2020高考化学一轮复习 专题43 有机物分子式和结构式的确定学案（无答案）苏教版

考点43 有机物分子式和结构式的确定考纲要求、了解确定有机物实验式、分子式的方法2、掌握确定有机物分子式的计算方法。考点透视 一、有机物分子式的确定 1、有机物组成元素的判断 一般来说，有机物完全燃烧后，各元素的对应产物为：CC02，HH20，C1HCl。某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H20，则其组成元素可能为C、H或C、H、O。欲判定该有机物中是否含有氧元素，首先应求出产物C02中碳元素的质量及H20中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧；否则，原有机物的组成中含氧。 2、确定分子式的方法 （1）实验式法 由各元素的质量分数求各元素的原子个数之比(实验式)相对分子质量求分子式。 （2）物质的量关系法 由密度或其它条件求摩尔质量求1mol分子中所含各元素原子的物质的量求分子式。 （3）化学方程式法 利用化学方程式求分子式。 （4）燃烧通式法利用通式和相对分子质量求分子式。 3、确定有机物分子式的步骤和方法 疑难解析一、有机物分子组成通式及其应用 1.常见有机物的组成通式 烷烃：C2H2n+2(n1) 烯烃：C2H2n。(n2) 炔烃：C2H2n-2 (n2) 苯及苯的同系物：CnH2n-6(n6) 饱和一元醇：CnH2n+2O（1）通过计算确定分子式的一般步骤 a密度或相对密度摩尔质量lmol物质中含各元素原子的物质的量分子式。 b.各元素的质量分数各元素原子的物质的量之比(最简式) 分子式。22.4L/mol（2）确定有机物分子式的方法各元素质量百分含量 a密度法：气体密度(标准状况摩尔质量 1mol气态有机物分子中各元素原子的物质的量分子式。已知气体摩尔质量 b相对密度法：未知气体对已知气体的相对密度各元素质量百分含量未知气体摩尔质量 1mol气态有机物分子中各元素原子的物质的量分子式。依据摩尔质量c最简式法：已知各元素的质量比各元素原子的个数比最简式分子式。 4有机物结构式的确定 (1)物质的结构决定物质的性质，物质的性质又反映其结构特点。确定物质的结构，主要是利用物质所具有的特殊性质来确定该物质所具有的特殊结构，即主要确定该物质的官能团。 (2)确定有机物结构式的一般步骤 根据分子式写出它可能具有的同分异构体。利用该物质的性质推测其可能含有的官能团，最后确定所写同分异构体中的一般结构。二、分子式的确定途径 (2)有机物分子组成通式的应用 饱和一元醛：CnH2nO 饱和一元羧酸或酯：CnH2n02b 2.有机物分子组成通式的应用 规律一：最简式相同的有机物，无论多少种，以何种比例混合，混合物中元素质量比例相同。要注意的是： 含有n个碳原子的饱和一元醛与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式。 含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。 规律二：具有相同的相对分子质量的有机物为： 含有n个碳原子的醇与含(n-1)个碳原子的同类型羧酸和酯。 含有n个碳原子的烷烃与含(n-1)个碳原子的饱和一元醛。此规律适用于同分异构体的推断。规律三：由相对分子质量求有机物的分子式(设烃的相对分子质量为M) 由M/12得整数商和余数，商为可能的最大碳原子数，余数为最小的氢原子数。M/12的余数为0或碳原子数6时，将碳原子数依次减少1个，每减少1个碳原子即增加12个氢原子；直到饱和为止。 三、有机物燃烧规律及其应用1.两个燃烧通式分别为： 2.由烃完全燃烧生成C02和H20的物质的量之比确定烃的种类 3.烃完全燃烧前后气体体积变化的规律在101105Pa和高于100的条件下，某烃CxHy完全燃烧后气体体积的变化由y值的大小决定。当y=4时，燃烧前后气体体积不变；当y4时，燃烧后气体体积增大。 4.有机混合物燃烧规律 总质量一定时，无论组分A、B以何种以例混合，完全燃烧后：a生成CO2的量一定时，A、B含碳的质量分数相等(最简式相同或同分异构体间)。b生成H20的量一定时，A、B含氢的质量分数相等(最简式相同或同分异构体间)。 C耗氧量一定时，A、B具有相同的最简式。 总物质的量一定时，无论组分A、B以何种比例混合，完全燃烧后： a生成CO2的量一定时，A、B分子中含碳原子数相等。 b生成H2O的量一定时，A、B分子中含氢原子数相等。c耗氧量一定时，A、B各自的相同，若A的化学式为CxHyOz，则B的化学式为：CxHyOz(C02) m(H20)n。