确定该化合物的分子式
2020年有机化学(第三版 马祥志主编)课后习题答案
作者：空青山作品编号：89964445889663Gd53022257782215002 时间：2020.12.13第一章 绪论习题参考答案1. 某化合物的分子量为60，含碳40.1%、含氮6.7%、含氧53.2%，确定该化合物的分子式。
解：① 由各元素的百分含量，根据下列计算求得实验式1:2:133.3:7.6:34.3162.53:17.6:121.40== 该化合物实验式为：CH 2O② 由分子量计算出该化合物的分子式216121260=+⨯+该化合物的分子式应为实验式的2倍，即：C 2H 4O 22. 在C —H 、C —O 、O —H 、C —Br 、C —N 等共价键中，极性最强的是哪一个？解：由表1-4可以查得上述共价键极性最强的是O —H 键。
3. 将共价键⑴ C —H ⑵ N —H ⑶ F —H ⑷ O —H 按极性由大到小的顺序进行排列。
解：根据电负性顺序F > O > N > C ，可推知共价键的极性顺序为： F —H > O —H > N —H > C —H4. 化合物CH 3Cl 、CH 4、CHBr 3、HCl 、CH 3OCH 3中，哪个是非极性分子？ 解：CH 4分子为高度对称的正四面体空间结构，4个C —H 的向量之和为零，因此是非极性分子。
5. 指出下列化合物所含官能团的名称和该化合物所属类型。
CH 3OH(2)碳碳三键，炔烃 羟基 ，酚(4)COOH酮基 ，酮 羧基 ，羧酸(6) CH 3CH 2CHCH 3OH醛基 ，醛 羟基 ，醇(7) CH 3CH 2NH 2氨基 ，胺6. 甲醚（CH 3OCH 3）分子中，两个O —C 键的夹角为111.7°。
甲醚是否为极性分子？若是，用表示偶极矩的方向。
解：氧原子的电负性大于碳原子的电负性，因此O —C 键的偶极矩的方向是由碳原子指向氧原子。
甲醚分子的偶极矩是其分子中各个共价键偶极矩的向量之和，甲醚分子中的两个O —C 键的夹角为111.7°，显然分子是具有极性的，其偶极矩的方向如下图所示。
有机课后习题答案
1. 某化合物的分子量为60，含碳%、含氮%、含氧%，确定该化合物的分子式。
解：① 由各元素的百分含量，根据下列计算求得实验式1:2:133.3:7.6:34.3162.53:17.6:121.40== 该化合物实验式为：CH 2O② 由分子量计算出该化合物的分子式216121260=+⨯+该化合物的分子式应为实验式的2倍，即：C 2H 4O 22. 在C —H 、C —O 、O —H 、C —Br 、C —N 等共价键中，极性最强的是哪一个？解：由表1-4可以查得上述共价键极性最强的是O —H 键。
3. 将共价键⑴ C —H ⑵ N —H ⑶ F —H ⑷ O —H 按极性由大到小的顺序进行排列。
解：根据电负性顺序F > O > N > C ，可推知共价键的极性顺序为： F —H > O —H > N —H > C —H4. 化合物CH 3Cl 、CH 4、CHBr 3、HCl 、CH 3OCH 3中，哪个是非极性分子？ 解：CH 4分子为高度对称的正四面体空间结构，4个C —H 的向量之和为零，因此是非极性分子。
5. 指出下列化合物所含官能团的名称和该化合物所属类型。
CH 3OH(2)碳碳三键，炔烃 羟基 ，酚(1) CH 3CH 2C CH(4)COOH酮基 ，酮 羧基 ，羧酸(6) CH 3CH 2CHCH 3OH 醛基 ，醛 羟基 ，醇(7) CH 3CH 2NH 2氨基 ，胺6. 甲醚（CH 3OCH 3）分子中，两个O —C 键的夹角为°。
甲醚是否为极性分子？若是，用表示偶极矩的方向。
