有机物分子式确定方法
有机物分子式和结构式的确定
有机物分子式和结构式的确定有机物是化学中的一个重要分支,它主要研究含碳元素的化合物。
有机物的分子式和结构式是用来描述有机物化学组成和空间构型的重要工具。
下面我将就有机物分子式和结构式的确定进行详细的介绍。
一、有机物分子式的确定:步骤一:根据元素的相对原子质量及元素在分子式中的相对数量,计算出每个元素的相对原子数目。
步骤二:将每个元素的原子数目按照化学符号的顺序写在元素符号的右下角。
步骤三:将写出的元素符号及其相对原子数目按照化学符号的习惯顺序排列,并在各元素符号之间加上符号连接符号。
举例来说,对于乙烯分子(C2H4),可以按照以上步骤确定其分子式。
乙烯分子中含有碳和氢两个元素,根据它们的相对原子质量,可以得到碳的相对原子质量为12,氢的相对原子质量为1、根据乙烯分子中碳和氢的相对原子数目,可以得到碳的相对原子数目为2,氢的相对原子数目为4、将这些数据按照步骤二和步骤三的要求排列,可以得到乙烯分子的分子式为C2H4二、有机物结构式的确定:有机物结构式是用来表示有机物分子中原子间连接关系的化学式。
步骤一:确定有机物分子中各原子的相对位置及连接关系。
步骤二:根据有机物分子的分子式和阴离子的电子离对数,确定有机物分子中各原子间的化学键的种类(如单键、双键、三键等)。
步骤三:根据有机物分子中原子间的连接关系,使用化学键的表示方法(如普通线条、斜线、双线等)来表示有机物分子的结构式。
举例来说,对于乙烯分子(C2H4),可以按照以上步骤确定其结构式。
根据乙烯分子的分子式C2H4,可以确定乙烯分子中含有两个碳原子和四个氢原子。
根据碳原子间的相对位置及连接关系,可以知道乙烯分子中两个碳原子之间存在一个双键,碳原子与氢原子之间存在单键。
根据这些信息,可以使用普通线条来表示乙烯分子的结构式,即H-C=C-H。
总结起来,有机物分子式和结构式的确定是通过确定有机物分子中各原子的种类、个数和原子间连接关系,从而准确描述有机物的化学组成和空间构型。
有机物实验式和分子式的确定
有机物实验式和分子式的确定
1)实验式的确定:通过燃烧法测定水和二氧化碳的质量比,从而测出碳、氢、氧三种元素在该有机物的最简比。
2)分子式的确定
(1)直接法
如果给出一定条件下的密度(或相对密度)及各元素的质量比(或百分比),可直接求算出1mol气体中各元素原子的物质的量,推出分子式。
密度(或相对密度)﹣﹣→摩尔质量﹣﹣→1mol气体中各元素原子各多少摩﹣﹣→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(可用质谱法测定)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:a:b,最简式为C a H b,则分子式为(C a H b)n,n=M/(12a+b)(M为烃的相对分子质量,12a+b为最简式的式量)。
(3)商余法
①用烃的相对分子质量除14,视商数和余数。
A…
其中商数A为烃中的碳原子数。
此法运用于具有确定通式的烃(如烷、烯、炔、苯的同系物等)。
②若烃的类别不确定:C x H y,可用相对分子质量M除以12,看商和余数。
(4)化学方程式法
利用燃烧反应方程式,抓住以下关键:①气体体积变化;②气体压强变化;③气体密度变化;④混合物平均相对分子质量等,同时可结合差量法、平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧来求得有机物的分子式。
根据题意给的条件依据下列燃烧通式所得的CO2和H2O的量求解x、y:
C x H y+(x)O2xCO2H2O
C x H y O z+(x)O2xCO2H2O。
有机物分子式及结构式的确定方法
专题讲座(三) 有机物分子式及结构式的确定方法一、有机物分子式的确定1.最简式的确定。
(1)燃烧法。
则n (C)=m (CO 2)44 g·mol -1,n (H)=m (H 2O )18 g·mol -1×2,n (O)=m 有机物-n (C )×12 g·mol -1-n (H )×1 g·mol -116 g ·mol -1由它们的物质的量之比等于原子个数比可确定最简式。
