子式及结构式的确定 学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 专题1 第二单元 微专题1 有机物分子式及结构式的确定 学案（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 361.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-13 20:54:16 | ||
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文档简介
微专题1 有机物分子式及结构式的确定
1．确定有机物分子式的基本途径
2．有机物分子式的确定方法
(1)直接法：有机物的密度(相对密度)→摩尔质量→1 mol有机物中各原子的物质的量→分子式。
(2)实验式法：各元素的质量分数→实验式分子式。
(3)余数法：用烃的相对分子质量除以14，看商和余数。
＝商(碳原子数)……
(4)平均值法：根据有机混合物中各元素原子的平均原子数确定混合物的组成。常用十字交叉法使计算简化。平均值的特征：C小≤≤C大，H小≤≤H大等。如测得两种烃的混合物的平均分子式是C1.7H4，则两种烃的组合有CH4和C2H4、CH4和C3H4等。
(5)化学方程式法：用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系，利用有机物燃烧的化学方程式求分子式的方法。
常用的化学方程式有：
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O
CxHyOz＋(x＋－)O2xCO2＋H2O
(6)通式法：物质性质等→有机物类别及组成通式n值→分子式。
3．有机物分子结构确定的常用物理方法
(1)1H核磁共振谱
①原理：处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在谱图上出现的位置不同，而且吸收峰的面积与______________成正比。
②作用：测定有机物分子中氢原子的____________________。
③分析：吸收峰数目＝____________________，吸收峰面积比为________________________。如CH3CH2OH的吸收峰面积比为__________。
(2)红外光谱
①原理：不同基团或化学键吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。
②作用：初步判断有机物中含有的________或__________。如分子式为C2H6O的有机物A有如下两种可能的结构：Ⅰ(CH3CH2OH)或Ⅱ(CH3OCH3)，利用红外光谱来测定，分子中有__________或______________可确定A的结构简式为Ⅰ(CH3CH2OH)。
1．某物质在空气中完全燃烧时，生成水和二氧化碳的分子数之比为2∶1，则该物质可能是( )
①CH4 ②C2H4 ③C2H5OH ④CH3OH
A．②③ B．①④ C．①③ D．②④
2．(2021·济南高二阶段练习)用如图所示实验装置可以测定有机物中碳元素和氢元素的含量：取4.6 g某烃的含氧衍生物样品A置于氧气流中，用氧化铜作催化剂，在760 ℃左右样品A全部被氧化为二氧化碳和水，实验结束后测得装置a增重5.4 g，装置b增重8.8 g。下列有关说法错误的是( )
A．装置a、b中依次盛放的试剂可以为无水氯化钙和碱石灰
B．由实验数据只能确定A的最简式，无法确定A的分子式
C．开始加热前、停止加热后均需通入一段时间O2
D．采用1H核磁共振谱法可确定A的结构式
3．如图所示是一种有机物的1H核磁共振谱图，请你观察图谱，分析其可能是下列物质中的( )
A．CH3CH2CH2CH3 B．(CH3)2CHCH3
C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2COOH
4．有机物C常用于食品行业。已知9.0 g C在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O2。
(1)C分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是______________，则C的分子式是________________。
(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，C一定含有的官能团的名称是________。
(3)C分子的 1H核磁共振谱图中有四组峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则C的结构简式是________________。
