第十一章 测定有机物结构的物理方法

高考化学一轮综合复习第十一章物质结构与性质第讲认识有机化合物考纲要求1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。

2.了解常见有机化合物的结构；了解有机物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。

3.了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。

4.能正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。

5.能够正确命名简单的有机化合物。

考点一有机物的官能团、分类和命名1．按碳的骨架分类链状化合物如CH3CH2CH3(1)有机化合物脂环化合物如环状化合物芳香化合物如(2)错误!2．按官能团分类(1)官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。

(2)有机物的主要类别、官能团和典型代表物类别官能团代表物名称、结构简式烷烃甲烷CH4烯烃(碳碳双键)乙烯H2C==CH2炔烃—C≡C—(碳碳三键)乙炔HC≡CH芳香烃苯卤代烃—某(卤素原子)溴乙烷C2H5Br醇—OH(羟基)乙醇C2H5OH烃酚苯酚醚(醚键)乙醚CH3CH2OCH2CH3醛(醛基)乙醛CH3CHO酮(羰基)羧酸(羧基)酯(酯基)3．有机化合物的命名(1)烷烃的习惯命名法丙酮CH3COCH3乙酸CH3COOH乙酸乙酯CH3COOCH2CH3(2)烷烃的系统命名法(3)烯烃和炔烃的命名(4)苯的同系物的命名苯作为母体，其他基团作为取代基。

苯环上二元取代物可分别用邻、间、对表示。

(1)含有苯环的有机物属于芳香烃(某)(2)含有醛基的有机物一定属于醛类(某)(3)、—COOH的名称分别为苯、酸基(某)(4)醛基的结构简式为“—COH”(某)(5)和都属于酚类(某)(6)CH2==CH2和在分子组成上相差一个CH2，两者互为同系物(某)(7)命名为2-乙基丙烷(某)(8)(CH3)2CH(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH3的名称是2-甲基-5-乙基辛烷(√)(9)某烯烃的名称是2-甲基-4-乙基-2-戊烯(某)(10)的名称为2-甲基-3-丁炔(某)1．正确书写下列几种官能团的名称：(1)________。

第十一章有机化学基础李仕才第一节认识有机化合物考点四研究有机物的一般步骤和方法1．研究有机化合物的基本步骤2．分离、提纯有机化合物的常用方法(1)蒸馏和重结晶(2)萃取分液①常用的萃取剂：苯、CCl4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。

②液—液萃取：利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。

③固—液萃取：用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程。

3．有机物分子式的确定(1)元素分析(2)相对分子质量的测定——质谱法质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量。

4．有机物分子结构的鉴定(1)化学方法：利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认。

(2)物理方法①红外光谱分子中化学键或官能团可对红外线发生振动吸收，不同化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。

②核磁共振氢谱判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．蒸馏分离液态有机物时，在蒸馏烧瓶中应加少量碎瓷片。

( √)2．某有机物中碳、氢原子个数比为1∶4，则该有机物一定是CH4。

( ×)3．根据物质的沸点利用蒸馏法提纯液态有机物时，沸点相差大于30 ℃为宜。

( √) 4．乙醇是良好的有机溶剂，根据相似相溶原理用乙醇从水溶液中萃取有机物。

( ×) 5．混合物经萃取、分液后可以得到提纯，获得纯净物。

( ×)6．有机物完全燃烧后仅生成CO2和H2O，则该有机物中一定含有C、H、O、三种元素。

( ×)7．质谱法可以测定有机物的摩尔质量，而红外光谱和核磁共振氢谱图可以确定有机物的官能团类型。

( ×)1．实验式中氢原子已经达到饱和，则该物质的实验式就是分子式，如实验式为CH4O，则分子式为CH4O，结构简式为CH3OH。

2．实验式通过扩大整数倍时，氢原子数达到饱和，则该式即为分子式，如实验式为CH3O 的有机物，扩大2倍，可得C2H6O2，此时氢原子数已达到饱和，则分子式为C2H6O2。

有机化合物结构的测定（基础）编稿：房鑫审稿：张灿丽【学习目标】1、了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能根据其确定有机化合物的分子式；2、了解确定有机物结构的化学方法和某些物理方法。