解：氧原子的电负性大于碳原子的电负性，因此O —C 键的偶极矩的方向是由碳原子指向氧原子。
甲醚分子的偶极矩是其分子中各个共价键偶极矩的向量之和，甲醚分子中的两个O —C 键的夹角为°，显然分子是具有极性的，其偶极矩的方向如下图所示。
37. 什么叫诱导效应？什么叫共轭效应？各举一例说明之。
用质谱如何确定化合物分子式
汇报人： 2023-12-13
目录
• 质谱基本原理 • 分子离子峰确定 • 碎片离子峰解析 • 同位素峰解析与元素组成推断 • 化合物分子式推断策略与技巧 • 实际案例分析与应用前景展望
01
质谱基本原理
质谱仪工作原理
离子源
通过电子轰击、化学电离或激 光解析等方法，使样品分子电
02
分子离子峰确定
分子离子峰识别
分子离子峰
在质谱图中，最大的峰通常被认 为是最稳定的分子离子峰，它代 表着分子的分子量。
碎片离子峰
除了分子离子峰外，质谱图中还 会出现其他较小的峰，这些峰被 称为碎片离子峰，它们代表着分 子被破碎后的片段。
分子离子峰计算方法
根据分子离子峰计算分子量
通过测量分子离子峰的质荷比（m/z），可以计算出分子的分子量。
推测分子结构
结合碎片离子峰和化合物 的其他信息，可以推测出 化合物的可能分子结构。
验证分子式
通过对比实验结果和理论 计算，可以验证化合物的 分子式是否正确。
04
同位素峰解析与元素组成推断
同位素峰识别与计算方法
同位素峰识别
通过比较实验测定的分子离子峰与理 论计算得到的同位素峰，确定同位素 峰的存在。
自由基碎片
自由基碎片是由于分子中某个键断裂而产生的， 可以通过其质量数和电荷数来确定其结构。
加合碎片
加合碎片是由两个或多个分子结合而形成的，可 以通过其质量数和电荷数来确定其结构。
重排碎片
重排碎片是由于分子重排而形成的，可以通过其 质量数和电荷数来确定其结构。
碎片离子峰与分子结构关系
确定官能团
通过分析碎片离子峰，可 以确定化合物中存在的官 能团类型。
有机物分子式的确定方法
有机物分子式的确定方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1有机物分子式的确定方法掌握确定有机物分子式的能力，是高考说明和大纲的基本要求，是高中学生必须具备的能力之一。
现通过实例来说明几种确定有机物分子式的思维方法。
一，“单位物质的量”法根据有机物的摩尔质量（分子量）和有机物中各元素的质量分数，推算出1 mol 有机物中各元素原子的物质的量，从而确定分子中各原子个数，最后确定有机物分子式。
【例1】某化合物由碳、氢两种元素组成，其中含碳的质量分数为%，在标准状况下此化合物的质量为14g ，求此化合物的分子式.解析：此烃的摩尔质量为Mr=14g ÷mol/L 4.22L 2.11=28g/mol 1 mol 此烃中碳原子和氢原子的物质的量分别为：n(C)=28g ×%÷12g/mol=2mol n(H)=28g ×%÷1g/mol=4mol所以1mol 此烃中含2 molC 和4molH 即此烃的分子式为C 2H 4二，最简式法根据有机物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（最简式），然后结合该有机物的摩尔质量（或分子量）求有机物的分子式。
【例1】另解：由题意可知：C 和H 的个数比为 12%7.85：1%3.14=1：2所以此烃的最简式为CH 2，设该有机物的分子式为（CH 2）n由前面求得此烃的分子量为28可知14 n=28 n=2 即此烃的分子式为C 2H 4。
练习1. 某烃含碳氢两元素的质量比为3∶1,该烃对H 2的相对密度为8，试确定该烃的分子式．练习2.实验测得某碳氢化合物A 中，含碳80％、含氢20％，求该化合物的实验式。