(4)0.1 mol C与足量Na反应，在标准状况下产生H2的体积是________L。
5．(2022·苏州高二质检)某有机化合物是汽车防冻液的成分之一，经元素分析测定，该有机化合物中各元素的质量分数是：碳38.7%，氢9.7%，氧51.6%。
(1)该有机化合物的实验式为________________________________。
(2)用相对密度法测得该有机化合物的密度是同温同压下氢气密度的31倍，则该物质的相对分子质量为______________。
(3)根据该有机化合物的实验式和相对分子质量，推断其分子式为______________。
(4)该有机化合物的红外光谱中有羟基(O—H)和烃基(C—H)的吸收峰，试写出其可能的结构简式：______________。
微专题1 有机物分子式及结构式的确定
3．(1)①氢原子个数 ②类型和数目 ③氢原子的类型数目 氢原子个数比 3∶2∶1 (2)②基团 化学键 O—H —OH
跟踪训练
1．B
2．B [装置a、b中依次盛放的试剂可以为无水氯化钙和碱石灰，作用分别为吸收水和二氧化碳，故A正确；生成水的物质的量为＝0.3 mol，H原子的物质的量为0.6 mol，生成二氧化碳的物质的量为＝0.2 mol，碳原子的物质的量为0.2 mol，C、H原子的质量和为0.6 mol×1 g·mol－1＋0.2 mol×12 g·mol－1＝3.0 g，所以O原子的质量为4.6 g－3.0 g＝1.6 g，氧原子的物质的量为＝0.1 mol，则有机物A中N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1，H原子已经饱和碳的四价结构，所以有机物分子式为C2H6O，故B错误；开始加热前通入一段时间O2，赶走装置中的水和二氧化碳，停止加热后通入一段时间O2，使反应生成的水和二氧化碳分别被无水氯化钙和碱石灰完全吸收，使测量结果更准确，故C正确；采用1H核磁共振谱法得出A中氢原子的种类，可确定A的结构式，故D正确。]
3．C
4．(1)90 C3H6O3 (2)羧基 (3) (4)2.24
5．(1)CH3O (2)62 (3)C2H6O2 (4)HOCH2CH2OH
解析 (1)由题干信息可推知C、H、O原子个数比为∶∶≈1∶3∶1，则该有机物的实验式为CH3O。(2)由题干信息知该物质的相对分子质量为2×31＝62。(3)该有机物的实验式为CH3O，相对分子质量为62，则可推测该有机物的分子式为C2H6O2。(4)该有机化合物的红外光谱中有羟基(O—H)和烃基(C—H)的吸收峰，结合该有机物的分子式，该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH。
1．确定有机物分子式的基本途径
2．有机物分子式的确定方法
(1)直接法：有机物的密度(相对密度)→摩尔质量→1 mol有机物中各原子的物质的量→分子式。
(2)实验式法：各元素的质量分数→实验式分子式。
(3)余数法：用烃的相对分子质量除以14，看商和余数。
＝商(碳原子数)……
(4)平均值法：根据有机混合物中各元素原子的平均原子数确定混合物的组成。常用十字交叉法使计算简化。平均值的特征：C小≤≤C大，H小≤≤H大等。如测得两种烃的混合物的平均分子式是C1.7H4，则两种烃的组合有CH4和C2H4、CH4和C3H4等。
(5)化学方程式法：用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系，利用有机物燃烧的化学方程式求分子式的方法。
常用的化学方程式有：
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O
CxHyOz＋(x＋－)O2xCO2＋H2O
(6)通式法：物质性质等→有机物类别及组成通式n值→分子式。
3．有机物分子结构确定的常用物理方法
(1)1H核磁共振谱
①原理：处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在谱图上出现的位置不同，而且吸收峰的面积与______________成正比。
②作用：测定有机物分子中氢原子的____________________。
③分析：吸收峰数目＝____________________，吸收峰面积比为________________________。如CH3CH2OH的吸收峰面积比为__________。
(2)红外光谱
①原理：不同基团或化学键吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。
