有機物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定方法

1、確定有機物分子式和結(jié)構(gòu)式的分析思路和分析方法、確定有機物分子式和結(jié)構(gòu)式的分析思路1、有機物組成元素的定性分析標況下氣體密度pM = 22.4 p氣體相密度DaM = M a , Da特征性質(zhì)定性、定量判斷通常通過充分燃燒有機物的方式來確定有機物的組成元素，即:有機物組成兀素對應(yīng)燃燒產(chǎn)物備注CCO2該有機物可能含有氧兀素HH2OSSO2ClHClNN22、有機物分子式和結(jié)構(gòu)式的定量分析、確定有機物分子式的分析方法1、通式法常見有機物的分子通式有機物烷燒烯脛煥燒苯及其同系物醇酚醛竣酸通式CnH2n+2n> 1CnH 2nn>2CnH2n-2n> 2CnH 2n-6n>6Cn

2、H2n+2On> 1CnH2n-6On>6CnH2nOn> 1CnH2nO2n> 1方法： 相對分子質(zhì)量 分子通式> n （碳原子數(shù)）分子式例題1:某烷燒的相對分子質(zhì)量為44,則該烷燒的分子式為 解析：烷煌的通式為 CnH2n+2 ,則其相對分子質(zhì)量為：14n + 2 = 44 , n = 3 ,故該烷燒的分子式為：C3H82、質(zhì)量分數(shù)法方法：相對分子質(zhì)量一質(zhì)量分數(shù) ，C、H、O等原子數(shù)> 分子式例題2:某有機物樣品3g充分燃燒后，得到 4.4g CO2和1.8g H2O ,實驗測得其相對 分子質(zhì)量為60,求該有機物的分子式。解析：根據(jù)題意可判斷該有機物分子

3、中一定含有C和H元素，可能含有氧元素。樣品CO23g4.4g 一12 一則：m(C) = 4,4g 1.2g44-2-m(H) = 1,8g 0.2 g18根據(jù)質(zhì)量守恒可判斷該有機物分子中一定含有H2O1.8gO元素，則該有機物分子中 C、H、O元素的質(zhì)量分數(shù)依次為:3(C)= 12g 100% 40% 3g3” 02g 100% 6.67% 3g3 (O) = 1 40% 6.67% = 53.33%則該有機物的一個分子中含有的C、H、O原子數(shù)依次為:N(C)=N(H)=N(O)=60 40%21260 6.67%,4160 53.33%216故該有機物的分子式為C2H 4。23、最簡式法方

4、法：質(zhì)量分數(shù)、質(zhì)量比相對原子質(zhì)量:原子數(shù)之比一最簡式相對分子質(zhì)量F分子式（最簡式）n =分子式N(C) : N(H) : N(O)=40%126.67%53.33%16故該有機物的最簡式為:CH2O,貝U： (12 + 1X2 + 16) x n = 60 , n = 2有時可根據(jù)最簡式和有機物的組成特點（H原子飽和情況）直接確定分子式，如:最簡式氫原子飽和情況分子式CH3當n = 2時，氫原子達到飽和C2H6CH3O當n = 2時，氫原子達到飽和C2H6O2CH4氫原子已達到飽和CH4CH3CI氫原子已達到飽和（把 Cl看作H）CH3CICH4O氫原子已達到飽和CH4OC2H6O氫原子已達到

5、飽和C2H6OC4 H10O3氫原子已達到飽和C4H10O3例題：如例題2 ,該有機物分子中各元素原子的數(shù)目之比為:則該有機物的分子式為：C2H4。24、燃燒通式法方法：燃燒通式、相對分子質(zhì)量和燃燒產(chǎn)物質(zhì)量于分子式 V （體積變化）V （體積變化）燒：c xHy +（xY）q-xco + H2O42燒的含氧衍生物：C xH/On + （X m）O xco + H2O422例題：如例題2,設(shè)該有機物的分子式為：GH/On八八, y my -CXH/On +(x ) Q - XCO + H2O422y6044 X 18X -23g4.4g1.8g6044x9y3g 4.4g1.8g又 12x +

6、y + 16 m = 60 ，貝 U： m = 2故該有機物的分子式為：C2H4。2 。5、化學(xué)方程式法方法：有機物分子通式和化學(xué)方程式 分子式例題3:某飽和一元醇 A 0.16g與足量的金屬鈉充分反應(yīng)，產(chǎn)生56 mL氫氣（標準狀況），求該一元醇的分子式。解析：設(shè)該飽和一兀醇的分子式為：CnH 2n+2。,則2CnH2n+2O+ 2Na 2CnH2n+iONa+ H2 T2X ( 14n + 18 ) g22.4L0.16g0.056L2 (14n 18)g22.4Ln 1CH4O 。n(H) : n(O)CO2H2O4.4g1.8g0(樣品中的氧原子)3g1.2g 0.2g = 1.6g0.