又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式。
三，燃烧通式法根据有机物完全燃烧反应的通式及反应物和生成物的质量或物质的量或体积关系利用原子个数守恒来求出1 mol 有机物所含C 、H 、O 原子的物质的量从而求出分子式。
能够确定化合物的分子量和分子式的方法
能够确定化合物的分子量和分子式的方法确定化合物的分子量和分子式是化学分析中的重要内容之一、在化学实验和研究中，分子量和分子式往往是开始研究或分析化合物性质的基础。
下面将详细介绍几种常用的方法。
一、元素分析法元素分析法是一种经典的确定化合物分子量和分子式的方法。
该方法将待测化合物进行燃烧或者与氧化剂反应，使化合物中的元素转化成相应化合物进行计量。
然后通过得到的元素质量与摩尔比值来确定分子式和分子量。
例如，对于一个有机化合物，可以通过将其与氧化剂如铜氧化剂或铬酸钾等反应，并测定生成的相应氧化产物质量，然后通过质量比计算出原始有机化合物中各元素的摩尔比，从而确定分子式和分子量。
二、质谱法质谱法是一种基于质谱仪进行化合物分析的方法。
利用质谱仪对化合物进行离子化和碎片化，然后测量产生的离子质谱图，从而确定化合物的分子离子峰和基团质谱峰，进而确定分子式和分子量。
质谱法的优点在于可以提供分子离子峰的相关信息，可以直接确定分子离子峰的质量，并通过质谱峰的位置和强度来确定分子组成。
三、红外光谱法红外光谱法是一种通过测定化合物在特定波长范围内对红外辐射的吸收，从而确定化合物分子中存在的基团和它们之间的连接方式的方法。
通过红外光谱仪对化合物进行红外光谱分析，可以确定振动频率和强度，从而确定化合物中的基团种类，排除一些可能的分子结构，进而确定化合物的分子式和分子量。
四、核磁共振谱法核磁共振谱法是一种通过测量化合物中核自旋在磁场中的行为来确定化合物结构的方法。
通过核磁共振仪对化合物进行核磁共振谱分析，可以得到化合物中各种核自旋的有效峰和相应的化学位移，进而确定各种基团的存在和它们之间的相对位置。
利用核磁共振谱法可以确定分子中各种原子之间的连接方式，并通过其峰形和峰强的特征来确定化合物的分子式和分子量。
以上几种方法是常用的确定化合物分子量和分子式的方法。
在实际应用中，可以根据待测化合物的性质和实验条件选择合适的方法进行分析，以获得准确的结果。
有机化合物分子式的确定
有机化合物分子式的确定有机化合物是由碳原子与氢原子以及其他元素原子通过共价键结合而成的化合物。
在有机化学中，分子式是一种表达化学式的方法，能够准确地表示出化合物分子中各个元素的原子数目和元素种类。
确定有机化合物的分子式是有机化学研究和实验中非常重要的一步，本文将介绍一些常见的确定有机化合物分子式的方法。
一、化学式法化学式法是最基本的确定有机化合物分子式的方法之一。
在已知有机化合物的结构和组成的情况下，根据组分元素的种类和相对原子数确定分子式。
比如，乙酸的化学式为C2H4O2，可根据实验数据和结构确定该化合物的分子式。
二、质谱法质谱法是一种通过测定有机化合物分子中各元素的相对原子质量以及分子中各种元素的相对丰度，来确认有机化合物分子式的方法。
该方法利用质谱仪将化合物分子中的分子离子进行分析，得到质谱图。
通过质谱图中的质荷比，可以推测化合物的分子式。
三、元素分析法元素分析法是利用元素分析仪测量有机化合物中各种元素的含量，从而推算出该化合物的分子式。
该方法需要纯净的有机化合物样品，并通过元素分析结果来推算化合物的分子式。
四、红外光谱法红外光谱法是通过测量有机化合物在不同波段下的吸收峰，来推断化合物中的官能团和结构。