(2)计算法。
根据有机物中C 和H 的质量分数来计算。
n (C)∶n (H)∶n (O)=w (C )12∶w (H )1∶1-w (C )-w (H )16。
2.相对分子质量的确定。
利用公式:a.M =m n ,b.ρ1ρ2=M 1M 2,c.M =ρ(标况)×22.4 L ·mol -1。
3.分子式的确定。
(1)由最简式和相对分子质量确定。
(2)根据计算确定1 mol 有机物中含有的各原子的数目。
(3)根据相对分子质量计算。
二、有机物结构式的确定1.根据价键规律确定:某些有机物根据价键规律只存在一种结构,则直接根据分子式确定其结构式。
例如C2H6,只能为CH3CH3。
2.通过定性实验确定。
实验→有机物表现的性质及相关结论→官能团→确定结构式。
如能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物分子中可能含有,不能使溴的四氯化碳溶液褪色却能使酸性高锰酸钾溶液褪色的可能是苯的同系物等。
3.通过定量实验确定。
(1)通过定量实验确定有机物的官能团,如乙醇结构式的确定;(2)通过定量实验确定官能团的数目,如1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol气体,则可说明该醇分子中含2个—OH。
4.根据实验测定的有机物的结构片段“组装”有机物。
实验测得的往往不是完整的有机物,这就需要我们根据有机物的结构规律,如价键规律、性质和量的规律等来对其进行“组装”和“拼凑”。
有机化合物分子式的确定
有机化合物分子式的确定有机化合物是由碳原子与氢原子以及其他元素原子通过共价键结合而成的化合物。
在有机化学中,分子式是一种表达化学式的方法,能够准确地表示出化合物分子中各个元素的原子数目和元素种类。
确定有机化合物的分子式是有机化学研究和实验中非常重要的一步,本文将介绍一些常见的确定有机化合物分子式的方法。
一、化学式法化学式法是最基本的确定有机化合物分子式的方法之一。
在已知有机化合物的结构和组成的情况下,根据组分元素的种类和相对原子数确定分子式。
比如,乙酸的化学式为C2H4O2,可根据实验数据和结构确定该化合物的分子式。
二、质谱法质谱法是一种通过测定有机化合物分子中各元素的相对原子质量以及分子中各种元素的相对丰度,来确认有机化合物分子式的方法。
该方法利用质谱仪将化合物分子中的分子离子进行分析,得到质谱图。
通过质谱图中的质荷比,可以推测化合物的分子式。
三、元素分析法元素分析法是利用元素分析仪测量有机化合物中各种元素的含量,从而推算出该化合物的分子式。
该方法需要纯净的有机化合物样品,并通过元素分析结果来推算化合物的分子式。
四、红外光谱法红外光谱法是通过测量有机化合物在不同波段下的吸收峰,来推断化合物中的官能团和结构。
通过研究红外光谱图,可以初步确定有机化合物的分子式。
五、核磁共振法核磁共振法是一种通过测定有机化合物中的核磁共振信号,来确定分子的结构和组成的方法。
该方法利用核磁共振仪测量化合物样品在外加磁场作用下,核自旋状态的变化情况,从而得到有机化合物的分子式。
六、质谱联用技术质谱联用技术是将质谱仪与其他分析仪器结合使用,如气相色谱、液相色谱等。
通过质谱联用技术,可以更准确地确定有机化合物的分子式,提高分析结果的精确度。
综上所述,有机化合物分子式的确定是有机化学中的重要一步。
化学式法、质谱法、元素分析法、红外光谱法、核磁共振法以及质谱联用技术等方法,都可用于确定有机化合物的分子式。
在实际应用中,根据不同的条件和需求选择适合的方法进行分析和确认,以获得准确可靠的分子式结果。
有机物分子式的确定
确定有机物分子式的方法小结一、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),分子式为最简式的整数倍。
有机物最简式的求法为:c b a O H C O N H N C N ::16)(:1)(:12)()(:)(:)(==ωωω(最简整数比),最简式为C a H b O c ,则分子为(C a H b O c )n ,得c b a M n 1612++=(M 为有机物的相对分子质量)。