7、16g0.056L故該飽和一兀醇的分子式為：6、比例法方法：n（有機物A） : n（C）:=1 ： x ： y ： z 例題：如例題2,樣品3g則，n(A) : n(C) : n(H) : n(O)= 3g :4.4g:1.8g2 :1.6g60g/mol 44g /mol 18g/mol 16g/mol=0.05mol: 0.1mol ： 0.2mol ： 0.1mol=1 ： 2 ： 4 ： 2則該有機物的分子式為：C2H4。27、商余法方法：將煌的相對分子質(zhì)量 （或者將有機物的相對分子質(zhì)量減去官能團的相對分子質(zhì)量 后的差值），除以14 （即CH2的相對質(zhì)量），則最大的商為煌或煌基中含 C

8、H2原子團的個數(shù),余數(shù)為氫原子數(shù)（若余數(shù)為正數(shù)，則加氫原子數(shù)；若余數(shù)為負數(shù)，則減氫原子數(shù)）即：Mr + 14 = n （商） m （余數(shù)），如:煌或煌基通式相對分子質(zhì)里商（n）余數(shù)（m）烷燒CnH 2n 214n 2n2烷煌基CnH2n114n 1n1烯燒或外烷珞CnH 2n14nn0烯煌基或環(huán)烷煌基CnH2n114n 1n1快燒或二烯燃CnH2n 214n 2n-2快煌基或二烯煌基CnH 2n 314n 3n-3笨或笨的同系物CnH 2n 614n 6n一 6笨或笨的同系物的煌基CnH 2n 714n 7n一 7若n >6 ,并且煌為不飽和燒時，每減少 1個碳原子，燒分子相應(yīng)增加12個

9、氫原子，直到煌為飽和煌為止；反之，當煌為飽和燒時，每增加 1個碳原子，燒分子相應(yīng)減少 12個氫原子。例題4:某煌的相對分子質(zhì)量為 128,則該煌的分子式為 解析：故該煌的通式為 CnH 2n 2，分子式為C9H 20。當增加1個碳原子時，相應(yīng)減少12n n n個氫原子，則分子式為C10H 8 。則該燒的分子式為C9 H 20或C10 H 88、區(qū)間法（極限法）典例6:常溫下，在密閉容器中混有 2 mL氣態(tài)烷燒和10 mL O2點火爆炸，生成的只是 氣態(tài)產(chǎn)物，除去其中的 CO2和H2O,又在剩余物中加入 5 mL O2,再進行一次爆炸，重新得 到的只是氣態(tài)產(chǎn)物，除得到 CO2外，還剩余。2,試確

10、定該煌的分子式。9、討論法典例7: 25 C某氣態(tài)燒與O2混合，在密閉容器中點燃爆炸后又恢復(fù)至25 C,此時容器內(nèi)壓強為原來的一半，再經(jīng)NaOH溶液處理，容器幾乎成為真空。該燒的分子式可能為（）。A . C2H4B. C2H6C. C3H6D. C3H8在通常狀況下，37.0g由兩種氣態(tài)烷燒組成的混合物完全燃燒消耗4.25molO2,則此混合物可能白組合是, , , 。10.根據(jù)分子的平均組成及分子組成的通式確定分子式典例8: 150C時，1L混合燃與9L氧氣混合，在密閉容器內(nèi)充分燃燒，當恢復(fù)到150c時，容器內(nèi)的壓強增大 8%,則該混合燒的組成是（體積比）（）A V甲烷：V乙烷=1: 1B

