(1)原理
用高能电子流等轰击样品分子,使该分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子和碎片离子各自具有不同的相对质量,它们在磁场的作用下到达检测器的时间将因质量不同而先后有别,其结果被记录为质谱图。
(2)质荷比:指分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值。质谱图中,质荷比的最大值就表示了样品分子的相对分子质量。例如,由上图可知,样品分子的相对分子质量为46。
例1 某化合物6.2 g在氧气中完全燃烧,只生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。下列说法正确的是( )
A.该化合物仅含碳、氢两种元素
B.该化合物中碳、氢原子个数比为1∶2
C.该有机物的分子式为C2H6
D.该化合物中一定含有氧元素
答案 D
解析 n(CO2) =0.2 mol,n(C)=n(CO2)=0.2 mol,m(C)=0.2 mol×12 g·mol-1=2.4 g;n(H2O)=0.3 mol,n(H)=2n(H2O)=0.6 mol,m(H)=0.6 g;n(C)∶n(H)=0.2 mol∶0.6 mol=1∶3;m(C)+m(H)=2.4 g+0.6 g=3.0 g<6.2 g,所以该化合物中一定含有氧元素,其质量为6.2 g-3.0 g=3.2 g,其物质的量n(O)==0.2 mol。n(C)∶n(H)∶n(O)=N(C)∶N(H)∶N(O)=1∶3∶1,实验式为CH3O,无法确定其分子式。
【考点】 有机物分子式的确定
【题点】 有机物组成元素的分析及应用
有机物完全燃烧的产物为CO2和H2O,确定是否含有氧元素的方法:
通过相关的实验可以先确定CO2和H2O的质量,进而求得有机物中所含碳元素和氢元素的质量。m(C)=×m(CO2),m(H)=×m(H2O)。若m(有机物)=m(C)+m(H),则说明该有机物中只含碳和氢两种元素。若m(有机物)>m(C)+m(H),且完全燃烧只生成CO2和H2O,则说明有机物中含有C、H、O三种元素,其中m(O)=m(有机物)-m(C)-m(H)。
例2 某有机物的结构确定:
(1)测定实验式:某含C、H、O三种元素的有机物,经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%,氢的质量分数是13.51%,则其实验式是________。
(2)确定分子式:如图是该有机物的质谱图,则其相对分子质量为_________;分子式为_________。