第三节有机物分子式和结构式的确定的习题

1、第三节 有机物分子式和结构式的确定的习题2005年3月16日有机物分子式的确定方法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

2、： 用烃的相对分子质量除以14，看商数和余数。其中商数A为烃分子中碳原子的个数。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

3、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

4、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）1、常温常压下，等质量的以下各烃分别在足量的O2充分燃烧，消耗O2最多的是( )；等物质的量的下列各烃分别在足量O2中充分燃烧，消耗O2最多的是( )A、甲烷 B、乙烯 C、丙炔 D、丁烷2、1.01105Pa，120时，某气态烃在密闭容器中与过量O2混和点燃，完全反应后，保持温度，压强不变，体积增大的是( )A、CH4 B、C2H6 C、C3H4 D、C2H23、充分燃烧等物质的量的下列有机物，在相同条件下需要氧气最多的是( )A、C4H8O2

5、B、C4H10 C、C2H6O2 D、C2H24、充分燃烧等质量的下列各组有机物，在相同条件下需O2的体积不完全相同的一组是( )A、乙炔、苯 B、乙醇、甲醚(CH3-O-CH3)C、丙炔、异丙苯 D、环丙烷、丙醇5、某有机物在氧气中完全燃烧时，其蒸气与消耗的氧气及生成的二氧化碳在同温同压下的体积比为143，该有机物不可能是( )A、C3H4 B、C3H8O2 C、C3H6O D、C3H6O26、一定量的某有机物完全燃烧后，将燃烧产物通过足量的石灰水，经过滤可得沉淀10g，但称量滤液时，其质量只比原石灰水减少2.9g，则此有机物可能是( )A、乙烯 B、乙二醇 C、乙醇 D、乙醚7、经测定C3

6、H7OH和C6H12组成的混合物中氧的质量分数为8%，则此混合物中氢的质量分数是( )A、78% B、22% C、14% D、13%8、某有机物含C52.2%，含H13.0%；该有机物1g与足量金属钠反应，标况下生成0.243LH2，则该有机物的分子式为( )A、C2H6O B、C2H4O2 C、CH4O D、C4H10O9、某共价化合物含碳、氢、氮三种元素，已知其分子内的4个氮原子排列成内空的四面体结构，且每2个氮原子间都有1个碳原子，分子中无C-C、C=C、CC键。则此化合物的化学式是（ ）A、 B、 C、 D、 10、在一定条件下，由A和B两种有机物组成的气态混合物，无论A、B的含量如何

7、改变，安全燃烧10mL时，消耗氧气的量也不改变，则这两种有机物可能是（ ）A、 、 B、 、 C、 、 D、 、 11、已知胰岛素中硫的质量分数为34，胰岛素的相对分子质量为5734，则每个胰岛素分子所含的硫原子数为_。12、某气态碳氢化合物中碳的质量分数为857，1mol该烃含电子32mol，则化合物的分子式为_。13、吗啡是严格查禁的毒品。吗啡分子含C71.58%、H 6.67%、N4.91%，其余为O。已知其相对分子质量不超过300。则吗啡的相对分子质量为_，吗啡的分子式为_。14、已知某碳氢化合物A的分子中：有6个碳原子每个碳原子都以3个键长相等的等键分别跟其他3个碳原子相连，形成2个

8、90的碳碳碳键角和1个60的碳碳碳键角。根据以上事实判断： （1）A的化学式为_。（2）分子中（填“有”或“无”）_碳碳双键。（3）A的结构可表示为（只要求画出碳架的空间结构，不要求写出C、H的符号）参考答案1、A ；D 2、B 3、B 4、D 5、D 6、BC 7、C 8、A 9、A 10、AD11、6 12、C4H8 13、285；C17H19NO3 14、C6H6 ；无 ；确定有机物的分子式是历年高考热点之一，经常在选择题、填空题中出现，常见的方法有：一、直接求算法直接计算出1mol气体中各元素原子的物质的量，推出分子式。步骤为：密度(或相对密度)摩尔质量1mol气体中各元素的原子个数分

9、子式。例1.0.1L某气态烃完全燃烧，在相同条件下测得生成0.1LCO2和0.2L水蒸气且标准状况下其密度为0.717g / L,该烃的分子式是：( )A. CH4 B. C2H4 C. C2H2 D. C3H6解析:由M=0.717g /L*22.4 L/mol=16 g/mol,可求N(C)= 0.1 L/0.1 L=1, N(H)= 0.2 L*2/0.1 L=4,即1mol该烃中含1mol C, 1mol H,则其分子式为CH4,二、最简式法通过有机物中各元素的质量分数或物质的量，确定有机物的最简式(即各原子最简整数比)，再由烃的相对分子质量来确定分子式。烃的最简式的求法为：N(C):

