有机物确定分子式的方法.doc

1 有机物分子式确定的方法简述有机物分子式确定的方法简述 有机物分子式是推导有机物结构的关键 快速准确的推导出分子式能使同学们在有机分 析题中事半功倍 以下是我就一些简单 常见的有机物分子式确定的方法作一个简单的归 纳 确定有机物分子式需要两个条件 1 确定分子组成 确定分子组成 2 确定分子中各元素对应的原子的个数 确定分子中各元素对应的原子的个数 一 确定分子组成一 确定分子组成 确定分子组成最常见的方法就是燃烧法 而燃烧法核心原理就是质量守恒 有机物大多有 C H O 构成 判断 C H 很简单 而有机物中是否含 O 则需要以下方法确定 利用测定燃烧产物得到 m CO2 n C m C m H2O n H m H m C m H 是否等于有机物中质量 如相等就证明有机物只含 C H 反之则必定有 O 二 确定分子中各元素对应的原子的个数二 确定分子中各元素对应的原子的个数 1 实验式法 最简式法 实验式法 最简式法 分子式为实验式的整数倍 利用已知条件找到各个原子的个数比 值确定出实验式实验式再结合分子相对分子质量相对分子质量推导出分子式 提示 对分子质量的基本求法 有关化学量或公式公式 1 气体密度 标况 Mr Vm 2 相对密度 d 另一已知气体的相对质量 M另 Mr M d 3 物质的质量 mg 物质的量 nmolMr m n 1 列式计算下列有机物的相对分子质量 标准状况下某烃 A 气体密度为 0 717g L 某有机物 B 的蒸气密度是相同条件下氢气的 14 倍 标准状况下测得 0 56g 某烃 C 气体的体积为 448mL 例 1 常温下某气态烃 A 的密度为相同条件下氢气密度的 15 倍 该烃中 C 的质量分数为 80 则该烃的实验式为 分子式为 解析 解析 相同条件下不同气体的密度与摩尔质量 M 相对分子质量 Mr 成正比 r rr2 r22 M A A 15M A 15M H 15 230 M H H 该烃的实验式是 CH3 80 20 N C N H 1 3 121 设该烃 A 的一个分子中含个 CH3 则 n 该烃的分子式为 C2H6 答案 CH3 C2H6 r r3 M A 30 n2 M CH 15 2 直接法 直接法 直接计算出 1mol 气体中各元素原子的物质的量 即可推出分子式 例 2 某烃 A 0 1 mol 完全燃烧只生成标况下的 CO24 48L 和水 5 4g 2 解析 解析 CO24 48L n C 0 2mol 水 5 4g n H 0 6mol 有元素守恒得出 0 1 mol A 含lC 0 2mol 含 H 0 6mo 1molA 中有 C 2mol 含 H 6mo 及一个 A 分子中有C 2 个 含 H 6 个 所以分子式为 C2H6 例 3 0 1L 某气态烃完全燃烧 在相同条件下测得生成 0 1LCO2和 0 2L 水蒸气 该烃的分 子式是 A CH4B C2H4C C2H2D C3H6 解析 解析 在同温 同压条件下 气体的体积比等于其物质的量比 故该烃分子中含碳 氢比为 1mol 该烃中含 C H 分别 xy n C H n C n H 0 1 0 1 0 2 21 1 4 为 1mol 4mol 即 CH4 答案 A 3 通式法 通式法 根据有机物原子的组成通式来确定有机物分子式 烷烃 CnH2n 2烯烃 CnH2n炔烃 CnH2n 2苯的同系物 CnH2n 6烃 CxHy 饱和一元醇 CnH2n 2O 饱和一元醛 CnH2nO 饱和一元酸 CnH2nO2 例 4 m g 某饱和一元醇 A 在氧气中完全燃烧 生成水 14 4g 生成 CO213 44L 标况下 试确定该有机物的分子式 解析 解析 水 14 4g H 1 6mol CO213 44L 标况下 C 0 6mol A 的通式为 CnH2n 2O C H n 2n 2 0 6 1 6 n 3 分子式为 C3H8O 例 5 某烷烃 7 2g 进行氯代反应完全转化为一氯化物时 放出的气体通入 500mL0 2mol L 的烧碱溶液中 恰好完全反应 此烃不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色 试求该烃的 分子式 解析 根据方程式 CnH2n 2 Cl2 CnH2n 1Cl HCl HCl NaOH NaCl H2O 得关系式 CnH2n 2 Cl2 NaOH 1mol1mol n0 5 0 2mol Ln 0 1mol 该烃的摩尔质量 m7 2g M72g mol n0 1mol 该烃为烷烃 通式为 CnH2n 2 则 