通过研究红外光谱图，可以初步确定有机化合物的分子式。
五、核磁共振法核磁共振法是一种通过测定有机化合物中的核磁共振信号，来确定分子的结构和组成的方法。
该方法利用核磁共振仪测量化合物样品在外加磁场作用下，核自旋状态的变化情况，从而得到有机化合物的分子式。
六、质谱联用技术质谱联用技术是将质谱仪与其他分析仪器结合使用，如气相色谱、液相色谱等。
通过质谱联用技术，可以更准确地确定有机化合物的分子式，提高分析结果的精确度。
综上所述，有机化合物分子式的确定是有机化学中的重要一步。
化学式法、质谱法、元素分析法、红外光谱法、核磁共振法以及质谱联用技术等方法，都可用于确定有机化合物的分子式。
在实际应用中，根据不同的条件和需求选择适合的方法进行分析和确认，以获得准确可靠的分子式结果。
化学有机物分子式和结构式的确定
化学有机物分子式和结构式的确定有机物，狭义上的有机化合物主要是由碳元素、氢元素组成，是一定含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物一氧化碳、二氧化碳、碳酸，碳酸钙及其盐、亂化物、硫亂化物、孰酸盐、金属碳化物、部分简单含碳化合物如SiC等物质。
有机物结构是有机化学的核心, 关键在于确定有机物分子式和结构式。
更重要地是掌握确定方法。
下面介绍一些有机物分子式和结构式的求解思路、方法等，供学习参考。
一、求解思路确定途径可用下图表示：确定有机物分子式和结构式的基本思路：二、分子式的确定1.直接法如果给出一定条件下的密度或相对密度及各元素的质量比或白分比，可直接求算出1 mol气体中各元素原子的物质的量，推出分子式。
密度或相对密度------ 摩尔质量------- 1 mol气体中各元素原子各多少摩 -------- 分子式.例1.某链烧含碳87.8%,该烧蒸气密度是相同条件下H2密度的41倍。
若该烧与H2 加成产物是2, 2—二甲基丁烷，写出该烧的结构简式。
解析：由加成产物的结构反推原不饱和炷的结构°1求分子式：Mr=41X2=82 nC : nH=设分子式为C3H5n 12X3+5n=82 n=2,分子式为C6H10o2由分子式可知分子结构中有2个双键或一个垒键,但从加成产物可以看出原不饱和化合物只能是2.最简式法根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式.如炷的最简式的求法为：最简式为CaHb,则分子式为CaHbn,n=M/12a+bM为炷的相对分子质量，12a+ b为最简式的式量.例2.某含碳、氢、氧三种元素的有机物，其C、H、0的质量比为6： 1：8,该有机物蒸气的密度是相同条件下氢气密度的30倍，求该有机物的分子式。
解析：该有机物中原子数NC : NH : NX6/12 : 1/1 : 8/16=1 ： 2 ： 1,所以其实验式为CH20,设该有机物的分子式为CH20no根据题意得：M二30X2二60, n二60/12+1X2+16二2。
用质谱如何确定化合物分子式
1、Registry of Mass Spectral Data，由John Wiley出版，共收 集两万多张图谱。
2、Eight Peak Index of Mass Spectra，由Mass Spectrometry Data Center出版，收集了近三万图谱。
3、质谱仪配有的高效计算机程序库搜索系统。
（二）若该化合物为未知物，按以下程序解析图谱 1、确定分源自离子峰及同位素 2、相对分子质量的确定
3、分子式的确定
4、根据分子式计算化合物的不饱和度
5、注意分子离子峰相对于其他峰的强度，以此为化合物的 类型提供线索。