四、烃及烃的衍生物的相对分子质量 1.烃及烃的含氧衍生物的相对分子质量均为偶数。 2.同系列中两相邻物质间的相对分子质量相差14。 3.烷和醛、醇和羧酸(酯)碳原子数相同时，后者相对分子质量比前者大14，若后者去掉一个碳原子，则二者的相对分子质量相同。如：乙烷和甲醛均为30，乙醇和甲酸均为46。 4.同碳原子的炔和烯，烯和烷，醛和醇相对分子质量差2；烯和醛、烷和醇相对分子质量差16；炔和醇的相对分子质量差20；烷和羧基(酯)相对分子质量差30。5.醛相对分子质量的2倍，是对应酸的相对分子质量，如乙醛相对分子质量是44，丁酸的相对分子质量是88。 五、确定有机物分子式、结构式的特殊方法 1.通过价键规律确定：某些有机物根据价键规律只存在一种结构，则直接可由分子式确定其结构式。例如C2H6，根据价键规律，只有一种结构：CH3-CH3；又如CH40，根据价键规律，只有一种结构；CH3-OH。 2.某些特殊组成的实验式，在不知化合物相对分子质量时，也可根据组成特点确定其分子式。例如实验式为CH3的有机物，其分子式可表示为(CH3)n，仅当n=2时，氢原子已达饱和，故其分子式为C2H6。同理，实验式为CH30的有机物，当N=2，其分子式为C2H6O2。 3.部分有机物的实验式中，氢原子已达到饱和，则该有机物的实验式即为分子式。例如实验式为CH4、CH3Cl、C2H60、C4H1003等有机物，其实验式即为分子式。4.质子核磁共振谱(NMR)是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一结构中等性氢原子在NMR谱中都给出相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中氢原子数成正比，如乙醛的结构式为： 其NMR谱中有两个峰(信号)，其强度之比为3：l。命题趋势1、以推断题的形式考查有机物分子式的确定。2、以计算题形式考查有机物分子式的确定。3、通过计算结合官能团的特定性质，考查有机物分子式的确定。典型例析典型例析【例1】60g某饱和一元醇跟足量的金属钠反应，让生成的H2通过5g灼热的氧化铜，氧化铜固体的质量变成436g，这时H2的利用率是80。求该一元醇的分子式。 【解】 由题意，设参加还原CuO的H2的物质的量为x【例2】(04湖南)吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分子含C 7158、H 667、N 491、其余为O。已知其分子量不超过300。试求(1)吗啡的分子量；(2)吗啡的分子式。 已知海洛因是吗啡的二乙酸酯。试求：(1)海洛因的分子量；(2)海洛因的分子式。 【例3】下列各组混合物，无论两组分以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧时耗氧量不变和生成H2O的量一定的是 ( ) ACH3COOH和HCHO BC2H6和C3H6 CC7H8和C3 H803 DC4H10和C4H8 【解析】总质量一定的条件下，耗氧量一定的组分具有相同的最简式，且同时需满足两组分中H的百分含量相同。经逐一比较各备选项，符合要求的只有A。 【答案】A 【例4】为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是C02、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下(箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽)： 试回答： (1)根据两方案，你认为能否求出A的最简式? (2)请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。 (3)若要确定A的分子式，是否需要测定其它数据?说明其原因。 10400K 1.01105Pa时，2L烃A的蒸气能在mL氧气中完全燃烧，反应后体积增至(m+4)L(体积在同前条件下测定)。(1)烃A的组成上应满足的条件是 。(2)当m-15时，该烃可能的分子式为 。(3)若A在常温常压下为气态，m的取值范围是 。考点巩固一、选择题：1已知1mol某气态烃CmHn完全燃烧时，需耗用氧气5mol，则m与n的下列关系正确的是 ( ) Am=8-n Bm=lO-n Cm=11-n Dm=12-n 2某有机物X含C、H、O三种元素，现已知下列条件：(1)含碳的质量分数 (2)含氢的质量分数 (3)蒸气的摩尔体积(折合成标准状况) (4)x的相对密度 (5)X的质量(6)X的沸点。