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1.4 研究有机化合物的一般步骤和方法(二)元素分析和相对分子质量的测定2020年空中课堂人教版高化选修五
64.86% n(C):n(H):n(O) =
12 = 4:10:1
: 13.51% 1
: 21.63% 16
下图是该有机物M的质谱图,则其相对分子质量为_7_4___, 分子式为 _C_4_H_1_0O__
相
有机物M
对
实验式
丰 度
C4H10O
﹪
质荷比
下列有机物的核磁共振氢谱图会显示各有几个吸收峰?峰面积之比分别 为多少?
CO2 吸收
质量差 m(CO2)
n(C)
实 验
式
m(O) n(O)
奠定基础
李比希元素分析法 (C、H、O、N、S、卤素 等有机物的元素分析法)
现代元素分析仪
(高水平的分析精准度和分析速度)
研究有机化合物的基本步骤与方法:
粗产品
某有机物A
分离提纯
定性分析
定量分析
??
除 杂 质
确定
质
测定
结
组成
量
相对
核磁共振氢谱仪
核磁共振氢谱图
分子结构测定-核磁共振氢谱(教材 P22)
不同化学环境的氢 原子因产生共振时吸收 电磁波的频率不同,被 核磁共振仪记录下来的 信号不同,在谱图上出 现的位置也不同。所以, 可以从核磁共振氢谱图 上推知氢原子的类型及 它们的相对数目
核磁共振氢谱仪
核磁共振氢谱图
不同化学环境的氢原子类型 =吸收峰数目
并能结合简单图谱信息进行分析判断 3.能说明现代仪器分析方法在物质结构研究中的作用
研究有机化合物的基本步骤与方法:
某有机物A
粗产品
分离提纯
定性分析
本课小结 定量分析
除 杂 质
确定
质 测定
结
组成
量 相对
构
元素
分 分子
分
析 质量
析
实验式或最简式
C2H6O
分子式
结构式
C2H6O H H H C C OH
HH
课堂反馈
某含C、H、O三种元素的有机物M,经元素分析实验 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____C_4_H_1_0O___。
某有机物A经燃烧实验产生的气体可以使无水硫酸铜变蓝、 使澄清石灰水变浑浊,说明什么?
无水硫酸铜变蓝 澄清石灰水变浑浊
生成水蒸气
含有氢元素
生成二氧化碳
含有碳元素
是否说明含 有氧元素?
某有机物A,经燃烧实验测定含碳的质量分数为52.16%,含氢的 质量分数为13.14%,试求某有机物A的实验式。
先确定该有机物中各组 成元素原子的质量分数
H
H
H C O CH
H
H
H HC
H
H C OH H
下图是有机物A(C2H6O)的红外光谱谱图,从图中获得哪些信息?
H HC
H
H C OH H
乙醇
分子结构测定-核磁共振氢谱(教材 P22)
不同化学环境的氢 原子因产生共振时吸收 电磁波的频率不同,被 核磁共振仪记录下来的 信号不同,在谱图上出 现的位置也不同。所以, 可以从核磁共振氢谱图 上推知氢原子的类型及 它们的相对数目
+ CH3CH=OH
45
+ CH3CH2OH
46
0
20 30 40 50 质核比
某有机物A的质谱图
分子离子的质荷比越大, 达到检测器需要的时间越长, 谱图中的质荷比最大的 就是有机物的Mr(A)。
M(A)
?
A的实验式C2H6O
(C2H6O)n n=1
质谱法 快速
测
微量 定
Mr(A)
精确
M(A)=46 g/mol
HH
H C CH
HH
乙烷
HH
H C OC H
HH 二甲醚
HH
H C C OH
HH
乙醇
研究有机化合物的一般步骤和方法 分子结构的鉴定
鉴定有机物A C2H6O分子结构的方法?
化学方法: 依据官能团特征反应
困难:化合物结 构复杂的,耗时
物理方法: 质谱、红外光谱、紫外光谱、核磁共振氢谱等
优势:微量、快速、 准确、信息量大
选修五 第一章 第四节 第2课时
研究有机化合物的一般步骤和方法(二) 元素分析与相对分子质量的测定
高二年级 化学
学习目标
1.能说明有机物元素的定性、定量分析 2.能说出测定有机化合物分子结构的常用仪器分析方法
并能结合简单图谱信息进行分析判断 3.能说明现代仪器分析方法在物质结构研究中的作用
温故知新
②加入待被提纯的物质和__沸__石___ ③ ___先__通__冷__凝__水__再__加__热__,弃去前馏分 ④收集___8_3___℃的馏分。
(1)环己烯红外光谱中含有的化学键或官能团有__3____个振动吸收; (2)环己烯核磁共振氢谱中有_3___个吸收峰,峰面积之比为__1_:_2__:2____。
A的分子式 C2H6O
由A分子式C2H6O能写出怎样的结构式?
