有关有机物计算

第三节有关有机物计算【说明】在有机化学中，定量计算的内容主要包括：根据反应方程式，特别是要有机物燃烧的反应，计算有关反应物和生成物的量；根据有关物质的量值，判断有机分子中官能团的数目；或利用有机分子中官能团的数目，计算相对分子质量或其它有关的量值；通过定量计算判断有机物的分子组成。

【误点及纠错】1．审题不清，错选选项。

【题例】质量相同的下列烃完全燃烧时耗氧量最多的是（）A、CH4B、C2H4C、C3H4D、C6H6【纠错】设该烃的分子式为C x H y根据烃燃烧反应的方程式：C x H y+ (x + )O2xCO2 + H2O(液)相同物质的量的烃燃烧时耗氧量的大小决定于x+y/4选择D。

实际相同质量的烃燃烧时，含氢质量分数越大，耗氧量越大，应选择A作为本题的正确答案。

2．有机物完全燃烧条件不明确【题例】（96全国）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，该烃分子式中所含的碳原子数不可能是( D)A. 1B. 2C. 3D. 4【纠错】设该烃的分子式为C x H yC x H y+ (x + )O2xCO2 + H2O(气)△V1(x + )x(1－)由于燃烧前后体积不变,则(1－)=0,即求得y=4同时，根据烃在O2中完全燃烧，所以O2是适量或过量的。

故有：(x+)≤4 将y=4带入即得x≤3。

所以选择正确答案D。

易错点:许多同学因为对烃反应前后温度都是1200C,所以H2O为气态,要计体积,在相同状况下气体的体积比就等于气体物质的物质的量之比,则无论O2是否过量,每1体积C X H Y只与X+Y/4体积O2反应,生成X体积CO2和Y/2体积水蒸气,体积变量肯定为1-Y/4,只与分子式中氢原子数量有关.即由于反应前后体积不变,即1-Y/4=0,立刻得到分子式为C X H4,同时对完全燃烧条件(x+ )≤4的判断不明确，单纯将含碳由1至4的各种烃的分子式代入燃烧方程,运算量大而且未必将所有可能性都找得出。

错选C或B或A。

3．有机物通式和混合物平均化学式的判断不清。

【题例】：某混合物由乙、苯、苯乙烯和乙醛组成，混合物中碳的质量分数为72%，则氧的质量分数为（）A 19.6%B 28%C 22%D 无法计算【纠错】:混合物写成:C 2H 2 C 6H 6 C 8H 8 C 2H 4O即可表示为(CH)x(H 2O)y,则氧的质量分数为:w(O)=1-72%×=19.6%。

容易出错的是学生解题时不能根据两机物的化学式写出混合物的化学式（CH ）x(H 2O)y ，由含碳质量分数72%，求出氢的质量分数为6%，从而求出氧的质量分数为22%而造成错选C 。

4．反应过程不明确,物质量判断错误。

【题例】：（91三南）将100 mL H 2、C 2H 6和CO 2的混和气体与300 mL O 2混和点燃，经充分反应并干燥后，总体积减少100 mL 。

再将剩余的气体通过碱石灰吸收，体积又减少100 mL 。

上述体积均在同温同压下测定。

求原混和气体中各组分的体积。

【纠错】. 正确解答：设原混和气体中H 2、C 2H 6、CO 2的体积分别为V 1、V 2、V 3。

由题意得：V 1＋V 2＋V 3＝100 mL ①根据化学方程式：2H 2＋O 2＝2H 2O ； 2C 2H 6＋7O 2＝4CO 2＋6H 2O产物经干燥后由H 2燃烧而引起的体积减少为V 1＋0.5V 1＝1.5V 1由C 2H 6燃烧而引起的体积减少为 V 2＋3.5V 2－2V 2＝2.5V 21.5V 1＋2.5V 2＝100 mL ②由C 2H 6燃烧而产生的CO 2体积为2V 22V 2＋V 3＝100 mL ③解①、②、③联立的方程组，得V 1＝25 mL ；V 2＝25 mL ；V 3＝50 mL错误解答：混合物燃烧经充分反应并干燥后，总体积减少100 mL ，认为这100 mL 就是生成的水的体积而求解。

设H 2、C 2H 6和CO 2的体积分别为2x 、2y 和z2H 2 ＋ O 2 ＝ 2H 2O ∆V2x x 0 (2x ) 3x2C 2H 6 ＋ 7O 2 ＝ 6H 2O ＋ 4CO 2 ∆V2y 7y 0 (6y ) 4y 5yCO 2 O 2 CO 2z 200 100 mL z 100 mL(巧合)100 mL 300 mL 100 mL2x ＋2y ＋z ＝ 100x ＋7y ＋200 ＝ 100 或 2x ＋6y ＝ 1004y ＋z ＝ 100解得：2x ＝ 2y ＝ 25 mL ，z ＝ 50 mL5．平均相对分子质量的理解和常见有机物相对分子质量了解不够。

【题例】烯烃A 中混有烷烃B,在120C 时A 和B 的气体混合物对H 2相对密度为12,取此混合气体1L 与4L 氧气一起放入一密闭容器中,测得其压强为1.01×105Pa,用电火花引燃,使两种烃都充分氧化,待温度恢复到反应前时,测得其压强为1.0×1.01×105Pa,问A 、B 各是什么烃？【纠错】混合物平均分子量为24212=⨯=M ,根据21M M M <<,所以,烷烃为CH 4。

