1.2.2确定有机化合物的分子式和分子结构课件(共16张PPT)2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 1.2.2确定有机化合物的分子式和分子结构课件(共16张PPT)2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-02 10:54:07 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
色谱法 P16
色谱法起源于20世纪初，1903年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管，以石油醚洗脱植物色素的提取液，经过一段时间洗脱之后，植物色素在碳酸钙柱中实现分离，由一条色带分散为数条平行的色带,从而分离得到了三种色素。茨维特将这种分离、提纯有机物的方法命名为色谱法。
25年后德国化学家库恩再分离、提纯胡萝卜素异构体和维生素结构中，应用色谱法，获得了1938年诺贝尔化学奖。
此后，色谱法成为分离、提纯有机物必不可少的方法。并发展出了纸上色谱法、薄层色谱法、气相色谱法和液相色谱法等。
有机化合物的分离、提纯
小结
有机化合物的分离、提纯
第二节 有机化合物的结构特点
第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
第二课时
确定有机化合物的分子式和分子结构
分离、提纯
确定实验式
确定分子式
确定分子结构
蒸馏、
萃取、
重结晶等
元素定量分析
质谱法
波谱分析：
质谱、红外光谱、
核磁共振氢谱、
X射线衍射等
研究有机化合物的基本步骤：
燃烧
【任务一】确定实验式——元素分析
教材P15
1.元素分析
定性分析
定量分析
化学方法测定
元素组成
各元素的质量分数
2.定量分析原理：
一定量有机物
简单无机物
定量测定
无机物质量
推算
各元素的质量分数
实验式(最简式）
计算
3.李比希法：
无水CaCl2
KOH溶液
有 机 物
(C、H、O)
CuO
CO2
H2O
C
H
m(C)
m(H)
m(O)
N(C):N(H):N(O)=
ω(C)
12
ω(H)
1
ω(O)
16
:
:
N(C):N(H):N(O)=a:b:c
CaHbOc
最简式
ω(C)
ω(H)
ω(O)
m(O)=m(有机物)-m(C)-m(H)
【学习评价一】
N(C)：N(H)：N(O)＝n(C)：n(H)：n(O)
因此，该有机物的最简式（实验式）为CH2O
=1 : 2：1
最简式（实验式）：表示各元素原子个数的最简整数比的式子
最简式（实验式）
分子式
？
相对分子质量
质谱图中质荷比的最大值就是样品分子的相对分子量
【学习任务二】确定分子式
质谱仪原理：用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子形成带正电荷的分子离子和碎片离子，在磁场的作用下，由于它们的相对质量不同而使其到达检测器的时间也先后不同，其结果被记录为质谱图。
已知某有机物的实验式为C4H10O，右图是该有机物的质谱图，
则其相对分子质量为_____，
分子式为________
【学习评价二】
1.红外光谱
应用：可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息
原理：
有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图
【学习任务三】确定分子结构
未知物A的红外光谱图
从图中可以找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此，可以初步推测该未知物A是含有羟基官能团的化合物，结构可表示为C2H5OH
未知物A（化学式为C2H6O）可能的结构
2.核磁共振氢谱
【学习任务四】确定分子结构
原理：氢原子核具有磁性，用电磁波照射含氢化合物，氢核会吸收特定频率电磁波的能量产生核磁共振现象。处在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，在图谱上出现不同的化学位移(用δ表示)而且吸收峰的面积与氢原子数成正比
吸收峰数目＝ ，
吸收峰面积比＝ 。
氢原子数之比
氢原子种数
未知物A的核磁共振氢谱
二甲醚的核磁共振氢谱
由未知物A（分子式为C2H6O ）的核磁共振氢谱图，可以判断A的分子中有3中处于不同化学环境的氢原子，个数比为3:2:1。
CH3OCH3（二甲醚）分子中的6个氢原子的化学环境相同，对应的核磁共振氢谱图中只有一个峰
未知物A的结构简式应该是CH3CH2OH，而不是CH3OCH3
2.核磁共振氢谱
3.X射线衍射
X射线是一种波长很短（约10－10 m）的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射谱图。
原理：
应用：经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。将X射线衍射技术用于有机化合物（特别是复杂的生物大分子）晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。
【学习任务四】确定分子结构
1、（1）某含C、H、O三种元素的有机物，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%, 则其实验式是_______。
C4H10O
（2）下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为_____，分子式为 ____
质荷比
相对丰度﹪
C4H10O
74
【学习评价】
（3）确定结构式：下图是有机物的红外光谱图，则有机物的结构简式：
__________________
C—O—C
对称CH2
对称CH3
CH3—CH2—O—CH2—CH3
分子式 C4H10O
2、下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是( )
D
3、符合下面核磁共振氢谱图的有机物是( )