【要点梳理】要点一、有机化合物最简式的确定1．确定有机化合物分子式的思路确定有机化合物的分子式，可先确定有机化合物的元素组成，再测定出这些元素各自的质量分数，求出这些元素个数比，即得到最简式。

再测出有机化合物的相对分子质量，结合最简式可求出分子式。

【高清课堂：研究有机化合物的一般步骤和方法#元素分析与相对分子质量的测定】2．有机化合物元素组成的测定有机物的元素定量分析最早是由德国人李比希提出的，其原理是将一定量的有机物燃烧，分解为简单无机物，并作定量测定，通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数，然后计算并确定出有机物的实验式。

组成有机化合物最常用的元素为C、H、O，有的还含有N、X(卤素)、S等元素，可先测定出这些元素各自的质量分数。

(1)C、H元素质量分数的测定常用的是燃烧分析法。

一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：C→CO2，H→H2O，Cl→HCl。

某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O。

欲判定该有机物中是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧；否则，原有机物的组成含氧。

根据C、H、O的质量可求出各自的质量分数。

C、H元素的含量也可以利用仪器分析方法测定。

(2)N元素的质量分数的测定将样品通入CO2气流中，在CuO的催化作用下燃烧生成N2。

用KOH溶液把CO2气体全部吸收，剩余的气体为生成的N2，测出N2体积，求出N2的物质的量，计算N元素的质量，求出N元素的质量分数。

(3)卤素(X)质量分数的测定将样品中的X原子转化为X－，滴加AgNO3溶液生成AgX沉淀，根据沉淀的量，计算出X－的物质的量，算出质量，最终求出样品中卤素的质量分数。

第十一章流体的测量§11-1 概述流体力学的研究方法有理论分析，实验研究和数值计算三种，他们相辅相成互为补充完善，形成了理论流体力学、实验流体力学和计算流体力学三个重要体系。

在实际流体力学问题中，流动现象极为复杂，即使通过简化，也不一定加以定量的理论分析，甚至与实际结果相差甚远。

应用测试技术和实验方法来解决实际流体力学问题，是实验流体力学所研究的课题。

根据实验结果，建立其物理模型，使理论分析有了可靠的依据。

随着计算机技术和光电技术的不断发展，各种新型的电测手段不断出现，使一些用常规手段难以测量的问题得以实现，提高测量精度，使人们对复杂流动现象的物理本质有了深刻、更真实、更准确的认识，从而推动了流体力学理论的发展。

压强、流速、流量、温度是流体测量中的几个基本参数。

本章就这几个参数的一些基本测量方法作简单介绍。

§11-2 压力的测量一、概述在流体力学实验中，压力是最基本的测量参数。

许多流体参数如流速、流量、流动损失、阻力、升力等的测量，往往可转化为压力测量的问题。

因此，压力测量的精度往往就影响了许多流体动力特征性实验的结果的精确度。

所以，有必要较为深入地研究测量的基本原理，了解各种因素对压力测量精度的影响。

在流体压力测量时，一般常用相对压强表示。

测量压力的系统或装置一般由三部分组成：（1）感压部分：压力感受部分是直接感受流体压力的元件，称为感压器、压力探头或压力探针。

在常规测量中，常用测压孔和各种形状的测压管；在电测或动态测压时，常用各种压力传感器，将所感受的压力变化转化为电信号。

（2）传输部分：利用导管将所感受的压力传到指示器，或者将点信号用导线传送，并对信号进行处理。

（3）指示部分：抱括指示器和记录仪，将传输部分传来的压力或电信号直接指示出来或记录下来。

压力测量装置的选用应根据使用要求，针对具体情况作具体分析，在满足测量要求的情况下，合理地进行种类、型号、量程、精度等级的选择。

有机化合物结构的测定班级姓名【学习目标】：1．知道研究有机化合物的一般步骤。

会准确计算有机物不饱和度的。

2．学会根据官能团的定性鉴定及核磁共振氢谱确定有机物的结构。

【自主学习】：1．测定有机化合物元素含量的常用方法是什么？2．测定有机物相对分子质量的常用方法有哪些？3．能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是() A．质谱法B．红外光谱法C．紫外光谱法D．核磁共振氢谱法看课本知道其他方法的作用。