6、找出质谱图中所有重要的碎片离子，注意分子离子与高 质量碎片离子间的 m/z的差值，找到分子离子可能脱掉的 碎片或中性分子，根据碎片离子的特点和裂解规律，以此 推测断裂类型和分子结构。
6、在不能确定分子离子峰时，可逐渐降低轰击分子的电子 流能量，使分子离子的裂解减少，这时碎片离子的峰都会 减弱，而分子离子峰的相对强度会增加。碎片离子峰随电 子流能量不断降低而先消失，最后消失的即为分子离子峰。
7、对非挥发或热不稳定的化合物应采用软电离源离解方法， 以加大分子离子峰的强度。
二、分子式的确定 在确定了分子离子峰并知道了化合物的相对分子质量
够强，其高度和M+1、M+2 同位素峰的高度都能准确测
拜诺表中M=102部分数据
定，根据拜诺表可确定分子
可能的经验式。
C5H10O2
例如：若在M=102处有分子离子峰，M+1、
C5H12NO
M+1 5.64 6.02
M+2 0.53 0.35
M+2的相对强度为7.81%、0.35%，根据表， C5H14N2
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练习1 通过蒸馏可获得95.6%乙醇和4.4%水的 共沸混合物，要想得到更纯净乙醇，可 选用的方法是
√
A.加入无水CuSO4，再过滤
B.加入生石灰，再蒸馏 C.加入浓硫酸，再加热，蒸出乙醇
D.将96%的乙Байду номын сангаас溶液直接加热蒸馏出苯
二、重结晶
思考与交流 1、已知KNO3在水中的溶解度很容易随温 度变化而变化，而NaCl的溶解度却变化不 大，据此可用何方法分离出两者混合物中的 KNO3并加以提纯？ 2、重结晶对溶剂有何要求？被提纯的有机 物的溶解度需符合什么特点？ 3、重结晶苯甲酸需用到哪些实验仪器？ 4、能否用简洁的语言归纳重结晶苯甲酸的 实验步骤？ 高温溶解、趁热过滤、低温结晶
一、蒸馏
思考与交流 1、蒸馏法适用于分离、提纯何类有机物？ 对该类有机物与杂质的沸点区别有何要求？
2、实验室进行蒸馏实验时，用到的仪器主 要有哪些？ 3、思考实验1-1的实验步骤，有哪些需要注 意的事项？
蒸馏的注意事项
注意仪器组装的顺序：“先下后上，由左至右”； 不得直接加热蒸馏烧瓶，需垫石棉网；加热温度 不得超过混合物中沸点最高物质的沸点； 蒸馏烧瓶盛装液体以1/2为宜，最多不超过容积 的2/3，不得少于1/3，不得将全部溶液蒸干； 需使用沸石或碎瓷片； 冷凝管水流方向：应与蒸汽流方向相反（逆流： 下进上出）； 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；
（1）求该有机物组成元素的质量 （2）该有机物的相对分子质量
（3）求该有机物分子中各元素原子数目比
（1）求该有机物组成元素的质量 C C-------CO2 H 2H------H2O 12 44 2 18 m（C） 44g/mol*0.1mol m(H) 2.7g m(C)=1.2g m(H)=0.3g m(C)+ m(H)=1.2g+0.3g=1.5g<2.3g该有机物含有O元素 m(O)= m(A)- m(C)- m(H)=2.3g-1.5g=0.8g （2）该有机物的相对分子质量 Mr（A）=d*Mr（空气）=1.6*29=46 （3）求该有机物分子中各元素原子数目比 N（C）：N（H） ：N（O） =(1.2g/12g/mol) :(0.3 g/1g/mol) :(0.8g/16g/mol) =2:6:1 该有机物实验式为C2H6O Mr（C2H6O）=46 所以该有机物的分子式为C2H6O