A. CH3COOCH2CH3 B. CH2=CHCH2CH3
C. D.
A
4. 已知某有机化合物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示：
下列说法中不正确的是( )
A．由红外光谱可知，该有机化合物分子中至少有三种不同的化学键
B．由核磁共振氢谱可知，该有机化合物分子中有三种不同的氢原子
C．仅由核磁共振氢谱无法得知该有机化合物分子中的氢原子总数
D．若A的分子式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3
D
色谱法 P16
色谱法起源于20世纪初，1903年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管，以石油醚洗脱植物色素的提取液，经过一段时间洗脱之后，植物色素在碳酸钙柱中实现分离，由一条色带分散为数条平行的色带,从而分离得到了三种色素。茨维特将这种分离、提纯有机物的方法命名为色谱法。
25年后德国化学家库恩再分离、提纯胡萝卜素异构体和维生素结构中，应用色谱法，获得了1938年诺贝尔化学奖。
此后，色谱法成为分离、提纯有机物必不可少的方法。并发展出了纸上色谱法、薄层色谱法、气相色谱法和液相色谱法等。
有机化合物的分离、提纯
小结
有机化合物的分离、提纯
第二节 有机化合物的结构特点
第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
第二课时
确定有机化合物的分子式和分子结构
分离、提纯
确定实验式
确定分子式
确定分子结构
蒸馏、
萃取、
重结晶等
元素定量分析
质谱法
波谱分析：
质谱、红外光谱、
核磁共振氢谱、
X射线衍射等
研究有机化合物的基本步骤：
燃烧
【任务一】确定实验式——元素分析
教材P15
1.元素分析
定性分析
定量分析
化学方法测定
元素组成
各元素的质量分数
2.定量分析原理：
一定量有机物
简单无机物
定量测定
无机物质量
推算
各元素的质量分数
实验式(最简式）
计算
3.李比希法：
无水CaCl2
KOH溶液
有 机 物
(C、H、O)
CuO
CO2
H2O
C
H
m(C)
m(H)
m(O)
N(C):N(H):N(O)=
ω(C)
12
ω(H)
1
ω(O)
16
:
:
N(C):N(H):N(O)=a:b:c
CaHbOc
最简式
ω(C)
ω(H)
ω(O)
m(O)=m(有机物)-m(C)-m(H)
【学习评价一】
N(C)：N(H)：N(O)＝n(C)：n(H)：n(O)
因此，该有机物的最简式（实验式）为CH2O
=1 : 2：1
最简式（实验式）：表示各元素原子个数的最简整数比的式子
最简式（实验式）
分子式
？
相对分子质量
质谱图中质荷比的最大值就是样品分子的相对分子量
【学习任务二】确定分子式
质谱仪原理：用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子形成带正电荷的分子离子和碎片离子，在磁场的作用下，由于它们的相对质量不同而使其到达检测器的时间也先后不同，其结果被记录为质谱图。
已知某有机物的实验式为C4H10O，右图是该有机物的质谱图，
则其相对分子质量为_____，
分子式为________
【学习评价二】
1.红外光谱
应用：可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息
原理：
有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图
【学习任务三】确定分子结构
未知物A的红外光谱图
从图中可以找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此，可以初步推测该未知物A是含有羟基官能团的化合物，结构可表示为C2H5OH
未知物A（化学式为C2H6O）可能的结构
2.核磁共振氢谱
【学习任务四】确定分子结构
原理：氢原子核具有磁性，用电磁波照射含氢化合物，氢核会吸收特定频率电磁波的能量产生核磁共振现象。处在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，在图谱上出现不同的化学位移(用δ表示)而且吸收峰的面积与氢原子数成正比
吸收峰数目＝ ，
吸收峰面积比＝ 。
氢原子数之比
氢原子种数
未知物A的核磁共振氢谱
二甲醚的核磁共振氢谱
由未知物A（分子式为C2H6O ）的核磁共振氢谱图，可以判断A的分子中有3中处于不同化学环境的氢原子，个数比为3:2:1。
CH3OCH3（二甲醚）分子中的6个氢原子的化学环境相同，对应的核磁共振氢谱图中只有一个峰
未知物A的结构简式应该是CH3CH2OH，而不是CH3OCH3
2.核磁共振氢谱
3.X射线衍射
X射线是一种波长很短（约10－10 m）的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射谱图。
原理：
应用：经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。将X射线衍射技术用于有机化合物（特别是复杂的生物大分子）晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。
【学习任务四】确定分子结构
1、（1）某含C、H、O三种元素的有机物，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%, 则其实验式是_______。
C4H10O
（2）下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为_____，分子式为 ____
质荷比
相对丰度﹪
C4H10O
74
【学习评价】
（3）确定结构式：下图是有机物的红外光谱图，则有机物的结构简式：
__________________
C—O—C
对称CH2
对称CH3
CH3—CH2—O—CH2—CH3
分子式 C4H10O
2、下列化合物中，核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3∶2的是( )
D
3、符合下面核磁共振氢谱图的有机物是( )
A. CH3COOCH2CH3 B. CH2=CHCH2CH3
C. D.
A
4. 已知某有机化合物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示：
下列说法中不正确的是( )
A．由红外光谱可知，该有机化合物分子中至少有三种不同的化学键
B．由核磁共振氢谱可知，该有机化合物分子中有三种不同的氢原子
C．仅由核磁共振氢谱无法得知该有机化合物分子中的氢原子总数
D．若A的分子式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH3
D