【例1】某有机物组成中含碳54.5%, 含氢9.1%,其余为氧,又知其蒸汽在标准状况下的密度为3.94 g·L -1,试求其分子式。
【解析】此有机物的摩尔质量为:M=ρ×V m =3.94 g/L×22.4 L/mol = 88 g/mol 。
C 、H 、O 的个数比为:1:4:216%1.9%5.541:1%1.9:12%5.54)(:)(:)(=--=O N H N C N 此有机物的最简式为C 2H 4O ,设其分子式为(C 2H 4O)n 。
则有:M=(12×2+1×4+16)×n=88,解得:n=2。
所以该有机物的分子式为C 4H 8O 2。
二、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。
同例1【解析】此有机物的摩尔质量为:M=ρ×V m =3.94 g/L×22.4 L/mol = 88 g/mol,,所以该有机物的分子式为C 4H 8O 2。
三、燃烧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、物质的量或体积求出 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C x H y O z (z =0为烃),根据燃烧通式:C x H y O z +(x +4y -2z )O 2 −−→−点燃 x CO 2+2y H 2O进行计算,解出x 、y 、z 最后求得分子式。
有机物分子式的确定
有机物分子式的确定
有机物是指以碳元素为基本组成元素的化合物,基本上都在微生物、植物和动物体内发挥重要作用,其中以烃、醛、酮、酰胺和其他衍生物等成分构成。
有机物分子式确定是一项复杂的任务,它涉及到各种反应机理及化学原理的应用,并需要通过合理的化学结构来反映分子结构,以便得到完整的信息。
确定有机物分子式的最常用的方法是利用质谱和红外光谱技术。
其中质谱技术可以得出有机物的分子量大小,从而根据比例关系计算出分子中各元素的原子个数,辅以红外光谱及核磁共振等技术,可以反映分子内原子之间的配位关系,最终计算出有机物的分子式。
当然,确定有机物分子式还需要考虑反应机理,比如氧化反应、还原反应等来引导有机物发展特性,使得有机物的确切结构得以明确解析。
此外,另一种确定有机物分子式的简易方法是基于碳烃序数的概念,其基本思想是碳原子按照其在分子中的序数排列,通过键的数量和类型来代表分子的结构,于是得出的有机物分子式大体接近实际结构,但是比质谱和红外等技术反映的数据要少得多。
在高等化学领域仍了解到并应用这种方法,对于有机物分子式确定是一种简便的方式。
总而言之,有机物分子式确定是一个复杂的过程,需要综合运用化学原理和分析技术,结合具体的反应机制,才能得出准确无误的结果。
尽管大多数人在应用碳烃序数的概念时可以得出基本的有机物分子式,但其仍不能取代质谱、红外光谱及核磁共振等主流分析技术,这些方法可全面而准确地反映出有机物的分子结构。
确定有机物分子式的几种巧妙方法
确定有机物分子式的几种巧妙方法作者:华雪莹来源:《中学生理科应试》2017年第01期在学习有机化学的过程中,经常会遇到有机物分子式的确定问题.对于此类问题只要能够灵活地运用所学的知识,便可快速、准确、巧妙地确定.下面举例说明,希望学生能够从中受到有益的启示.一、直接求分子式此法是根据相对分子质量,直接求出1个有机物分子中所含各原子个数以确定其分子式.例1减弱“温室效应”的有效措施之一是大量地植树造林.绿色植物在叶绿素存在下的光合作用是完成二氧化碳循环的重要一环,已知叶绿素的相对分子质量小于900,其分子中含C为73.8%(质量分数,下同)、含H为8.3%、含O为8.9%,其余为Mg.试确定叶绿素的化学式.解析镁元素的质量分数为1-73.8%-8.3%-6.3%-8.9%=2.7%,因为镁的质量分数最小,但相对原子质量却最大,所以叶绿素分子中镁原子个数最少.因为900×2.7%=24.3,所以1个叶绿素分子中只有1个镁原子,即Mr(叶绿素)= 242.7%=889,所以1个叶绿素分子中所含碳原子个数为889×73.8%12=55;同理求出1个叶绿素分子中所含H、O、N原子的个数依次为74、5、4.