化合物的结构分析和过程控制的方法全解
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研究有机化合物的一般步骤和方法①蒸馏、重结晶等分离提纯有机物的实验操作②通过具体实例了解某些物理方法如何确定有机化合物的相对分子质量和分子结构③确定有机化合物实验式、相对分子质量、分子式的有关计算从天然资源中提取有机物成分或者是工业生产、实验室合成的有机化合物不可能直接得到纯净物,因此,必须对所得到的产品进行分离提纯,如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质,必须得到更纯净的有机物。
1(1)分离、提纯(蒸馏、重结晶、升华、色谱分离);(2)元素分析(元素定性分析、元素定量分析)──确定实验式;(3)相对分子质量的测定(质谱法)──确定分子式;(4)分子结构的鉴定(化学法、物理法)。
2一、分离、提纯1.蒸馏蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。
当液态有机物含有少量杂质,而且该有机物热稳定性较强,与杂质的沸点相差较大时(一般约大于30ºC),就可以用蒸馏法提纯此液态有机物。
定义:利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的操作过程。
要求:含少量杂质,该有机物具有热稳定性,且与杂质沸点相差较大(大于30℃)。
所用仪器:铁架台(铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器等。
如图所示:特别注意:冷凝管的冷凝水是从下口进上口出。
蒸馏的注意事项1、注意仪器组装的顺序:“先下后上,由左至右”;2、不得直接加热蒸馏烧瓶,需垫石棉网;3、蒸馏烧瓶盛装的液体,最多不超过容积的1/3;不得将全部溶液蒸干;4、需使用沸石(防止暴沸);5、冷凝水水流方向应与蒸汽流方向相反(逆流:下进上出);6、温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶支管口齐平,以测量馏出蒸气的温度;2.重结晶定义:重结晶是使固体物质从溶液中以晶体状态析出的过程,是提纯、分离固体物质的重要方法之一。
重结晶常见的类型(1)冷却法:将热的饱和溶液慢慢冷却后析出晶体,此法适合于溶解度随温度变化较大的溶液。
(2)蒸发法:此法适合于溶解度随温度变化不大的溶液,如粗盐的提纯。
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。
一、选择题1.(0分)[ID:140197]有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O,将12g该有机物完全燃烧的产物通过足量浓硫酸,浓硫酸增重14.4g,再通过足量碱石灰,碱石灰增重26.4g,该有机物的分子式是A.C4H10B.C3H8O C.C2H6O D.C2H4O22.(0分)[ID:140188]我国学者研制出用纳米铜催化法制备生产合成树脂PET的原料EG,反应原理为:CH3OOC-COOCH3(DMO)+H2→CH3OH(甲醇)+HOCH2CH2OH(EG)(没配平)。
反应过程如图所示:下列有关说法正确的是A.纳米铜是一种胶体B.产物EG属于离子化合物C.1 mol DMO完全反应生成1 mol EG和2 mol甲醇D.催化过程中断裂的化学键有O-H、C-C、C=O3.(0分)[ID:140180]有机物 H2C=CH-CH2-CHOH-CH2Cl 在不同条件下可能发生以下哪些反应:①加成反应②取代反应③置换反应④氧化反应⑤聚合反应A.①④⑤B.③⑤C.②③④D.全部都可能4.(0分)[ID:140163]1,3-丁二烯()与HBr加成的能量与反应历程关系如图所示。
下列说法错误的是A.b比a稳定B.a、b互为同分异构体C.生成a和b的反应均为放热反应D.反应生成a的速率比b的慢5.(0分)[ID:140154]下列化合物分子中,在核磁共振氢谱图中能给出三种信号的是A.CH4B.CH3CH3C.CH3CH2CH3D.CH3CH2OH 6.(0分)[ID:140149]下列物质在给定条件下的同分异构体数目正确的是A.C4H10属于烷烃的同分异构体有 3 种B.分子组成是 C5H10O2属于羧酸的同分异构体有 5 种C.分子组成是 C4H10O 属于醇的同分异构体有 3 种D.C3H6C12有 4 种同分异构体7.(0分)[ID:140144]同分异构的现象广泛存在有机化合物中,下列说法正确的是() A.分子式为C7H7Cl且分子中含有苯环的同分异构体共有4种(不考虑立体结构)B.分子式为C5H12O的同分异构体共有8种C.分子式为C5H10O2能与饱和碳酸氢钠反应的同分异构体共有5种D.分子式为C4H8Cl2的同分异构体共有10种8.(0分)[ID:140141]下列烷烃的一氯取代物中没有同分异构体的是()A.丙烷B.丁烷C.2-甲基丙烷D.2,2-二甲基丙烷9.(0分)[ID:140129]萜品油烯(IV)可用作制香料的原料,它可由I合成得到。
