1、2021 届高三化学二轮复习届高三化学二轮复习分子式、结构式的确定分子式、结构式的确定学案及学案及 训练训练 核心知识梳理核心知识梳理 1有机物分子式的确定 (1)实验式法:根据有机物中各元素的质量分数,求出有机物的实验式,再根据有机物的相 对分子质量确定分子式。 (2)直接法:根据有机物的摩尔质量和各元素的质量分数,求出 1 mol 该有机物中各元素原 子的物质的量,从而确定出该有机物的分子式。 (3)燃烧法:根据燃烧产物的质量或物质的量确定。 根据燃烧方程式确定:CxHyOz(xy 4 z 2)O2 点燃 xCO2y 2H2O。 (4)通式法:根据有机物的分子通式和化学反应的有关数据求分子
2、通式中的 n,得出有机物的 分子式。 2根据波谱确定有机物分子结构 由有机物的分子式确定其结构式, 可用红外光谱的吸收频率不同来确定有机物分子中的官能 团或化学键的种类, 可利用核磁共振氢谱确定有机物分子中各类氢原子的种类和数目, 再确 定结构式, 其中核磁共振氢谱中的吸收峰数氢原子种类, 吸收峰面积之比氢原子数目之 比。 强化训练 1.电炉加热时用纯 O2氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。下列装置是用燃 烧法确定有机物分子式常用的装置。 (1) 产 生 的O2按 从 左 到 右 的 流 向 , 所 选 装 置 各 导 管 的 正 确 连 接 顺 序 是 _(填接口 字母)。 (2
3、)C 装置中浓硫酸的作用是_。 (3)D 装置中 MnO2的作用是_。 (4)燃烧管中 CuO 的作用是_。 (5)若实验中所取样品只含 C、H、O 三种元素中的两种或三种,准确称取 0.92 g 样品,经充 分反应后,A 管质量增加 1.76 g,B 管质量增加 1.08 g,则该样品的实验式为_。 (6)用质谱仪测定其相对分子质量,得如图所示的质谱图,则该有机物的相对分子质量为 _。 (7)能否根据 A 的实验式确定 A 的分子式_(填“能”或“不能”),若能,则 A 的分 子式是_(若不能,则此空不填)。 (8)该物质的核磁共振氢谱如图所示,则其结构简式为_。 答案 (1)gfehic(
4、或 d)d(或 c)a(或 b)b(或 a) (2)干燥 O2 (3)催化剂,加快 O2的生成 (4)使有机物充分氧化生成 CO2和 H2O (5)C2H6O (6)46 (7)能 C2H6O (8)CH3CH2OH 解析 该实验装置按照“制氧气干燥氧气燃烧有机物吸收水吸收二氧化碳”排列。 实验可测知燃烧生成的二氧化碳和水的质量,根据二氧化碳的质量可求 C 元素的质量,由 水的质量可求得 H 元素的质量,结合有机物可求出 O 元素的质量,由此即可确定有机物分 子 C、H、O 的个数比,也就确定了实验式,若要再进一步确定有机物的分子式,还需知道 该有机物的相对分子质量。 A 管质量增加的 1.7
5、6 g 为 CO2的质量, n(CO2) 1.76 g 44 g mol 10.04 mol,B 管质量增加的 1.08 g 为 H2O 的质量,则 n(H2O) 1.08 g 18 g mol 10.06 mol,n(H)0.12 mol,据质量守恒可知样品中含 n(O)0.920.04120.121 g 16 g mol 10.02 mol,可知样品中 N(C)N(H)N(O)0.040.120.02261,实验式为 C2H6O。 归纳总结 :有机物实验式的确定 (1)实验式(又叫最简式)是表示化合物分子中所含各元素的原子数目最简整数比的式子。 (2)若有机物分子中 w(C)a%、 w(H
6、)b%、 w(O)c%, 则 N(C)N(H)N(O)a% 12 b% 1 c% 16, 即可得到实验式。 (3)实验式也可以根据燃烧产物的物质的量来确定。确定实验式前必须先确定元素的组成, 如某有机物完全燃烧的产物只有 CO2和 H2O,则其组成元素可能为 C、H 或 C、H、O;若 燃烧产物 CO2中碳元素的质量和燃烧产物 H2O 中氢元素的质量之和等于原有机物的质量, 则原有机物中不含氧元素。 2. 根据研究有机物的步骤和方法填空: (1)测得 A 的蒸气密度是同状况下甲烷的 4.375 倍。则 A 的相对分子质量为_。 (2)将 5.6 g A 在足量氧气中燃烧, 并将产物依次通过浓硫
7、酸和碱石灰, 分别增重 7.2 g 和 17.6 g。则 A 的实验式为_;A 的分子式为_。 (3)将 A 通入溴水,溴水褪色,说明 A 属于_,若不褪色,则 A 属于_。 (4)A 的核磁共振氢谱如图: 综上所述,A 的结构简式为_。 答案 (1)70 (2)CH2 C5H10 (3)烯烃 环烷烃 (4) 解析 (1)根据公式 MD M(CH4)计算该有机物的相对分子质量为 164.37570。(2)由 A 的燃烧反应知,5.6 g A 含 m(C)17.6 g12 444.8 g,m(H)7.2 g 2 180.8 g,确定该有机 物只含碳、氢两种元素,实验式为 CH2,设分子式为(CH
8、2)n,则 12n2n70,n5,分子 式为 C5H10。(3)符合分子式为 C5H10的有烯烃和环烷烃,若能使溴水褪色,则为烯烃,若不 能,则为环烷烃。(4)该核磁共振氢谱图共有 4 个吸收峰,吸收峰面积之比为 1126, 则符合题意。 3. 按要求回答下列问题: (1)有机物 X 的分子式为 C4H8O2,其红外光谱如图所示: 则该有机物可能的结构为_(填字母)。 ACH3COOCH2CH3 BCH3CH2COOCH3 CHCOOCH2CH2CH3 D(CH3)2CHCOOH (2)有机物 Y 的结构可能有和两种, 要对其结构进行物理方 法鉴定,可用_。 若有机物 Y 为,则红外光谱中应该
9、有_个振动吸收;核磁共振 氢谱中应有_个峰。 若有机物 Y 为,则红外光谱中应该有_个振动吸收; 核磁共振氢 谱中应有_个峰。 答案 (1)AB (2)红外光谱法 5 2 3 2 解析 (1)A、B 项都有两个CH3,且不对称,都含有 C=O、COC,所以 A、B 项符 合图示;C 项只有一个CH3,不会出现不对称的现象;D 项中没有 COC,且CH3 为对称结构。 (2)中,化学键有 C=O、CO、OH、CC、CH,所以红外光谱中 共有 5 个振动吸收;分子中含有 2 种氢(CH3、OH),所以核磁共振氢谱中应有 2 个吸收 峰。 中,化学键有 C=O、COC、CH,所以红外光谱中共有 3 个振动 吸收;分子中含有 2 种氢(CH3、),所以核磁共振氢谱中应有 2 个峰。