HH
H C CH
HH
乙烷
HH
H C OC H
HH 二甲醚
HH
H C C OH
HH
乙醇
由A分子式C2H6O能写出怎样的结构式?
HH
H C CH
HH
乙烷
HH
H C OC H
HH 二甲醚
HH
H C C OH
HH
乙醇
由A分子式C2H6O能写出怎样的结构式?
CH3CHCH3 CH3
CH3CH2CHCH3 CH3
CH3 CH3CCH3
CH3
2个 9:1 4个 3:2:1:6 1个
CH3CH2OH
3个 3:2:1
(2019·天津卷9题改编)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯(操作1的装置如右图所示) (1)操作1的名称为__蒸__馏________。 (2)操作2用到的玻璃仪器是__分__液__漏__斗__、__烧__杯__。 (3)操作3的步骤为:①安装装置并检查装置气密性
分子结构测定--红外光谱(教材 P22)
当用红外线照射有机物分子
红 外
时,有机物分子中的化学键、
光
官能团发生振动吸收,不同
谱
的化学键、官能团吸收频率
仪
不同,在红外光谱图上将处
红
于不同位置。因此,我们就
外
可以根据红外光谱图,推知
光
有机物含有哪些化学键、官
谱
能团,以确定有机物的结构。
图
下图是有机物A(C2H6O)的红外光谱谱图,从图中获得哪些信息?
粗产品
某有机物A
? ? 分离提纯
定性分析
认知模型
定量分析
除 杂 质
确定
质
测定
结
组成
量
相对
构
元素
分
分子
分
析
质量
析
实验式或最简式
分子式
结构式
某有机物A
? ? 定性分析
分解为
简单的
燃烧法
无机物
质
确定
量
定量测定 组成
分
元素
析
元素质量分数
定量分析
测定 相对 分子 质量
组成物质元素的 原子最简整数比
实验式或最简式
不同类型氢原子的相对数目之比 =峰强度 (峰面积或峰高)之比
下列是有机物C2H6O的核磁共振氢谱图,可从中获得哪些信息?
HH
H C C OH 三种类型氢原子
HH
的吸收峰
乙醇
峰面积之比为 3 :2 : 1
HH
仅一种类型氢原子 H C O C H
的吸收峰
HH
二甲醚
核磁共振氢谱是判断同分异构体、确定有机物结构的一个重要依据
构
元素
分
分子
分
析
质量
析
? ? 实验式或最简式
分子式
结构式
?
A的实验式C2H6O
A的分子式
(C2H6O)n n=?
质谱法 快速
测
微量 定
Mr(A)
M(A)
计 算
精确Leabharlann M=m/n已知标况下有机物蒸气A的密度: M = 22.4 L/mol × ρ g/L
已知同温同压有机物蒸气A与某气体B的 相对密度:ρA/ρB=MA/MB
课后作业
夯实基础
1.整理笔记 2.完成书后习题2、3
学以致用
某有机物的所有同分异构体在下列—种
表征仪器中显示的信号(或数据)完全
相同,该仪器是__ ___(填标号)。
a.质谱仪
b.红外光谱仪
c.元素分析仪 d.核磁共振仪
综合训练
完成书后章复习题
目标自评
1.能说明有机物元素的定性、定量分析 2.能说出测定有机化合物分子结构的常用仪器分析方法
回顾上节内容,将下列各组混合物与对应的分离方法连线:
汽油和柴油 Br2和水
KNO3和NaCl的混合物
CCl4和水
重结晶 分液 蒸馏 萃取
请根据下列信息,确定将乙酸与某有机物A的混合物进行
分离提纯的方法: 蒸 馏
物质
溶解性
沸点
其他
乙酸(俗称冰醋酸) 易溶于水
117.9℃
互
某有机物A
易溶于水
78℃
溶
研究有机化合物的基本步骤与方法:
再求各元素 原子的个数比
是否有其他 方法?科学 家曾经用过 什么方法?
A的实验式 C2H6O
阅读教材
如何运用“李比希元素定量分析法”