②作用：初步判断有机物中含有的________或__________。如分子式为C2H6O的有机物A有如下两种可能的结构：Ⅰ(CH3CH2OH)或Ⅱ(CH3OCH3)，利用红外光谱来测定，分子中有__________或______________可确定A的结构简式为Ⅰ(CH3CH2OH)。
1．某物质在空气中完全燃烧时，生成水和二氧化碳的分子数之比为2∶1，则该物质可能是( )
①CH4 ②C2H4 ③C2H5OH ④CH3OH
A．②③ B．①④ C．①③ D．②④
2．(2021·济南高二阶段练习)用如图所示实验装置可以测定有机物中碳元素和氢元素的含量：取4.6 g某烃的含氧衍生物样品A置于氧气流中，用氧化铜作催化剂，在760 ℃左右样品A全部被氧化为二氧化碳和水，实验结束后测得装置a增重5.4 g，装置b增重8.8 g。下列有关说法错误的是( )
A．装置a、b中依次盛放的试剂可以为无水氯化钙和碱石灰
B．由实验数据只能确定A的最简式，无法确定A的分子式
C．开始加热前、停止加热后均需通入一段时间O2
D．采用1H核磁共振谱法可确定A的结构式
3．如图所示是一种有机物的1H核磁共振谱图，请你观察图谱，分析其可能是下列物质中的( )
A．CH3CH2CH2CH3 B．(CH3)2CHCH3
C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2COOH
4．有机物C常用于食品行业。已知9.0 g C在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O2。
(1)C分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是______________，则C的分子式是________________。
(2)C能与NaHCO3溶液发生反应，C一定含有的官能团的名称是________。
(3)C分子的 1H核磁共振谱图中有四组峰，峰面积之比是1∶1∶1∶3，则C的结构简式是________________。
(4)0.1 mol C与足量Na反应，在标准状况下产生H2的体积是________L。
5．(2022·苏州高二质检)某有机化合物是汽车防冻液的成分之一，经元素分析测定，该有机化合物中各元素的质量分数是：碳38.7%，氢9.7%，氧51.6%。
(1)该有机化合物的实验式为________________________________。
(2)用相对密度法测得该有机化合物的密度是同温同压下氢气密度的31倍，则该物质的相对分子质量为______________。
(3)根据该有机化合物的实验式和相对分子质量，推断其分子式为______________。
(4)该有机化合物的红外光谱中有羟基(O—H)和烃基(C—H)的吸收峰，试写出其可能的结构简式：______________。
微专题1 有机物分子式及结构式的确定
3．(1)①氢原子个数 ②类型和数目 ③氢原子的类型数目 氢原子个数比 3∶2∶1 (2)②基团 化学键 O—H —OH
跟踪训练
1．B
2．B [装置a、b中依次盛放的试剂可以为无水氯化钙和碱石灰，作用分别为吸收水和二氧化碳，故A正确；生成水的物质的量为＝0.3 mol，H原子的物质的量为0.6 mol，生成二氧化碳的物质的量为＝0.2 mol，碳原子的物质的量为0.2 mol，C、H原子的质量和为0.6 mol×1 g·mol－1＋0.2 mol×12 g·mol－1＝3.0 g，所以O原子的质量为4.6 g－3.0 g＝1.6 g，氧原子的物质的量为＝0.1 mol，则有机物A中N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1，H原子已经饱和碳的四价结构，所以有机物分子式为C2H6O，故B错误；开始加热前通入一段时间O2，赶走装置中的水和二氧化碳，停止加热后通入一段时间O2，使反应生成的水和二氧化碳分别被无水氯化钙和碱石灰完全吸收，使测量结果更准确，故C正确；采用1H核磁共振谱法得出A中氢原子的种类，可确定A的结构式，故D正确。]
3．C
4．(1)90 C3H6O3 (2)羧基 (3) (4)2.24
5．(1)CH3O (2)62 (3)C2H6O2 (4)HOCH2CH2OH
解析 (1)由题干信息可推知C、H、O原子个数比为∶∶≈1∶3∶1，则该有机物的实验式为CH3O。(2)由题干信息知该物质的相对分子质量为2×31＝62。(3)该有机物的实验式为CH3O，相对分子质量为62，则可推测该有机物的分子式为C2H6O2。(4)该有机化合物的红外光谱中有羟基(O—H)和烃基(C—H)的吸收峰，结合该有机物的分子式，该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH。