第39講有機物化合物結構的測定doc

1、第39講有機化合物結構的測定（建議 2課時完成）考試目標 1 了解確定有機化合物結構的一般步驟和程序。（選考內容）2 能夠進行確定有機物分子式的簡單計算。 （選考內容）3 能利用官能團的檢驗方法及相關圖譜確定有機物的組成和結構。（選考內容）4 綜合應用各類物質的性質，進行鑒別、分離、提純和推導未知物質。（必考加選考內容）5 了解確定有機化合物結構的化學方法和某些物理方法。（選考內容）要點精析 一、有機物結構測定的步驟和程序有機化合物定性定量化學分析分析相對分子質量的測定光譜分析元素組成相對分子質量官能團及碳骨架狀況分子式分子結構二、有機化合物分子式的確定1、確定有機化合物元素組成：(1)C 、

2、 H、 O 質量分數(shù)的測定某有機物完全燃燒后若產物只有CO2 和 H2O 或不完全燃燒后生成CO、 CO2 和 H2O，則其組成元素可能為 C、H 或 C、 H、 O。欲判定該有機物中是否含有氧元素， 首先應求出產物中所含碳元素的質量及氫元素的質量， 然后將碳、氫元素的質量之和與原有機物質量比較，若兩者相等，則原有機物的組成中不含氧；否則，原有機物的組成中含氧。(2)氮元素質量分數(shù)的測定樣品在一定條件下轉化為氮氣，求出氮元素的質量分數(shù)。(3)鹵元素質量分數(shù)的測定樣品在一定條件下轉化成鹵化銀沉淀，求出鹵素的質量分數(shù)。2、測定有機化合物相對分子質量(1)已知標準狀況下氣體的密度為 0，則該氣體的相

3、對分子質量Mr=22.4 0(2)若已知 A 氣體對 B 氣體的相對密度為 D，則 A 的相對分子質量 M A D?MB(3)求混合氣體的平均式量M M A?A% M B?B% M C?C% (A%、B%、C%為 A、 B、 C氣體在混合氣體中的體積分數(shù) )(4) 求混合物的平均式量： M m(混總 )/n(混總 )(5)質譜法三、有機化合物結構式的確定1、有機化合物分子不飽和度的計算(1)分子不飽和度n(C) 1 n(H)/2n(C)：碳原子個數(shù)n(H) 氫原子數(shù)鹵原子數(shù)N 原子數(shù)(2)雙鍵脂環(huán)的分子不飽和度為1、參鍵分子不飽和度為2、苯環(huán)分子不飽和度為 42、確定有機化合物官能團(1)化學

4、檢驗方法官能團試劑判斷依據CC 或參鍵Br 2 的四氯化碳溶液紅棕色褪去酸性 KMnO 4 溶液紫色褪去R OHNa有氫氣放出 CHO銀氨溶液有銀鏡生成新制 Cu(OH) 2 懸濁液磚紅色沉淀酚羥基FeCl 3 溶液紫色溴水有白色沉淀生成 COOH紫色石蕊試液變紅NaHCO 3有 CO2 氣體生成鹵代烴（ X ）水解后，加稀硝酸和硝酸銀溶液生成沉淀氰基稀堿溶液，加熱有 NH3放出(2)物理檢驗方法紫外光譜可用于確定分子中有無共軛雙鍵。紅外光譜可用于確定分子中有哪些官能團。核磁共振譜分為氫譜和碳譜兩類。比如氫譜可以測定有機物分子中H原子在 C 骨架上的位置和數(shù)目，進而推斷出有機化合物的C 骨架結

5、構。(3)常用鑒別法加成：烯烴、炔烴、裂化汽油等含碳碳雙鍵或參鍵的物質取代：苯酚能使溴水褪色的物質氧化：醛基 CHO 、 H 2S、 SO2萃取：苯及其同系物作萃取劑，有色層在上層；四氯化碳作萃取劑，有色層在下層（酒精不能做萃取劑）含碳碳雙鍵或參鍵的烴及其烴的衍生物能使酸性KMnO 4 溶液褪色的物質 含有 CHO 的物質、 H2S、 SO2 苯的同系物沉淀消失呈藍色透明溶液：甲酸、乙酸等新制氫氧化銅懸濁液加熱至沸生成紅色沉淀：含 CHO 的物質銀鏡反應：醛類、甲酸、甲酸某酯、甲酸鹽、葡萄糖、麥芽糖與鈉反應生成氫氣：醇、酚、羧酸等含有OH 的物質（注意不可含水）FeCl3 溶液：遇酚顯紫色顯色