N（N）：N（O）=(7/14):(20/16)=2:5 确定该氮的氧化物的化学式为N2O5
[练习]
实验测定某碳氢化合物A中，含碳80%，含 氢20%，求该化合物的化学式
N（C）：N（H）=(80%/12):(20%/1)=1:3 确定该有机物的化学式为CH3
实验测定该化合物的相对分子质量为30，确 定该化合物的分子式。
第一章 认识有机化合物
第4节 研究有机化合物的一般 步骤和方法
研究有机物的一般步骤
分离、提纯 元素定量分析 确定实验式
测定相对分子质量 确定分子式
现代物理实验 方法 确定结构式
【思考与交流】 4.1 有机物的分离与提纯
1、常用的分离、提纯物质的方法有哪些？ 2、下列物质中的杂质（括号中是杂质）分 别可以用什么方法除去。 （1）NaCl（泥沙） （2）酒精（水） （3）甲烷（乙烯） （4）溴水（水） （5）KNO3 (NaCl) 3、归纳分离、提纯物质的总的原则是什么？
[练习3]
现有三组混合液：①乙酸乙酯和乙醇钠溶液 ②乙醇和丁醇③溴化钠和单质溴的水溶液。 分离上述各混合液正确的方法依次是： A 分液、萃取、蒸馏 B 萃取、蒸馏、分液 C 分液、蒸馏、萃取 √ D 蒸馏、萃取、分液
[练习]
已知某氮的氧化物，经实验测定该化合物中 氮与氧元素质量之比为7：20，试确定该化 合物的化学式
检验洗涤效果：取最后一次的洗出液， 再选择适当的试剂进行检验。
三、萃取
思考与交流 1、如何提取溴水中的溴？实验原理是什么？
2、进行提取溴的实验要用到哪些仪器？
3、如何选取萃取剂？ 4、实验过程有哪些注意事项？
三、萃取
1、萃取剂的选择： ①与原溶剂互不相溶 ②被萃取的物质在萃取剂中的溶解度要大得 多 2、常见的有机萃取剂： 乙醚、石油醚、二氯甲烷、四氯化碳……
3、萃取－分液的注意事项
萃取过程要注意以下几点： 试剂上口倒入分液漏斗，其量不 能超过漏斗容积的2/3； 振荡倒转，握住旋塞； 分液漏斗静置、分液，分液时下 层液体从漏斗口放出，上层液体 从上口倒出。
[练习1]下列每组中各有三对物质，它们都能 用分液漏斗分离的是 A 乙酸乙酯和水，酒精和水，植物油和水 B 四氯化碳和水，溴苯和水，硝基苯和水 C 甘油和水，乙酸和水，乙酸和乙醇 D 汽油和水，苯和水，己烷和水 [练习2]可以用分液漏斗分离的一组液体混和 物是 A 溴和四氯化碳 B 苯和溴苯 C 汽油和苯 D 硝基苯和水
现代元素分析法
1、元素分析方法（燃烧法）： 李比希法→现代元素分析法
元素分析仪
“李比希元素分析法”的原 理：
取定量含C、 加氧化铜 H（O）的有 氧化 机物
H2O 用无水 得前后 CaCl2吸收 质量差 用KOH浓 CO2 得前后 质量差
溶液吸收
计算O含量 得出实验式（最简式）
计算C、H含量
[例]2.3g某有机物A完全燃烧后，生成0.1molCO2和 2.7gH2O，测得该化合物的蒸气体与空气的相对分 密度是1.6，求该化合物的分子式
确定分子式的途径
元素质量
元素质量比
元素质量分数 产物的量
实验式
相对分子 质量
标准状况 下密度 相对密度
有机物分子式
化学反应 质谱仪MS
有机物的通式、计算
化学方程式、计算
4.2 有机物分子式与结构式的确定
首先要确定有机物中含有哪些元素 如何确定有机物中C、H、O等元素的质量分数？ 李比希法（燃烧法）—传统的元素分析方法
不纯固体物质 溶于溶剂，制成饱和 溶液，趁热过滤
残渣
滤液
(不溶性杂质) 如何洗涤结 晶？如何检 验结晶洗净 母液 与否？ (可溶性杂质和部 分被提纯物)
冷却，结晶，过 滤，洗涤 晶体 (产品)
洗涤沉淀或晶体的方法：用胶头滴管 往晶体上加蒸馏水直至晶体被浸没， 待水完全流出后，重复两至三次，直 至晶体被洗净。