又因为CH 4燃烧前后物质的量不变，所以压强改变是烯烃燃烧所致。

设烯烃为C n H 2n ,体积为xL ，则有：)(232222气O nH nCO O n H C n n +→+ 体积增大 1 23n n n 2n-1-23n =2n -1 x 23n nx nx (2n -1)x 根据题意得方程：04.11)12(4141=-+++x n 化简得：nx-2x=0.4 ① 16(1-x)+14nx=24 ② 解①、② 联立方程得：x=0.2,n=4,即有机物A 为C 4H 8，含量为20%（物质的量分数） 易错点：根据有机物平均相对分子质量的判断，确定混合物中的烷烃为甲烷。

即混合物平均分子量为24212=⨯=M ,根据21M M M <<,所以,烷烃为CH 4。

而分别设烷烃的通式C n H 2n+2和烯烃C n H 2n 的通式求解。

6．有机物燃烧燃烧产物判断不正确。

【题例】0.2 mol 有机物和0.4 mol O 2在密闭容器中燃烧后的产物为CO 2、CO 和H 2O （g ）。

产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8 g ；再通过灼热CuO 充分反应后，固体质量减轻3.2 g ；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6 g 。

（1）判断该有机物的化学式。

（2）若0.2 mol 该有机物恰好与4.6 g 金属钠完全反应，试确定该有机物的结构简式。

【纠错】m(H 2O)=10.8g n(H 2O)=0.6mol由气体通过灼热CuO 充分反应后，固体质量减轻3.2 g 得出n(CO)=0.2mol,由此反应生成的CO 2为0.2mol碱石灰质量增加17.6 g ,则CO 2的总物质的量为0.4mol ，得出燃烧生成的CO 2为0.2mol由以上得出0.2 mol 有机物和0.4 mol O 2在密闭容器中燃烧后的产物为0.2mol CO 2、0.2mol CO 和0.6mol H 2O （g ），推断出该有机物的化学式为C 2H 6O 2。

根据0.2 mol 该有机物恰好与4.6 g 金属钠完全反应，即有机物和金属钠的物质的量之比为1：1，得出该有机物中含有一个羟基。

从而推出有机物的结构简式为：CH 3-O-CH 2OH.易错点：学生把气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6 g ，即CO 2的总物质的量为0.4mol 就是有机物燃烧生成的CO 2质量而造成错解。

即求得该有机物的化学式为C 3H 6O 4。

7．有机化学反应方程式不明确【题例】（97全国）A 、B 都是芳香族化合物，1 mol A 水解得到1 mol B 和1 mol 醋酸。

A 、B 的相对分子质量都不超过200，完全燃烧都只生成CO 2和H 2O 。

且B 分子中碳和氢元素总的质量百分含量为62.5%(即质量分数为0.652)。

A 溶液具有酸性，不能使FeCl3溶液褪色。

(1) A、B相对分子质量之差为________________。

(2) 1个B分子中应该有________个氧原子。

(3) A的分子式是____________。

(4) B可能的三种结构简式是：______________、______________、_____________。

【纠错】A水解后得B和醋酸，一般可推知A为酯，从酯的水解通式A+H2O→B+CH3COOH 可知，A与B的相对分子质量差为醋酸与水的相对分子质量差，即60－18＝42。

初步判断A为酯，又知A有酸性但没有酚羟基，故只能是羧基，这样A中至少含四个氧原子，A水解后得到的B至少含三个氧原子。

若B中有三个氧原子，由B中氧元素的质量分数为1－0.652＝0.348，可求得B 的相对分子质量为16×3/0.348=138，则A的相对分子质量为138+42=180，可能。

若B中有四个氧原子，可求得B的相对分子质量为16×4/0.348=184，则A的相对分子质量为184+42=226>200，而题设A、B相对分子质量均不超过200，故不可能。

所以，B中只能有3个氧原子，则A中只能有4个氧原子，A、B的相对分子质量分别为180与138。

B的相对分子质量是138，去掉3个氧原子得90，相当于C7H6，所以B是C7H6O3，则相应A是C9H8O4。

B是酯除醋酸以外的水解产物，故B中有苯环、羟基、羧基。

由此，结合B的分子式则结构可写。

(1) 42 (2) 3 (3) C9H8O4(4)易错点：没有从酯的水解通式A+H2O→B+CH3COOH考虑，想当然地认为A、B相对分子质量之差为60。

8．有机物最简式概念不明确【题例】取3.40g只含烃基不含其他官能团的液态饱和多元醇,置于5.00L氧气中,经点燃醇完全燃烧,反应后气体体积减少0.56L。

将气体经CaO吸收，体积又减少2.80L（所有体积均在标准状况下测定）.（1）醇中的C、H、O物质的量分别为C____mol、H____mol、O___mol；该醇中C、H、O的原子数之比为______.（2）由以上比值能否确定该醇的分子式？_________,其原因是_________________.（3）如果将该多元醇的任意一个烃基换成一个卤原子。

所得到的卤代物只有一种，试写出该饱和多元醇的结构简式。

【纠错】将气体经CaO吸收，体积又减少2.80L,即为燃烧后的CO2。

3.40g醇中C的物质的量为0.125mol由反应:醇 + O2→ CO2 + H2O,在标准状况下,醇和水都是液态。