全氟聚醚分子结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述全氟聚醚是一种具有特殊结构的化学物质,其分子中的所有氢原子都被氟原子取代。
全氟聚醚由于具有优异的化学稳定性、热稳定性、电绝缘性和抗溶剂性等特点,广泛应用于工业和科研领域。
全氟聚醚的分子结构中含有一系列氟原子和醚键,这种特殊结构赋予了全氟聚醚许多独特的性质。
首先,由于全氟聚醚分子中氢原子被氟原子所取代,使得分子具有极强的惰性。
这种惰性使得全氟聚醚在常温下具有很高的化学稳定性,不易被化学物质侵蚀,同时也具有较长的使用寿命。
其次,全氟聚醚的分子中的醚键(C-O-C)使其具有优异的热稳定性。
醚键在高温下不容易断裂,因此全氟聚醚常常可以在较高温度下使用,不易发生热分解和失效。
这使得全氟聚醚在高温环境下的运用得到了广泛的推广,例如用作高温润滑剂和高温介质等。
此外,全氟聚醚还具有出色的电绝缘性和抗溶剂性。
由于其分子中的氟原子具有较高的电负性,全氟聚醚能够有效隔离电流,具有良好的绝缘性能,因此可以广泛应用于电子电器领域。
同时,全氟聚醚也具有优良的抗溶剂性能,不易与常见有机溶剂发生反应和溶解,使其可以在潮湿或化学环境中长期稳定使用。
总之,全氟聚醚以其特有的分子结构和卓越的性能,在工业和科研领域中得到了广泛的应用。
通过合理设计合成方法,可以获得具有不同链长、分子量和结构的全氟聚醚,进一步拓展其应用领域。
随着科学技术的不断发展,全氟聚醚在电子、化工、材料等领域的应用前景非常广阔。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:本文将按照以下结构展开对全氟聚醚分子结构的介绍。
首先,在引言部分中将概述全氟聚醚的重要性和研究背景,以及本文的目的。
接下来,在正文部分,将详细探讨全氟聚醚的定义和特点,包括其在化学结构上的特殊性质。
随后,将介绍全氟聚醚的合成方法,包括传统合成和新型合成方法,并对各种方法的优缺点进行比较分析。
在接下来的部分,将重点讨论全氟聚醚的分子结构与性质之间的关系,探讨其分子链的长度、聚合度以及取代基对其性质的影响。
第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》测试题一、单选题(共12题)1.苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。
关于该化合物,下列说法正确的是A.是苯的同系物B.分子中最多8个碳原子共平面C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)D.分子中含有4个碳碳双键2.分子式为C5H10O2的酯共有(不考虑立体异构) :A.7种B.8种C.9种D.10种3.已知苏糖的结构简式为,以下有关苏糖的说法不正确的是A.苏糖能发生银镜反应B.苏糖与甲酸甲酯所含碳的质量分数相同C.苏糖在一定条件下能发生加成或取代反应D.苏糖与葡萄糖互为同分异构体4.核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的吸收峰(信号),根据吸收峰可以确定分子中氢原子的种类和数目。
例如氯甲基甲醚(ClCH2OCH3)的核磁共振氢谱如图甲所示,两个吸收峰的面积之比为3:2。
金刚烷的分子立体结构如图乙所示,它的核磁共振氢谱图中吸收峰数目与峰面积之比分别为A.5,1:6:2:3:4B.3,1:3:12C.4,1:6:3:6D.2,1:3 5.2020年,一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情让我们谈“疫”色变。
研制药物,保护人民健康时间紧迫。
药物利托那韦治疗新型冠状病毒肺炎临床研究进展顺利。