确定X的分子式所需要的最少条件是 ( ) A(1)(2) B(1)(3)(6) C(1)(2)(4) D(1)(2)(3)(4)(6) 3amL三种气态烃的混合物与适量的氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来的状态(150、101105Pa)气体体积仍为amL，则三种烃可能是 ( ) A。CH4 C2H4 C3H4 BC2H6 C3H6 C4H6 CCH4 C2H6 C3H8 DC2H4 C2H2 C4H64某有机物的组成为碳52：25、氢13，该有机物1g与足量金属钠反应，标况下放出0243LH2，则该有机物的分子式为 ( ) AC2H50H BCH3CH2CH20H CCH30H DC4H90H 5(05保定)两种气态烃以任意比例混合，在105时1L 该混合烃与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍为10L。下列各组混合烃中不符合此条件的是 ( ) ACH4、C2H4 BCH4、C3H6 C.C2H4、C3H4 DC2H2、C3H66某饱和一元醇与金属钠反应得到3g H2，如果把等质量 的该醇完全燃烧可得到132g C02，则该醇是 ( ) A甲醇 B乙醇 C丙醇 D丁醇7A、B两种有机物组成的混合物，当混合物质量相等时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧产生二氧化碳的量均相等，符合这一组合的条件有：同分异构体；同系物；具有相同的最简式；含碳的质量分数相同。其中正确的是 ( ) A B C D8(04苏州)某有机物由碳、氢、氧三种元素组成，该有机物含碳的质量分数为545，所含氢原子数是碳原子数的2倍；又知最简式即为分子式，则该有机物的分子式为 ( )ACH20 BCH2O2 CC2H402 DC2H409某有机物的蒸气，完全燃烧时需要3倍于其体积的氧气，产生2倍于其体积的C02，则该有机物可能是 ( ) AC2H4 BC2H60 CC2H40 DC2H402 10某有机物CxHyOz。完全燃烧时需02的物质的量是该有机物的x倍，生成CO2和HzO的物质的量之比为1：1。 该有机物分子中x、Y、z的关系是 ( )11某气态烃05mol能与lmolHCl完全加成，加成后产物分子上的氢原子又可被3molCl2取代，则此气态烃可能是 ( )12已知由C、H、0元素组成的化合物92g完全燃烧后可以得到176gC02和108gH20，则该化合物的化学式为 ( ) AC2H6 BC2H60 CC2H4 DC2H4013某气体1L(标态)与适量氧气恰好完全反应生成C02和水蒸气在27310lkPa下混合气体的体积为bL，当冷却至标准状况下气体体积变为aL，则用a、b表示该烃的分子式为 ( ) ACaHb BCaHa-b CCaHb-2 DCaH2(b-a)14通常状况下，甲烷与另一种烃混合气体2L完全燃烧，需相同状况下的氧气85L，又知该混合气体对H2的相对密度为185，则另一种烃是 ( ) AC3H6 BC4H8 CC4H10 DC5Hl015X是一种烃，它不能使酸性KMn04溶液褪色，05molX完全燃烧时生成27g水和67。2L C02(标准状况)，则X是 ( ) A环己烷 B1，3一丁二烯 C苯 D甲苯16在120时，两种气态烃混合气2OL，完全燃烧后生成4.0L水蒸气和3.0L C02，则下列说法中正确的是( ) A一定含有CH4，可能含有C2H4B一定含有C2H4，而不一定含有CH4C一定含有C2H4，可能含有C2H6D一定含有CH4和C3H417相对分子质量为84，通过加氢反应可在分子中引入两个-CH2- 原子团的不饱和烃有 ( ) A2种 B。3种 C4种 D5种二、填空题：18(1)实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目的式子；有机物的分子式则是表示有机化合物分子中所含元素原子的 和 的式子。利用实验式和 确定物质的分子式是化学的一种重要手段。(2)确定有机物的分子式，首先需要知道有机物的组成元素。若某有机物完全燃烧的产物只有C02和H20，则其组成元素可能为 ；若燃烧产物C02中的碳元素的质量和燃烧产物中H2O中氢元素的质量之和等于 时，则原有机物组成中不含氧元素。19(1)若已知某气态烷烃在标准状况下的密度为1964gL，则该烃的摩尔质量是 ，分子式是 。(2)若某气态烃对氢气的相对密度为28，含碳的质量分数为857，则该烃的摩尔质量是 ，分子式是 。20取276g只含C、H、O三种元素的液态有