10、N(H)=(碳的质量分数/12):(氢的质量分数/1)=a:b(最简整数比)。例1.某气态烃含碳85.7%，氢14.3%。标准状况下，它的密度是1.875 g /L，则此烃的化学式是_。解析：由M=1.875g /L*22.4 L/mol=42g/mol, N(C):N(H)=( 85.7%/12):(14.3%/1)=1:2, 最简式为CH2，该烃的化学式可设为(CH2)n，最简式式量为14，相对分子质量为42，n=3,此烃为C3H6。练习：某烃完全燃烧后生成8.8gCO2和4.5g水。已知该烃的蒸气对氢气的相对密度为29，则该烃的分子式为_。答案：C4H10注意:某些特殊组成的最简式,可直

11、接确定其分子式。如最简式为CH4的烃中，氢原子数为四,已经饱和，其最简式就是分子式。三、通式法若已知烃的种类可直接设，烷烃设为CnH2n+2, 烯烃设为CnH2n,炔烃设为CnH2n-2,苯及苯的同系物设为CnH2n-6;若为不确定分子则设为CxHy.例1.若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需用3 mol O2，则( )A. x=2,y=2 B. x=2,y=4 C. x=3,y=6 D. x=3, y=8解析：由烃的燃烧方程式CxHy+(x+y/4)O2xCO2+y/2H2O，依题意x+y/4=3，y=12-4x，代入验证，符合选项为x=2,y=4，选B。四、商余法方法一：用烃的相对分子

12、质量除以14，看商数和余数。其中商数A为烃分子中碳原子的个数方法二：若烃的类别不确定，可用相对分子质量M除以12，看商数和余数。例1. 某有机物A的相对分子质量为128，若A是烃，则它的分子式可能是_。解析：用方法二做，128/12=108，则分子式为C10H8，但也可能10个12中的一个12为12个氢，则分子式为 C9H20。因此，可能的分子式为C10H8或C9H20。五、平均值法当烃为混合物时,一般是设平均分子式,结合反应方程式及其他条件求出平均组成,利用平均值的含义确定混合烃可能的分子式.例1. 20mL两气态烃组成的混合物，跟足量O2混合后完全燃烧，当产物通过浓H2SO4体积减少30m

13、L，然后通过碱石灰体积减少40mL(气体体积均在同温同压下测得)，问：这种混合物的组成可能有几种?解析：N(C)= 0.04 L/0.02 L=2, N(H)= 0.03 L*2/0.02 L=3,即该烃分子式为C2H3。此烃中必含C2H2，其组成可能为C2H2和C2H4或C2H2和C2H6。另外，有时也利用平均相对分子质量来确定其可能的组成，此时，采用十字交叉法计算较为简捷。若两混合气态烃，平均相对分子质量小于或等于26，则该烃中必含有甲烷。练习：两种气态烃的混合物，在标准状况下其密度是1.16g /L，则关于此混合物的组成说法正确的是( )A. 一定有甲烷B. 一定有乙烷组成C. 可能是甲

14、烷和戊烷的混合物D. 可能是乙烷和丙烷的混合物答案：A.六、差量法利用燃烧的化学方程式，通过反应前后气体体积的变化确定分子式。例1. 室温时，20mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到室温，气体体积减少了50mL，剩余气体再通过苛性钠溶液，体积减少了40mL。则该气态烃的分子式。解析：设气态烃分子式为CxHyCxHy+(x+y/4)O2xCO2+y/2H2O 体积差1x+y/4x 1+y/420mL 40mL 50mL求得x=2,y=6，其分子式为 C2H6。练习：120时，1体积某烃和4体积O2混合，完全燃烧后，恢复到原来的温度和压强，体积不变，则该烃所含的碳原子数

15、不可能是( )A. 1 B. 2 C.3 D.4答案: D注意，温度在100以上时，气态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;若总体积增大，则原混合烃中的氢原子平均数大于4;若总体积减小，则原混合烃中的氢原子平均数小于4，必含有C2H2。烃类燃烧前后气体总体积的变化与分子中的碳原子数无关，主要取决于烃分子中的氢原子数及水的状态。小结：对于确定烃分子式的题目，要注意分析题目所给条件，再选择适当的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