以下是利托那韦的结构,有关利托那韦的说法错误的是A.分子式为C37H48N6O5S2B.分子中既含有σ键又含有π键C.分子中含有极性较强的化学键,化学性质比较活泼D.分子中含有苯环,属于芳香烃6.下列化合物中不属于有机化合物的是A.醋酸B.尿素C.碳酸钙D.蔗糖7.下列有机化合物属于链状化合物,且含有两种官能团的是A.B.CH CHBrCH Br D.C.328.下列说法正确的是A.σ键强度小,容易断裂,而π键强度较大,不易断裂B.共价键都具有方向性C.π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的D.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键9.设N A为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是1.8g H O中含有的氢原子数为0.2N AA.标准状况下,2B.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.4N AC.常温下,1⋅的Ba(OH)2溶液中含有的2Ba+数目为0.3N A0.3mol L-4.2g C H分子中所含的碳碳双键数目一定为0.1N AD.3610.下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是:A .2,2,3,3-四甲基丁烷B .2,3,4-三甲基戊烷C .3,4-二甲基己烷D .2,5-二甲基己烷11.下列表示不正确...的是 A .乙烯的结构式:B .甲酸甲酯的结构简式:242C H OC .2-甲基丁烷的键线式:D .甲基的电子式:12.乙酸、水和乙醇的分子结构如表所示,三者结构中的相同点是都含有羟基,下列说法错误的是乙酸: 水:乙醇:32CH CH OH --A .羟基的极性:乙酸>水>乙醇B .与金属钠反应的强烈程度:水>乙醇C .羟基连接不同的基团可影响羟基的活性D .羟基极性不同的原因是基中的共价键类型不同 二、非选择题(共10题)13.咖啡和茶类饮料中都含有兴奋剂咖啡因。
《有机化合物及生物大分子》讲义一、引言在我们生活的这个世界中,有机化合物和生物大分子无处不在,它们构成了生命的基础,影响着我们的日常生活和整个生态系统。
从我们身体内的蛋白质、核酸,到食物中的糖类、油脂,再到环境中的各种有机物,有机化合物和生物大分子在无数的化学和生物过程中发挥着关键作用。
接下来,让我们一起深入探索这个丰富多彩的有机世界。
二、有机化合物的定义与特点有机化合物,简单来说,就是含碳的化合物,但一些简单的含碳化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等除外。
碳元素具有独特的化学性质,它能够形成四个共价键,从而与其他原子结合形成多种多样的分子结构。
有机化合物通常具有以下特点:1、分子结构复杂:由于碳原子能够相互连接形成长链、支链和环状结构,使得有机化合物的分子结构变得非常多样化。
2、溶解性多样:有的有机化合物易溶于水,如醇类;有的则难溶于水,如烃类。
3、可燃性:许多有机化合物在一定条件下可以燃烧。
4、反应相对较慢:与无机化合物相比,有机反应的速率通常较慢,且反应条件较为温和。
三、常见的有机化合物1、烃类(1)烷烃:具有单键结构,通式为CnH2n+2。
例如甲烷(CH4),是天然气的主要成分。
(2)烯烃:含有双键,通式为 CnH2n。
乙烯(C2H4)在植物的生长过程中起着重要的作用,能促进果实成熟。
(3)炔烃:具有三键结构,通式为 CnH2n-2。
2、醇类醇类化合物含有羟基(OH)。
乙醇(C2H5OH)就是我们常见的酒精,在医疗、工业和生活中都有广泛的应用。
3、羧酸类羧酸分子中含有羧基(COOH)。
乙酸(CH3COOH),也就是醋酸,是食醋的主要成分。
4、酯类酯类是由羧酸和醇反应生成的化合物,具有特殊的香味。
例如乙酸乙酯,常用于香料和溶剂。
5、糖类(1)单糖:不能再水解的糖类,如葡萄糖(C6H12O6),是细胞的主要能源物质。
(2)二糖:能水解生成两分子单糖的糖类,蔗糖、麦芽糖等。
(3)多糖:由多个单糖分子脱水缩合而成,淀粉、纤维素等都是多糖。
第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》单元检测题一、单选题1.下列有机物分子中属于手性分子的是 A .甘氨酸(NH 2CH 2COOH) B .氯仿(CHCl 3) C .乳酸[CH 3CH(OH)COOH]D .丙醛(CH 3CH 2CHO)2.A 、B 两种有机物都属于烃类,都含有6个氢原子,它们的核磁共振氢谱如图。
下列说法一定错误的是A .A 是26C H ,B 是B .A 是26C H ,B 是32CH CH CH = C .A 是,B 是32CH CH CH =D .A 是,B 是23HC C CH C CCH ≡≡——3.下列有机物的官能团名称和分类错误的是 A .3CH C CH ≡,碳碳三键,炔烃 B .,羟基,二元醇C .32CH CH OOCH ,酯基,酯类D .()24CH OH CHOH CHO ,羟基、醛基,单糖4.中国文化源远流长,三星堆出土了大量文物,下列有关说法正确的是。
A .测定文物年代的14C 与12C 互为同素异形体B .三星堆出土的青铜器上有大量铜锈,可用明矾溶液除去C .青铜是铜中加入铅,锡制得的合金,其成分会加快铜的腐蚀D .文物中做面具的金箔由热还原法制得5.2021年诺贝尔化学奖授予本杰明。