故叶绿素的化学式为C55H74O5N4Mg.二从最简式入手求分子式例2某化合物由碳、氢两种元素组成,其中含碳的质量分数为85.7%,在标准状况下11.2 L此化合物气体的质量为14 g,求此化合物的分子式.解析由此化合物在标准状况下11.2 L,质量为14 g,求得此烃的分子量为28,C与H的个数之比为:85.7%12:14.3%1=1∶2,所以此烃的最简式为CH2,分子式为(CH2)n,则有12n+2n=28,解之得n=2,故此烃的分子式为C2H4.三、先求实验式再求分子式此法是根据题给条件求出实验式,再结合相对分子质量或有机物的结构特点,进而确定其分子式.例3A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物,已知A中碳的质量分数为44.1%,氢的质量分数为8.82%.A只含一种官能团,且每个碳原子上最多只连一个官能团,与乙酸发生酯化反应,但不能在相邻碳原子上发生消去反应.请写出A的分子式.解析A中氧元素的质量分数为1-44.1%-8.82% = 47.08%,N(C)∶N(H)∶N(O)=(44.1%÷12)∶(8.82÷1)∶(47.08÷16)=5∶12∶4,所以A的实验式为C5H12O4,因为实验式中H原子已达饱和,所以A的分子式为C5H12O4.四、列方程组求分子式此法是先设有机物的分子式为CxHy或CxHyOz,或根据题目分析出符合条件的物质的分子通式,再通过燃烧方程式或其它方程式列出关于x、y、z的方程组,进而求出分子式.例4将含C、H、O的有机物3.24mg装入元素分析装置,通入足量的O2使它完全燃烧,将生成的气体依次通过盛氯化钙的管A和盛碱石灰的管B,测得A管质量增加了2.16 mg,B 管质量增加了9.24 mg.已知该有机物的相对分子质量为108,试确定该化合物的分子式.解析设该化合物的分子式为CxHyOz,根据CxHyOz+\[(4x+y-2z)/4\]O2点燃xCO2+y/2H2O10844x9y3.24mg9.24mg2.16mg则有1083.24=44x9.24=9y2.1612x+y+16z=108,解之得:x=7,y=8,z=1,所以该化合物的分子式为C7H8O.五、利用除法运算求分子式例5有两种烃A,B,其相对分子质量都是128,其中A易升华,试确定A、B的分子式.解析因为A、B都为烃,用128除以14(即“CH2”的式量)商9余2,故其中一种烃的分子式为C9H20;用128除以12商10余8,故另一种烃的分子式为C10H8.又因为A容易升华为气体,所以A的分子式为C10H8,B的分子式为C9H20.六、利用假设法求分子式此法是根据题意对所给有机物的分子式进行大胆假设,再代入题目进行验证.例6某一元羧酸A,含碳的质量分数为50.0%,氢气、溴、溴化氢都可以与A发生加成反应,试确定A的分子式.解析因A是一元羧酸,则A的结构中含1个-COOH,A能与氢气、溴、溴化氢发生加成反应,故A分子中含有碳碳不饱和键.含碳碳不饱和键的最简单满足上述条件的化合物为丙烯酸和丙炔酸,经验证只有丙烯酸中含碳质量分数为50%,所以A为丙烯酸,分子式为C3H4O2.七、采用讨论的方法求分子式例7有机物A是烃或烃的含氧衍生物,其分子中碳原子数少于5,取0.05 mol A在0.2 mol O2中燃烧,在101℃和1.01×105Pa的条件下,将生成的混合气体依次通过足量的无水CaCl2和足量的碱石灰吸收,减少的气体体积比为2∶1,剩余气体在标准状况下体积为2.24 L,试确定A可能的分子式.解析经分析可知剩余气体可能是O2或CO.(1)若剩余气体为O2,则有机物分子式中碳氢原子个数比一定是1∶4,其组成符合(CH4)xOy,通过计算验证x只能为1,只有CH4符合要求.(2)若剩余气体为CO,则有机物的组成符合C2(CH4)xOy,其燃烧方程式为:C2(CH4)xOy+4O2点燃2CO+xCO2+2xH2O,根据O守恒,有y=4x-6.若x=1,y=-2,无解;若x=2,y=2,分子式为C4H8O2;若x≥3,则碳原子数不少于5,不合题设条件.故A的分子式只可能为CH4或C4H8O2.