16、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。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。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。如烃和烃的含氧衍生物的通式可设为CxHyOz(Z=0为烃)，燃烧通式为CxHyOz+（x+y/4z/2）O2 xCO2+y/2H2O四，平均值法

17、根据有机混合物中的平均碳原子数或氢原子数确定混合物的组成。 平均值的特征为： C小 C大 H小 H大 五，商余通式法（适用于烃类分子式的求法）根据烷烃（CnH2n+2），烯烃和环烷烃（CnH2n），炔烃和二烯烃（CnH2n2），苯和苯的同系物（CnH2n6）的通式可以看出这些烃类物质的分子中都有一个共同的部分为CnH2n，这部分的式量为14n，因此用烃的分子量除以14就可以得到分子所含碳原子数即n值，再根据余数就可以求得烃的分子式。其规律为：Mr/14能除尽，可推知为烯烃或环烷烃Mr/14余数为2，可推知为烷烃Mr/14差2可推知二烯烃或炔烃 Mr/14差6可推知为苯或苯的同系物六，区间法根据

18、有机物燃烧耗O2量的上下限值及有机物通式列出不等式进行求解确定其分子式。七，讨论法当反应物的相对用量不确定或条件不足时应根据有机物的状态或分子式中碳原子或氢原子数为正整数等这些条件来讨论有机物的分子式。第5讲 有机物分子式的确定考点点拨在确定有机物化学式时要做到几个相结合，即课本知识（特别是典型反应）与信息给予反应相结合（新旧联系）、定性与定量相结合、正向思维与逆向思维相结合，最大限度挖掘题给条件，特别是隐藏的信息，加强思维的灵活性，做到左右逢源，运用自如。 智能整合1、有机物化学式的确定步骤可按如下路线进行：2、其中涉及以下方法：基本方法、物质的量比法（又称摩尔比法）、燃烧规律法、商余法、平

19、均分子式法、设“1”讨论法、分子组成通式法、等效转换法、官能团法、残基分析法、不饱和度法以及综合分析法等3、在有机信息题中，有一种是“给方法”的信息迁移。“给一种方法”是信息迁移题的走向，1994年高考科研测试题中出现，此方法又一次在1996年全国高考题计算题中运用，近年一直为人们所重视，该方法不仅适用于有机物分子式的计算，也适用于无机化合物化学式的确定。解这类题，考生必须认真领会题中所给信息中的思想方法，理解这些方法对考生来说并不是很容易，它要求考生有较强的思维能力和逻辑推理能力，因此考生在平时练习中要多从思想方法上考虑，努力提高思维能力，认识题目的“神似”。典例解析典型例题1（、一定状况下

20、，8gA和17gB的混合物气体体积为672mL。相同状况下，4g和14gB的混合物气体体积为448mL，A、B可能是下列各组合中的 A.乙烯和乙炔 B.乙炔和苯 C.甲烷和甲醇 D.环己烷和1-丁烯典型例题2（2000江苏预赛）碳碳双键与臭气反应，接着再用ZnH2O还原可得到羰基化合物：某液态有机化合物A，其蒸气对氢气的相对密度为53.66；A经元素分析得知含碳88.82%，含氢11.18%。2.164克A与6.392克溴（溶在CCl4中）能完全反应生成化合物B。1molA经臭气氧化再还原水解得1mol 和1mol 。（1）写出化合物A和B的各一种可能的结构简式（用键线式表示）。（2）写出有关

21、反应方程式及必要的计算过程。思路分析（1） （2）A的分子量1.0079253.66108.17分子中含碳原子数为：108.1788.82%12.0118分子中含氢原子数为：108.1711.181.007912所以分子式为C8H12 （2分）因为 2.164gA相当于6.392gBr2相当于所以A分子中应有2个双键或一个叁键，还有一个不饱和度可能为一单环。又因为A臭氧化还原水解产物恰好为17个碳原子与C8H12相应，又从产物之一有3个醛基，可知A分子中有两个双键，且定位如下：。2Br2CCl4 典型例题3（2004南通二模）由A、B两种物质组成的混合气体，其平均相对分子质量随A的物质的量分数

22、变化关系如右图所示。（1）A的相对分子质量为 。（2）若测得混合气体中仅含两种元素，A、B都是无机物时，化学式分别为 、 ，A、B都是有机物时，化学式分别为 、 。（3）某混合气由A、B等体积混合而成，将其与适量氧气混合，引燃后反应物均无剩余，将产物依次通过足量浓H2SO4（减少的体积恰好等于消耗氧气的体积、足量碱石灰（体积减半），又知通过浓H2SO4与通过碱石灰所减少的气体体积之比为52。气体体积均在105和1.01105Pa条件下测定的，据此确定混合气体的组成。思路分析（1）、（2）略（3）根据题意，混合气体平均相对分子质量为37；水蒸气和CO2的体积比为52；产物中的CO2和CO物质的量