李斯特、大卫·麦克米兰,以表彰在“不对称有机催化的发展”中的贡献,用脯氨酸催化合成酮醛反应如图:下列说法错误的是A.c可发生消去反应形成双键B.该反应原子利用率100%C.脯氨酸与互为同分异构体D.a、b、c均可使酸性高锰酸钾溶液褪色6.有机物Y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简式为()A.CH3COOCH2CH3B.OHCCH2CH2OCH3C.HCOOCH2CH2CH3D.(CH3)2CHCOOH7.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示,下列说法中错误的是A.由红外光谱可知,该有机物中至少有三种不同的化学键B.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子C.仅由A的核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D.若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3-O-CH38.下列反应中,属于加成反应的是A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水B.乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯C.乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷D.甲烷与氯气在光照条件下反应9.下列叙述正确的是A.某有机物燃烧后产物只有CO2和H2O,可推出的结论是有机物属于烃B.某有机物燃烧后产物只有CO2和H2O,可推出的结论是有机物属于烃的含氧衍生物C.某有机物燃烧后产物只有CO2和H2O,通过测定有机物、CO2和H2O的质量,可确定有机物是否含有氧D.甲烷在同系物中含碳量最高,因而是清洁能源C H O,下列关于该分子的结构推测合理的是10.已知某有机物的分子式是684A.可能含有1个苯环B.可能含有2个碳碳三键和4个羟基C.可能含有2个羧基和1个碳碳双键D.可能含有1个醛基、2个羧基和1个碳碳双键11.分子式为C10H14的苯的同系物X,苯环上只有一个取代基则符合条件的X有A.2种B.3种C.4种D.5种12.实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是:已知苯甲醛易被空气氧化;苯甲醇的沸点为205.3 ℃,微溶于水,易溶于乙醚;苯甲酸的熔点为121.7 ℃,沸点为249 ℃,微溶于水,易溶于乙醚;乙醚的沸点为34.8 ℃,难溶于水。
一化合物的分子式为c10h14,试从红外光谱确定其结构1. 引言1.1 概述本文将关注一个具有分子式C10H14的化合物,并运用红外光谱分析方法探究其结构。
红外光谱技术是一种广泛应用于化学领域的非破坏性分析方法,通过测量样品吸收、发射或散射红外辐射来获取关于分子化学键信息的数据。
1.2 文章结构本文主要包括以下几个部分内容:2. 红外光谱分析方法:介绍红外光谱的原理、仪器和技术以及分析步骤和方法。
3. C10H14化合物的红外光谱特征:通过对比实验数据与库存红外光谱图谱,预测并解释吸收峰的位置和强度,并进行结构推导及验证。
4. 结果与讨论:确定C10H14化合物结构的理论依据,对其他可能结构进行排除分析,并验证结果准确性及进行相关讨论。
5. 结论与展望:总结实验得出的C10H14化合物结构确定结果,探讨实验意义并展望进一步研究方向。
1.3 目的本文旨在利用红外光谱分析方法确定一个具有分子式C10H14的化合物的结构。
通过对比实验数据与库存红外光谱图谱,预测吸收峰的位置和强度,并根据解释对其结构进行推导和验证。
同时,本文还将对其他可能的结构进行排除分析,以确保结果的准确性。
该研究意义在于为进一步了解该化合物的性质和应用提供基础,并为相关领域的进一步研究方向指明方向。
2. 红外光谱分析方法2.1 原理介绍红外光谱是一种用于确定化合物结构的重要分析方法之一。
它基于分子中不同的化学键所产生的振动和转动,使用红外辐射与样品相互作用的原理进行分析。
当红外辐射通过样品时,吸收特定波长的光会导致分子中的化学键振动能级发生变化,形成特征性吸收峰。
通过观察和解释这些吸收峰的位置和强度,可以推断出样品中存在的分子结构。
2.2 红外光谱仪器和技术红外光谱仪由光源、干涉仪、检测器和计算机控制系统等组成。
常见的红外光源包括炽线灯或者Nernst灯,根据需要选择适当波数范围内工作的源。
检测器通常采用感应型探测器(如依据某些材料产生电流变化)或者半导体探测器(如半导体硫属探测器)。