八、利用原子守恒求分子式例8吗啡和海洛因都是严查禁止的毒品,吗啡分子中含C为71.58%,含H为6.67%,含N为4.91%,其余为O.已知其相对分子质量不超过300,又知海洛因是吗啡的二乙酸酯,试确定吗啡和海洛因的分子式.解析吗啡中氧元素的质量分数为1-71.58%-6.67%-4.91%=16.84%,经对比可知吗啡中含氮原子个数最少.因为300×4.19%=14.73,所以一个吗啡分子中只有一个氮原子.Mr(吗啡)=144.91%=285,利用直接法可求出吗啡的分子式为C17H19O3N.因为吗啡+2CH3COOH→海洛因+2H2O根据原子守恒,求出海洛因的分子式为C21H23O5N.九、利用部分求整体例9某片状有机含氮化合物,在水中溶解度不大(100 g水中溶解不到3 g),但却溶于盐酸或氢氧化钠溶液.其分子量在120~150之间.经元素分析知道,它含氧质量分数为43.5%.试推测该有机物的分子式和相对分子质量.解析因为120(收稿日期:2016-10-22)。
有机物分子式和结构式的确定方法
有机物分子式和结构式的确定方法有机物分子式和结构式的确定方法是化学研究的重要内容之一,它对有机化学的发展和应用起着重要的推动作用。
有机物的分子式和结构式表示了有机物分子中原子的种类、数量以及它们之间的连接方式。
下面将介绍几种确定有机物分子式和结构式的常用方法。
一、元素分析元素分析是确定有机物分子式的最基本方法,其原理是分析有机物样品中的碳、氢、氧、氮、硫等元素的含量,并据此计算出分子中不同元素的比例,从而得到该有机物的分子式。
例如,对于一个有机物样品经元素分析得到的结果为:C62.14%、H10.43%、O27.43%,可以根据C:H:O的比例计算出其分子式为C4H8O。
二、质谱分析质谱分析是一种通过测定有机分子在高真空条件下,通过电子轰击产生的碎片离子的质荷比,以及测定碎片离子的相对丰度,从而确定有机物的分子式和结构的方法。
质谱仪测定到的质荷比,往往能反映出有机分子的相对分子量或碎片离子的相对原子量,通过测出的质谱图的特征峰的相对丰度,可以进一步得到有机物的分子式和一些结构信息。
三、红外光谱分析红外光谱是确定有机物结构的常用方法之一、有机分子在吸收红外辐射时,会引起分子内部化学键的振动、扭转和拉伸等。
每种具有特定化学键类型的振动都会对应产生一个特定的红外吸收峰,从而提供了有机物分子中特定键的信息。
根据吸收峰的位置和强度,可以初步推断有机物中存在的官能团,从而确定有机物的结构类型。
四、核磁共振(NMR)分析核磁共振是一种利用分子中的核自旋能级差异导致的能量吸收和释放现象以及核自旋与周围电子的相互作用来研究分子结构的分析方法。
核磁共振仪测定得到的谱图,包括质子谱、碳谱、氮谱等。
通过对NMR谱图的分析,可以确定有机物中原子的化学环境和化学位移,从而进一步获得有机物分子的结构信息。
五、X射线衍射分析X射线衍射是一种利用波长短于可见光的X射线对物质进行结构表征的方法。
通过对物质样品进行X射线的照射,观察并测定样品产生的衍射图样,然后运用数学方法对衍射峰的位置和强度进行分析,可以确定有机物的晶体结构和分子结构。
有机物分子式的确定方法
有机物分子式的确定方法一,“单位物质的量”法根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。
1.某化合物由碳、氢两种元素组成,其中含碳的质量分数为85.7%,在标准状况下11.2L 此化合物的质量为14g ,求此化合物的分子式.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C xHy O z (Z=0为烃),燃烧通式为CxHyO z +(x+y/4-z/2)O 2 → xCO 2+y/2H 2O【例2】某有机物0.6g 完全燃烧后生成448mL (标准状况)CO2和0.36g 水。
已知该物质的蒸气对氢气的相对密度为30,求有机物的分子式。