详见课本P109-P1104．准确写出葡萄糖的分子式最简式实验式结构简式。

5．有机化合物不饱和度计算⑴计算下列有机化合物分子的不饱和度CN OHCH3-CH-COOC2H5HOCH2—C C—CH2OHOH⑵不饱和度计算小结【合作探究】：探究一、确定分子式问题1、测定实验式燃烧30.6g医用胶的单体样品，实验测得生成70.4g二氧化碳，19.8g水，2.24L氮气（标准状况），请通过计算确定实验式。

问题2、确定分子式。

由质谱法测定出样品的相对分子质量为153.0，请确定其分子式。

【小结】：燃烧法确定有机物分子式的步骤。

【练习】1、直链化合物A的相对分子质量小于90，A分子中碳、氢元素的总质量分数为0.814，其余为氧元素，则A的分子式为_____________；问题3、写出下列烃的分子式：⑴相对分子质量为142的烃的分子式为⑵相对分子质量为182的烃的分子式为⑶相对分子质量为246的烃的分子式为【小结】：探究二、确定结构式1、根据以上确定的分子式来计算该样品分子的不饱和度，推断分子中是否有苯环，碳碳双建，碳碳叁键或碳氧双键。

2、用化学方法测定样品分子中的官能团：利用医用胶的单体分别做如下实验：①加入溴的四氯化碳溶液，红棕色溶液褪色，说明分子中有或。

②加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液，硫酸及KOH的甲醇溶液，无明显现象，说明分子中无。

③加入稀碱水溶液并加热，有氨气放出。

说明分子中有。

（资料内容见课本P114）以上现象可以得知该有机物可能具有哪些官能团？由红外光谱图分析，该样品分子中含有—C N、碳碳双键、碳氧双键。

嘴哆市安排阳光实验学校高二化学有机化合物结构的测定知识精讲鲁教版一. 本周教学内容：第2节有机化合物结构的测定教学目的：1. 掌握确定有机物元素组成和相对分子质量、实验式的方法。

2. 了解质谱仪测定有机化合物相对分子质量的方法和原理。

3. 了解不饱和度的概念，理解不饱和度在有机物结构确定中的作用。

4. 掌握常见官能团的确定方法。

5. 能通过计算和实验分析确定有机物的结构式或结构简式。

二. 重点、难点：掌握确定有机物结构简式的步骤和方法知识分析：1. 测定有机化合物结构的方法是依据自身所具有的物理性质和化学性质来进行的。

2. 测定有机化合物结构的核心步骤是确定其分子式。

（一）有机化合物分子式的确定1. 测定有机化合物的元素组成2. 测定有机化合物的相对分子质量的方法（1）依据气体的密度（状况）：Mr=22.4×d（2）依据气体的相对密度（D）：Mr=D A ×M A（3）依据理想气体状态方程：PV=nRT Mr=mRT/(PV)（4）气体的平均相对分子质量：Mr=m总/n总（5）Mr=mn总总（6）质谱法质荷比：有机物分子在高能电子流的轰击下形成的分子离子和碎片离子的相对分子质量与其所带电荷的比值。

（横坐标上最大的分子离子即为该有机化合物的相对分子质量）（二）有机物分子式的确定1. 商余法（确定烃分子式）Mr :相对分子质量、 n :分子式中C的下标（1）14Mr=n……2，该烃为：CnH2n+2（2）14Mr=n……0，该烃为：CnH2n（3）14Mr=n……-2，该烃为：CnH2n-2（4）14Mr=n……－6，该烃为：CnH2n-62. 燃烧法：（1）根据燃烧产物的质量（2）根据燃烧方程式：C H O x y z O xCO yH O x y z ++-−→−−+()422222点燃3. 最简式法：根据各元素的质量分数或燃烧法得到该有机物的最简式，结合其Mr 进行求算4. 求1mol 有机物中C 、H 、O思考：测定有机物的结构，关键步骤是判定有机物的不饱和度及其典型化学性质，进而确定有机物所含的官能团及其所处的位置。

有机化合物结构的测定知识再现一、测定有机化合物结构的流程：定性分析定量分析元素组成分子式测定有机化合物→化学分析→→官能团→确定出分子结构光谱分析相对分子质量及碳骨架状况二、有机化合物分子式的确定基本思路：确定 ,各元素的，必要时，测定其相对分子质量。