23、相等，设混合气体的平均组成为CxHyOz ，则有：CxHyOz+y/2O2x/2 CO2+ x/2 CO+ y/2H2O z+y=x+ x/2+ y/2 12x+y+16z=37 y/2 x/2 = 52得：x=2 y=5 z=0.5所以混合气体的平均分子式为：C2H5O0.5结合A、B的相对分子质量为44和30，可推得此混合气体可能为：C3H8和CH2O或C2H4O和C2H6参考答案(1) 44 (2) N2O、NO ， C3H8、C2H6 (3) C3H8和CH2O或C2H4O和C2H6典型例题4（2002年春季高考）（1）由2个C原子、1个O原子、1个N原子和若干个H原子组成的共价化合物

24、，H的原子数目最多为个，试写出其中一例的结构简式。（2）若某共价化合物分子只含有C、N、H三种元素，且以 n(C)和n(N)分别表示C和N的原子数目，则H原子数目最多等于。（3）若某共价化合物分子中只含有C、N、O、H四种元素，且以n(C)，n(N)和n(O)分别表示C、N和O的原子数目，则H原子数目最多等于 。思路分析 由于O原子能以两个价键（-O-）形式插入分子中，所以这不会影响H原子数目。同理N原子可形成-NH-插入分子链中，显然分子中每增加一个N原子，H原子即增多1个，所以分子中出现n(N)个N原子，H原子数目最多为2n(C)n(N)2。该题还可以用不饱和度的知识来解： 令=1+N(C

25、)-=0 即有n(H)=2n(C)n(N)2。参考答案 （1）7； （2）2n(C)n(N)2 （3）2n(C)n(N)2典型例题5（2004南通四县联考）有机物的结构式中，四价的碳原子以一个、两个、三个或四个单键分别连接一、二、三或四个其它碳原子时，被分别称为伯、仲、叔或季碳原子。若其数目分别a、b、c、d用表示：（1）对烷烃（除甲烷外），下列说法正确的是 Aa的数目与b的数目的大小无关 Bc增加1，a就会增加3 Cd增加1，a就会增加2 Db增加1，a就会增加2（2）若某烷烃分子中，b=c=d=1则满足此条件的该分子的结构可能有 种，写出其中一种的名称 。 （3）用6个叔碳原子和6个伯碳原

26、子（其余为氢原子）建造饱和烃的结构式可能的形式有 种（不考虑顺反异构和光学异构），请列出其中几种（不少于五种）。(4) 只用8个叔碳原子，其余的为氢原子建造一个不含烯、炔键的烃的结构简式。思路分析根据氢原子必有：3a+2b+c = 2（a+b+c+d）+2 即：a = c + 2d + 2 ，故（1）中A、C正确。余略参考答案（1） AC（2）3 ， 2，2，3三甲基戊烷（或2，3，3三甲基戊烷或2，2，4三甲基戊烷）（3）9 ，略。（4）立方烷等合理的均可。知能训练5、由苯乙烯（）和羟基乙酸乙酯（）OH组成的混合物中，若碳元素的质量分数为70%，那么氢元素的质量分数约为 （A）4.6% （B

27、）7.7% （C）15.6% （D）无法计算6、毒品一直影响社会安定。吗啡与海洛因都是被严格查禁的毒品，已知吗啡的分子式是C17H19NO3，海洛因是吗啡的二乙酸酯，则海洛因的分子式是A.C21H23NO3 B.C21H22NO5 C.C21H23NO5 D.C21H27NO79、两种有机物以一定比例混合，一定条件下在aLO2(足量)中燃烧，充分反应后恢复到原状态，再通过足量Na2O2层，得到气体仍是aL,下列混合有机物中可能符合此条件的是ACH4 C2H4 BCH3OH CH3COOH CC2H6 HCHO DHCOOH CH3COOCH311、燃烧某一类有机物，消耗氧气与所生成的二氧化碳的物质的量相等则：（1）该类有机物符合的通式为：_；（2）该类有机物中式量最小的A是_（填化学式），A能与_（填试剂名称）反应，生成银白色金属；（3）符合条件的物质B式量为A的三倍，能够发生分子内酯化反应，分子内有一个甲基，其结构简式为：_；物质B还可以发生分子间脱水反应生成一种对环境友好的高分子材料（可自动降