四,平均值法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 ___≤C 大 H 小≤H __≤H 大【例3】某混合气体由两种气态烃组成,取0.1 mol 该混合气态烃完全燃烧后得4.48LCO 2(标准状况)和3.6gH2O 则这两种气体可能是( )A .CH4和C 3H 8B .CH4和C 3H 4 C .C2H4和C 3H 4D .C2H2和C 2H 6五,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(CnH2n -2),苯和苯的同系物(CnH2n -6)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CnH 2n ,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。
确定有机物分子式的常用方法
确定有机物分子式的常用方法作者:武丽红来源:《新课程·中学》2011年第08期研究物质的组成是化学研究的重要任务之一,而通过计算求出有机物的化学式则是高中学生必须掌握的基本技能。
现总结出了下列几种确定有机物分子的常用方法,便于高中学生学习和掌握。
1.直接法直接求出1 mol有机物分子中各元素原子的物质的量,即可推出分子式。
如给出一定条件下气体的密度(或相对密度)及各元素的质量比,求算分子式途径:密度(或相对密度)→摩尔质量→1 mol气体分子中各元素原子的物质的量→分子式。
2.实验式法已知有机物分子中各元素的质量比或质量分数及有机物的摩尔质量,确定化学式。
根据各元素的质量比或质量分数确定其实验式,分子式为实验式的整数倍,再根据摩尔质量可确定化学式。
如,最简式为CaHb,则分子式为(CaHb)n,其中,n=摩尔质量/(12a+b)。
3.商余法用烃的相对分子质量除以12,商为碳原子数,余数为氢原子数。
对于衍生物可先用相对分子质量减去C、H以外元素原子的总的相对原子质量,剩余的仍按上述方法进行。
若遇到余数为0或过小,即氢原子数不合理,可以减少1个碳原子增加12个氢原子的方法来变通。
如相对分子质量为124的烃,124/12=10,余4。
C10H4不合理,应该为C9H16。
4.平均值法当烃为混合物时,一般是先假设平均分子式,根据条件求出平均组成,利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式,有时也利用平均相对分子质量来确定可能的组成,此时,采用十字交叉法计算较为简捷。
(1)两混合烃,若其平均相对分子质量小于或等于26,则该烃中必含有甲烷。
(2)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,则原混合烃中必含有CH4,若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的量,则必含有C2H2。
(3)若混合烃气体与足量的氧气充分燃烧后,温度在100 ℃以上,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,氢原子平均数大于4;若体积缩小,氢原子平均数小于4,即必含有C2H2。
高中化学有机物分子式的确定方法
高中化学有机物分子式的确定方法高中有机化学内容,知识脉络比较清晰,有机物的相互转化关系比较容易理清。
但有一部分题目,方法性较强,比如有机物分子式的确定。
有机物分子式的确定是有机化学常考的内容之一,对于刚接触有机化学的高一学生,可以在讲完烃的内容之后,通过对烃分子式的确定来归纳总结,以提高学生解化学题的水平,并且培养他们的化学思维。
高中化学有机物分子式的确定方法一、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. CH4B. C2H4C. C2H2D. 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,高中化学有机物分子式的确定方法二、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):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。