⒈确定有机化合物元素的组成：⑴碳氢元素的测定。

常用方法：，测定步骤：。

⑵氮元素的测定。

方法与原理：利用，测定步骤：。

⑶卤素的测定。

方法：，步骤：。

⑷氧元素的测定：方法：。

⒉测定有机化合物的相对分子质量的方法：⑴已知标准状况下的密度，公式为：⑵已知相对密度D，公式为：⑶非标准状况下，依据气态方程，并采用特定装置。

⑷使用质谱仪测定（了解）⒊分子式的确定：⑴实验式法：由各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比（实验式）→相对分子质量→分子式⑵物质的量关系法：有密度或其他条件→求摩尔质量→求1mol 分子中所含各元素的物质的量→求分子式⑶化学方程式法；利用化学方程式求分子式⑷燃烧通式法：写出烃及烃的衍生物燃烧通式三、有机化合物结构式的确定测定步骤：由有机物的分子式→计算有机物分子不饱和度，化学实验或仪器分析图谱→推测化学键类型，判断官能团种类及所处位置→确定有机化合物结构式⒈有机化合物不饱和度的计算⑴不饱和度：⑵不饱和度的计算：练习：⑴写出下列几种官能团的不饱和度＼／C=C ／＼＼-C ≡C- -C ≡N⑵分子式为C 6H 5NO 2的不饱和度为⒉确定有机化合物的官能团⑴各种官能团的化学检验方法⑵确定有机化合物结构的基本途径确定分子式→据不饱和度推断可能的结构→化学检验，确定其结构。

典题解悟：知识点一：有机化合物分子式的确定。

例1 某气态有机物X 含C 、H 、O 三种元素，已知下列条件，现欲确定X 的分子式，所需最少条件是（ ）① X 中含碳质量分数②X 中含氢质量分数③X 在标准状况下的体积④X 对H 2的相对密度⑤X的质量A ．①②B ．①②④C ．①②⑤D ．③④⑤解析：由C 、H 质量分数可推出O 的质量分数，由各元素的质量分数可确定X 的实验式由相对密度可确定X 的相对分子质量，由相对分子质量和实验式可确定X 的分子式。

有机化合物结构的测定鲁科版选修5《有机化学基础》“”教学设计一、教学内容分析一种新化合物的发现，需要对该化合物进行结构的测定，只有测定它的结构才能了解它可能具有的性质，才能够将其应用于生产生活中，才能更好地为人类造福。

作为一种新化合物，我们怎样去测定它的结构呢？测定它的结构的一般方法是怎样的呢？本文对鲁科版选修5《有机化学基础》第三章第二节“”进行具体的分析。

是有机化学的重要组成部分，它在分子生物学、天然有机化学、医学以及材料学等领域有着重要的作用。

它与有机化合物的合成紧密相关，是有机合成的基础。

本节的编写体现了教材内容选取的现代性。

教材在编写了节“有机化合物的合成”的基础上编写了本节内容。

一方面，是希望帮助大家对有机化合物合成的一般程序有一个完整的认识，的核心步骤为确定化合物的分子式，以及检测分子中所含官能团及其在碳骨架上的位置。

另一方面，在一定程度上对主要官能团的化学性质进行总结，也反映了这些化学性质在结构测定中的应用。

本节就是围绕这两个核心问题展开的，并用某种医用胶单体结构的测定作为案例，阐述有机化合物结构测定的一般程序。

这样的编写次序井然，符合逻辑，便于教学活动的开展。

二、学生学习情况分析学生已有知识分析：各类有机物的性质有机化学基础选修模块学习的有机物烃类物质：烷烃、烯烃、乙炔及炔烃、苯及其同系物烃的衍生物：乙醇、醇类物质、乙醛、醛和酮；糖类；乙酸、乙酸乙酯、取代羧酸、氨基酸、油脂学生思维能力水平分析：要充分运用学生讨论、归纳总结学习有机化合物分子式确定的方法；利用探究、问题讨论法掌握有机化合物结构测定的解题方法；通过教材例题分析体会测定有机化合物结构的一般过程和核心步骤。

三、新课程设计思想认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的转化关系举例说明烃类物质在结构测定和有机化工中的重要作用；探究式学习、多媒体教学、案例分析四、教学目标知识与技能目标了解有机化合物结构测定的一般步骤和程序，能进行确定有机化合物分子式的简单计算。