高中化学 第三章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第二节 有机化合物结构的测定素材 鲁科版选修5（通用）

第2节 有机化合物结构的测定浅谈有机物分子式的确定高一化学在必修2第三章是有机化合物，我发现同学们在确定有机物的分子式或结构式时，往往不知道从哪里入手，不知道怎样去解答。其实，这一类型的试题并不是想象中那么难，只不过是只纸老虎。下面一起来捅破纸老虎！首先，审清题干，读懂题意。这一步是关键。在审题时候要注意：有无说明该有机物是烃，还是烃的衍生物。例1已知一种气态烃含碳92.3%，在标准状况下，该烃6.5克占体积5.6升。求这种烃的分子量和分子式。例2某有机物的蒸气密度是相同状况下氢气的30倍。将6.00g该有机物完全燃烧时，可生成6.72L CO2 (标准状况下)和7.20g H2O。该有机物能跟金属钠反应放出H2，且分子中只含1个甲基，试通过计算，写出该有机物的结构简式。例3某有机物只含碳、氢、氧三种元素，其质量比为6:1:8。该有机物蒸气的密度是相同条件下乙烷的2倍，试求该有机物的相对分子质量及分子式。若该有机物常温下能跟碳酸氢钠溶液反应，试写出其结构简式。这三道题就是典型，例1告诉我们有机物属于烃，即说明仅由C、H两种元素组成；例2需要我们进行判断该有机物是C、H还是C、H、O组成。而例3直接告诉我们该有机物是C、H、O组成。其次，选择正确解题方法。常见的方法有：直接法、最简式法、余数法、方程式法。下面分别具体来进行分析：1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。如给出一定条件下的密度（或相对密度）及各元素的质量比（或质量分数比），求算分子式的途径为：密度（或相对密度） 摩尔质量 1mol气体中各元素原子物质的量 分子式 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。如烃的最简式的求法为：C:H = （碳的质量分数/12）:（氢的质量分数/1）= a:b（最简整数比）最简式为CaHb，则分子式为（CaHb）n，n=M/（12a+b），其中M为烃的式量 3余数法： 用烃的相对分子质量除以14，看商数和余数。MCH2MCxHy=AM14余2 为烷烃除尽 为烯烃或环烷烃差2 为炔烃或二烯烃差6 为苯或苯的同系物 其中商数A为烃分子中碳原子的个数。12M 若烃的类别不确定：CxHy，可用相对分子质量M除以12，看商和余数。即= x 余y，分子式为CxHy。增减法：由一种烃的分子式，求另一种烃可能的分子式可采用增减法推断。即减少一个碳原子必增加12个氢原子；反之，增加一个碳原子要减少12个氢原子。 4方程式法：利用燃烧的化学方程式进行计算推断，要抓住以下关键：气体体积的变化 气体压强的变化 气体密度的变化 混合物平均式量。同时可结合适当的方法，如平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧。规律如下： （1）当条件不足时，可利用已知条件列方程，进而解不定方程，结合烃CxHy中的x、y为正整数，烃的三态与碳原子数相关规律（特别是烃为气态时，x4）及烃的通式和性质，运用讨论法，可简捷地确定烃的分子式。（2）当烃为混合物时，一般是设平均分子式，结合反应方程式和体积求出平均组成，利用平均值的含义确定混合烃可能的分子式。有时也利用平均分子量来确定可能的组成，此时，采用十字交叉法计算较为简捷。（3）两混合烃，若平均分子量小于或等于26，则该烃中必含甲烷。（4）两混合气态烃，充分燃烧后，生成CO2气体的体积小于2倍原混合烃的体积，则原混合烃中必有CH4；若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的物质的量，则原混合烃中必有C2H2。（5）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） 上述四种方法中，我们在使用时候要对号入座，切莫张冠李戴。在实际应用中直接法、方程式法往往用于计算题，而最简式法、余数法用于选择、填空。这是由于几种类型题不同的要求决定。最后，针对例题来具体应用：例2：解：由PVnRT 可知同P.T下密度比等于摩尔质量比，即M=60gmoL在标准状况下，6.72L CO2为0.30 moL，nc=0.30 moL , mH =3.60g生成7.20g H2O，nH=0.80 moL ,mH=0.80gmH + mH =4.40g6.00g,说明该有机物由CHO三种元素组成。在这里我们一定要判断有机物是哪些元素组成。mo=1.6g no=0.1 moL nC： nH ：no =3：8：1 即有机物分子式中三种原子个数比是3：8：1。设有机物分子式是C3xH8xOx余下有两种方法：方法：（根据有机物摩尔质量进行计算推断）123x + 8x + 16x =60 x=1 该有机物能跟金属钠反应放出H2，且分子中只含1个甲基该有机物结构简式是CH3CH2CH2OH方法：（利用燃烧的化学方程式进行计算推断） C3xH8xOx+92 x O23xCO2 + 4xH2O 1 3x 4x6.00g60gmoL 0.30 moL 0.80 moL x=1 该有机物能跟金属钠反应放出H2，且分子中只含1个甲基该有机物结构简式是CH3CH2CH2OH所以在推断分子式时候，如果题目没有说明该有机物的类型，我们一定要先判断其组成元素。而例题1和例题3就无需进行判断组成，所以相对例题2就简单一些，在这里就不再具体解答。当然，还有其