14n 2 72 n 5 故分子式为 C5H12答案 C5H12 4 平均值法 平均值法 对于有机混合物 通常假设一个混合物的平均分子式 CxHy或 CxHyOz 通 过已知条件推断出平均分子式 在利用平均分子式中碳氢个数来讨论混合物的组成可 能 例 6 由两种气态烃组成的混合烃 20mL 跟过量 O2完全燃烧 同温同压条件下当燃烧产 物通过浓 H2SO4后体积减少了 30mL 然后通过碱石灰又减少 40mL 这种混合气的组 3 成可能有几种 解析 因为 V 混烃 V CO2 V H2O 1 2 1 5 所以 V 混烃 V C V H 1 2 3 平均组成为 C2H3 直接法 根据平均组成 C2H3分析 能满足平均组成的混烃只有两组 即 C2H2和 C2H6或 C2H2 和 C2H4组成的混烃 答案 C2H2和 C2H6或 C2H2和 C2H4 5 方程式法 方程式法 利用燃烧的化学方程式进行计算推断 适用于已知条件是反应前后气体体积的变化 气体压强的变化或气体密度的变化的题型 C H x OxCOH O xy222 点燃 yy 42 规律 气体混合烃与足量的氧气充分燃烧后 若总体积保持不变 则原混合烃中的氢原子 平均数为 4 若体积扩大 则原混合烃中的氢原子平均数大于 4 若体积缩小 则原混 合烃中氢原子平均数小于 4 必有 C2H2 温度在 100 以上 例 7 20 时 某气态烃与氧气混合装入密闭容器中 点燃爆炸后回到原温度 此时容器 内气体的压强为反应前的一半 经氢氧化钠溶液吸收后 容器内几乎成真空 此烃可能 是 A CH4 B C2H6 C C3H8 D C2H4 解析 解析 由题意可得 烃与氧气恰好完全反应 反应后的气体经氢氧化钠溶液吸收后 容器 内几乎成真空 即剩余气体全为 此时水为液态 已知反应为 CO2 C H x OxCOH O xy222 点燃 yy 42 又知反应后压强为反应前压强的一半 反应后的气体是反应前的一半 所以即有x 1x 1 24 y 即 而 x y 必为正整数 所以 y 必须为 4 的倍数 x1 y 4 以为该有机物为气态烃 x 小于等于 4 选 C D 讨论 当 当 已为饱和烷烃 y4 x2 C H y8 x3 C H 24 38 4 练习 1 某有机物 13 2g 在过量的氧气中完全燃烧 把燃烧后的气体缓慢通过足量的碱石灰 碱石灰增重 44 88g 若把燃烧后的气体通过浓硫酸 浓硫酸增重 15 84g 已知该有机物 的蒸气密度是相同条件下氢气的 30 倍 通过计算写出该有机物的分子式 练习 2 某有机物含碳 62 1 氢 10 3 氧 27 6 它的蒸气密度是氢气的 29 倍 则这种 有机物的分子式是 练习 3 燃烧 8 8 克某气态烃 得到 26 4 克二氧化碳 已知该烃的密度在标准状况下 1 96g L 求该烃的分子式 练习 4 已知某烃 A 含碳 85 7 含氢 14 3 该烃对氮气的相对密度为 2 求该烃的分子 式 练习 5 某烃 0 1mol 在氧气中完全燃烧 生成 13 2g CO2 7 2gH2O 则该烃的分子式 为 练习 6 某苯的同系物 0 1mol 在氧气中完全燃烧 将高温产物依次通入浓硫酸和碱石灰 发现浓硫酸增重 9 克 碱石灰增重 35 2 克 则该物质的分子式 练习 7 在室温时 将 20 mL 某气态烃与足量的氧气混合 充分燃烧后冷却至室温 发现混 合气体的体积减少 40 mL 将所得混合气体通过苛性钠溶液后 体积又减少 60 mL 求 这种气态烃的分子式 练习 8 某饱和一元醇的蒸气的密度是相同状况下氢气密度的 23 倍 求该烃的分子式 练习 9 两种气态烃的混合气共 1mol 在空气中燃烧得到 1 5molCO2和 2molH2O 关于该 混合气的说法合理的是 A 一定含甲烷 不含乙烷B 一定含乙烷 不含甲烷 C 一定是甲烷和乙烯的混合物D 一定含甲烷 但不含乙烯 练习 10 在标况下某气态烷烃与烯烃的混合气 2 24L 完全燃烧生成 4 05g 水和 6 6gCO2 该烃 组成为 A CH4 C2H4 B C2H6 C2H4 C CH4 C3H6 D C 2H6 C3H6 则烷烃与烯烃的体积比为 A 1 1 B 2 1 C 3 1 D 4 1 练习 11 在 120 时 某混合烃和过量 O2在一密闭容器中完全反应 测知反应前后的压强 没有变化 则该混合烃可能是 A CH4和 C2H4 B C2H2和 C2H6 C C2H4和 C2H6 D C3H4和 C3H6 练习 12 a mL 三种气态烃混合物与足量氧气混合点燃爆炸后 恢复到原来的状态 常温 常压 体积共缩小 2a m