6、反應濃硝酸：遇含苯環(huán)的蛋白質顯黃色碘 I2：遇淀粉顯藍色指示劑OH ：苯酚鈉溶液、乙酸鈉溶液四、分離和提純混合物的常用方法1.蒸餾：適合于分離提純能夠相互溶解而各組分沸點有較大差距的液態(tài)混合物，如從乙醇的水溶液中提純乙醇。分餾是蒸餾的一種特殊形式，它適用于多種組分溶解在一起的混合物，分餾得到的是一定沸點范圍的多種餾分，如石油分餾。2.萃?。豪萌苜|在兩種互不相溶的溶劑里的溶解度的不同，用一種溶劑把溶質從另一種溶劑中提取出來的方法。如從溴水中提取溴，就可以加入苯或四氯化碳進行萃取。3.重結晶： 提純固態(tài)混合物的常用方法，其原理是利用混合物中各組分在同一溶劑中溶解度隨溫度的變化相差較大，采用冷卻法

7、將組分分離出來的方法。如分離KNO 3 和 NaCl混合物，就可以采用冷卻熱飽和溶液重結晶的方法。的4.分液：適用于互不可相溶的液體混合物，如分離NaCl溶液和溴的苯溶液。5.過濾：固體與液體不互溶的混合物。6.滲析：用于精制膠體。如除去淀粉溶液中的葡萄糖和NaCl ，可將其裝入半透膜袋里懸掛在流動的水中，葡萄糖分子及Na 、Cl 等離子透過半透膜而進入水中。7.鹽析：向油脂堿性水解后的產物中，加入食鹽細粒，可使高級脂肪酸鈉的溶解性減小而析出。鹽析是個可逆過程。常見的除雜方法物質（雜質）試劑方法苯（苯酚）NaOH 溶液分液乙酸乙酯（乙酸）飽和 Na2CO3 溶液分液溴苯（ Br 2）NaOH

8、溶液分液乙醇（少量水）新制生石灰蒸餾乙醇（乙酸）CaO 或 NaOH蒸餾淀粉（ NaCl ）溶液蒸餾水滲析水（溴）苯或四氯化碳分液甲烷（乙烯）溴水洗氣物質分離和提純時，還可以應用的化學方法有熱分解法氧化還原法沉淀法酸堿溶法水解法等。化學法提純和分離物質應遵守“四原則”和“三必須”?！八脑瓌t”是一不增（不增加新物質），二不減（不減少被提純物質）、三易分離（被提純物與雜質易分離）、四易復原（被提純物易復原） ?！叭仨殹?是除雜試劑必須過量， 過量的試劑必須除盡，除雜途徑必須最佳。例 10.2mol 有機物 A 和 0.4molO2在密閉容器中燃燒后的產物為CO、CO、 H O(g) ，產22物經

9、過濃硫酸，質量增加10.8g ；再通過灼熱的 CuO，充分反應后，質量減輕3.2g ；最后氣體再通過堿石灰被完全吸收， 質量增加 17.6g 。試推斷該有機物A 的分子式和相對分子質量。若 0.2mol 的 A 恰好與 9.2g 金屬鈉完全反應，試確定該有機物的結構簡式并命名。 解析 由題意知，被濃硫酸吸收的水蒸氣的物質的量n(H 2O)=10.8g/18g ?mol -1=0.6mol求與 CuO 反應的CO 的物質的量CO CuO=Cu CO2減輕 m1mol16g0.2mol3.2g還原氧化銅的 CO的物質的量 n(CO) 生成的 CO2 的物質的量 n(CO ) 0.2mol2被堿石灰

10、吸收的n(CO ) 17.6g/44-1g?mol 0.4mol ，其中由 A 燃燒生成的 n(CO )22 0.4mol 0.2mol 0.2mol0.2molA 與 0.4molO 2 反應，生成0.2molCO 2、0.2molCO 和 0.6molH 2O。即 1molA與 2molO 2 反應，生成 1molCO 2、 1molCO 和 3molH 2O。根據質量守恒定律得A 的分子式為 C2H 6O2，其相對分子質量為 62。與 0.2molA 反應的 n(Na) 9.2g/23 g ?mol -1 0.4mol ，即 1molA 可以與 2molNa 反應，說明 1 個 A 分子

11、中含有兩個羥基，所以 A 的結構簡式為HOCH 2 CH2OH，乙二醇。例 2 已知檸檬醛的結構簡式為： (CH 3)2 C=CHCH 2CH 2C(CH 3)=CHCHO(1)檢驗檸檬醛分子中含有醛基的方法是_；(2)檢驗檸檬醛分子中含有碳碳雙鍵的方法是。 解答 (1) 加入銀氨溶液后加熱， 有銀鏡出現(xiàn)或加入新制的氫氧化銅懸濁液加熱至沸有紅色沉淀生成。(2) 先加入銀氨溶液氧化醛基后，再加入溴水使其褪色。 （注意： 不可直接用溴水檢驗）例 3香豆素是一種香料，常用于皂用香精及其他日用化工。香豆素的分子式是C9H6 2，分子中除有一個苯環(huán)外，還有一個六元環(huán)。已知有機物A(C 2)和乙酸酐在一定條件下經下面一系列的反應，可制得香豆素：BC9 H10 O