11、V丙烷：V乙烷=1: 4C V乙烯 ：V 丁烷=1: 4D V乙烯：V 丁烯=1 : 4注：判斷混合燒組成時，可借助以下幾條規(guī)律迅速確定混合煌的組成平均相對分子質(zhì)量小于或等于26的混合燒中一定有 CH4在溫度高于100 C的環(huán)境下：燃燃燒體積變大，混合煌的平均分子式中H數(shù)目大于4燒燃燒體積不變，混合煌的平均分子式中H數(shù)目等于4燃燃燒體積變小，混合煌的平均分子式中H數(shù)目小于4,且一定含有C2H2。若平均分子式中：1vn（C）2, 一定有 CH4； 2n（H）4, 一定有 C2H2 三、確定有機物結(jié)構(gòu)式的分析方法1、根據(jù)價鍵規(guī)律確定某些有機物根據(jù)價鍵規(guī)律只存在一種結(jié)構(gòu)，則直接由分子式便可確定該有機

12、物的結(jié)構(gòu)簡式。例如分子式為 C2H6,根據(jù)價鍵規(guī)律，其結(jié)構(gòu)簡式只能為CH3CH3 ;分子式為CH4O ,根據(jù)價鍵規(guī)律，其結(jié)構(gòu)簡式只能為CH30H。2、根據(jù)同分異構(gòu)體的限定條件確定例如，分子式為 C5H12的烷煌，其一氯代物只有一種，則該煌的結(jié)構(gòu)簡式只能為：CHaCH一CH?乩3、根據(jù)定性實驗確定有機物分子式特征性質(zhì)結(jié)構(gòu)簡式例如有機物C2H4。2能使紫色石蕊試液變紅CH 3COOH能發(fā)生酯化反應(yīng)，又能發(fā)生銀鏡反應(yīng)HOCH 2CHO能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生水解反應(yīng)HCOOCH 3方法：實驗特征性質(zhì)小官能團種類、數(shù)目和位置+結(jié)構(gòu)簡式4、根據(jù)特征信息紅外光譜法和核磁共振氫譜法確定例如核磁共振技術(shù)是利用

13、核磁共振譜來測定有機化合物的結(jié)構(gòu)，最有實用價值的就是氫 譜，常用HNMR表示，如，乙醛分子中有兩種等效氫原子，其 HNMR譜中有兩個共振峰，兩個共振峰的強度之比為3 ： 2 ;乙醇分子中有三種等效氫原子，其 HNMR譜中有三個共振峰，三個共振峰的強度之比為3 ： 2 ： 1。信息特征：共振峰的強度比剛好為各種等效氫原子的總數(shù)之比；根據(jù)強度比可求出各種等效氫原子原子團的個數(shù)，即3x 2x 10 (乙醛分子中的氫原子總數(shù))。則X 2 ,即乙醛分子中有 2個CH2和2個CH3 。例題5:根據(jù)上述信息，C4H10的HNMR譜有兩種，其兩個共振峰的強度之比為9： 1,則該烷煌的結(jié)構(gòu)簡式為 。解析：因9

14、1 10,則結(jié)合烷煌的結(jié)構(gòu)特點，該烷燒分子中有1個CH原子團和3個CH3原子團，故該烷燒分子的結(jié)構(gòu)簡式為：CHm-CH-CH。2出典例9:某有機化合物 A經(jīng)李比希法測得其中含碳為 72.0%、含氫為6.67%,其余為氧。 現(xiàn)用下列方法測定該有機化合物的相對分子質(zhì)量和分子結(jié)構(gòu)。方法一：用質(zhì)譜法分析得知 A的相對分子質(zhì)量為150。方法二：核磁共振儀測出 A的核磁共振氫譜有 5個峰，其面積之比為1: 2: 2:2: 3, 如下圖A所示。方法三：利用紅外光譜儀測得 A分子的紅外光譜如下圖 B所示。10 98765432 I 0A請?zhí)羁眨?1)A 的分子式為 。(2)A的分子中含一個甲基的依據(jù)是 a. A的相對分子質(zhì)量b. A的分子式c. A的核磁共振氫譜圖d. A分子的紅外光譜圖(3)A的結(jié)構(gòu)簡式為。(4)A的芳香類同分異構(gòu)體有多種，其中符合下列條件：分子結(jié)構(gòu)中只含一個官能團；分子結(jié)構(gòu)中含有一個甲基；苯環(huán)上只有一個取代基。則該類 A的同分異構(gòu)體共有 種。例6:化學(xué)上常用燃燒法確定有機物的組成。如圖所示裝置是用燃燒法確定燒或煌的含氧衍生物分子式的常用裝置，這種方法是在電爐加熱時用純氧氧化管內(nèi)樣品：根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機物的組成?；卮鹣铝袉栴}:(1) A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(2) B裝置的作用是 ,燃燒管 C中CuO的作用是 (