2020-2021学年化学人教版选修5学案：1-4-2 元素分析和相对分子质量的测定 Word版含解析20页

第 2 课时 元素分析和相对分子质量的测定
一、元素分析与相对分子质量的测定
1．元素分析
(1)定性分析：用化学方法鉴定有机物分子的元素组成。如燃烧后，
C 生成 CO2、H 生成 H2O、Cl 生成 HCl。
(2)定量分析：将一定量的有机物燃烧并测定各产物的质量，从而
推算出各组成元素的质量分数，然后计算有机物分子中所含元素原子
最简单的整数比，确定实验式。
2．相对分子质量的测定——质谱法
质荷比：指分子离子或碎片离子的相对质量与其电荷的比值。
如图所示：质荷比最大的数据是 CH3CH2O
＋
H(46)，这就表示了未
知物质 A 的相对分子质量为 46。

二、分子结构的鉴定
1．结构鉴定的常用方法
(1)物理方法：红外光谱、紫外光谱、核磁共振氢谱等。
(2)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．红外光谱法
(1)作用：初步判断某有机物中含有的基团。
(2)原理：不同的官能团或化学键吸收频率不同，在红外光谱图中
处于不同的位置。
3．核磁共振氢谱
(1)作用：测定有机物分子中等效氢原子的类型和数目。

(2)原理：处于不同化学环境的氢原子在谱图上出现的位置不同，
而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。
探究点一  有机物分子式的确定
1．图解确定有机物分子式的一般思路
2．有机物组成元素的推断
一般来说，某有机物完全燃烧后，若生成物中只有 CO2和 H2O，
则其组成元素可能为 C、H 或 C、H、O。
判断该有机物中是否含氧元素，首先应求出生成物 CO2中碳元素
的质量及 H2O 中氢元素的质量，然后将两种元素的质量之和与原有机
物的质量相比较，若二者相等，则原有机物中不含氧元素；若二者不
相等，则原有机物中含有氧元素。
3．确定分子式的方法
(1)直接法
直接求出 1 mol 有机物中各元素原子的物质的量，即可推出分子
式。例如，给出一定条件下的密度(或相对密度)及各元素的质量比，求
算分子式的途径：密度(或相对密度)→摩尔质量→1 mol 气体中各元素

原子的物质的量→分子式。
(2)实验式法
根据有机物中各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个
数之比(实验式)，分子式为实验式的整数倍，利用物质的相对分子质量
可确定其分子式。
N(C)∶N(H)∶N(O) ＝
w(C)
12
∶
w(H)
1
∶
w(O)
16
＝ a∶b∶c( 最简整数
比)，最简式为 CaHbOc，则分子式为(CaHbOc)n，得 n＝
Mr
12a＋b＋16c
(Mr
为有机物的相对分子质量)。
说明：有时没有运用技巧造成错解或无解，如某烃 0.025 mol，质
量为 1.7 g，含碳 88.24%，氢 11.76%，求分子式。运用上法得：
N(C)∶N(H)＝(88.24%÷12)∶(11.76%÷1)＝7.35∶11.76≈7∶12。相对
分子质量为：1.7÷0.025＝68，由于在求最简比时近似处理，误差太大，
造成无解。正确解法为：7.35∶11.76＝
7.35
7.35
∶
11.76
7.35
＝1∶1.6＝5∶8，实
验式为 C5H8，实验式式量为 68，与相对分子质量相同，故该烃为
C5H8。由此可以看出，求实验式的技巧为：若不能简单处理成最简整
数比时，应用较小数作为除数(如上例中的 7.35)，将一项变为 1，若另
一项还不是整数时，再同时扩大一定的倍数，即可找出实验式。
(3)平均值法
当几种烃混合时，往往能求出其平均分子式：把混合物当成一种
烃分子计算时，可以得出平均摩尔质量，进而推出平均分子式。若平
均摩尔质量为M，两成分摩尔质量为 M1、M2(M1 M1 范围。
(4)商余通式法(适用于烃类分子式的求法)
根据烷烃(CnH2n＋2)、烯烃和环烷烃(CnH2n)、炔烃和二烯烃(CnH2n－
2)、苯的同系物(CnH2n－6)的通式可以看出，这些烃类物质的分子中都
有一个共同的部分 CnH2n，这一部分的式量为 14n，因此用烃的相对分

子质量除以 14 就可以确定分子所含碳原子数即 n 值，再根据余数就可
以求出烃的分子式。一般规律如下：
Mr(CxHy)
Mr(CH2)
＝
Mr
14
＝商……余数
Error!
其中对烷烃、烯烃或环烷烃而言，商为烃分子中碳原子数，而对
炔烃、二烯烃、和苯的同系物而言，碳原子数为商加 1。
(5)化学方程式法
利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方
法...