有机物分子式和结构式的确定方法
确定有机物分子式和结构式的分析思路和分析方法一、确定有机物分子式和结构式的分析思路1、有机物组成元素的定性分析通常通过充分燃烧有机物的方式来确定有机物的组成元素,即:2、有机物分子式和结构式的定量分析二、确定有机物分子式的分析方法1、通式法⑴常见有机物的分子通式分子通式⑵方法:相对分子质量n(碳原子数)分子式例题1:某烷烃的相对分子质量为44,则该烷烃的分子式为。
解析:烷烃的通式为C n H 2n+2 ,则其相对分子质量为:14n + 2 = 44 ,n = 3 ,故该烷烃的分子式为:C 3H 82、质量分数法 方法:相对分子质量C 、H 、O 等原子数分子式例题2:某有机物样品3g 充分燃烧后,得到4.4g CO 2 和1.8g H 2O ,实验测得其相对分子质量为60,求该有机物的分子式。
解析:根据题意可判断该有机物分子中一定含有C 和H 元素,可能含有氧元素。
样品 CO 2 H 2O 3g 4.4g 1.8g 则:m(C) = g g 2.144124.4=⨯m(H) = g g 2.01828.1=⨯根据质量守恒可判断该有机物分子中一定含有O 元素,则该有机物分子中C 、H 、O 元素的质量分数依次为:ω(C) =%40%10032.1=⨯ggω(H) =%67.6%10032.0=⨯ggω(O) = 1 - 40% - 6.67% = 53.33%则该有机物的一个分子中含有的C 、H 、O 原子数依次为:N(C) =212%4060=⨯N(H) = 41%67.660≈⨯N(O) =216%33.5360≈⨯ 故该有机物的分子式为C 2H 4O 2 。
3、最简式法方法:质量分数、质量比原子数之比 → 最简式分子式(最简式)n = 分子式有时可根据最简式和有机物的组成特点(H 原子饱和情况)直接确定分子式,如:例题:如例题2 ,该有机物分子中各元素原子的数目之比为: N(C) ∶N(H) ∶N(O) =12%40∶1%67.6∶16%33.53≈ 1∶2∶1故该有机物的最简式为:CH 2O ,则:(12 + 1×2 + 16)× n = 60 ,n = 2 则该有机物的分子式为:C 2H 4O 2 。
有机物分子式的确定
有机物分子式的确定,即是确定有机物分子里所含元素的种类及各原子的数目。
有机物分子式的确定是有机物学习中,最为重要的知识点之一。
关于确定有机物分子式的计算题目,也是有机物计算题目当中的重要考题之一。
那么,如何确定有机物的分子式呢?总体来讲,先得确定有机物的组成元素,然后再确定各原子的数目从而确定有机物的分子式。
下面笔者重点介绍一下在确定有机物分子式的计算当中的一些具体计算方法。
1、确定元素的组成一般来说,有机物完全燃烧后,各元素对应的产物为C→CO2,H→H2O。
若有机物完全燃烧后的产物只有CO2和H2O,则其组成的元素可能为C、H或C、H、O。
欲判断该有机物是否含有氧元素,首先应求出产物中CO2中的碳元素质量及H2O中的氢元素的质量,然后将这两种元素的质量相加,再和原有机物的质量进行比较,若相等,则原有机物中不含氧元素,若不相等则原有机物中必定含有氧元素。
2、确定分子式在确定有机物的组成元素之后,接下来根据题目条件来最终确定这几种元素构成的物质的分子式。
在确定分子式进行计算的时候,通常可以采用以下几种计算方法。
方法一、实验式法(即最简式法)根据有机物的分子式为最简式的整数倍,利用其相对分子质量及求得的最简式便可确定其分子式。
如烃的最简式求法为:例1:某含C、H、O三元素的有机物,其C、H、O的质量比为6:1:8,该有机物蒸汽的密度是相同条件下的H2密度的30倍,求该有机物的分子式。
【解析】该有机物中的原子个数比为故其实验式为CH2O,设其分子式为(CH2O)n,根据题意得:。
则该有机物的分子式为C2H4O2。
方法二、单位物质的量法根据题目中的已知条件,确定有机物的元素组成后,直接求出1mol该有机物中各元素原子的物质的量,即可推算出分子式。
若给出一定条件下该有机物气体的密度(或相对密度)及各元素的质量分数,则求解分子式的基本途径为:密度(或相对密度)→M→1mol有机物气体中各元素原子的物质的量→分子式。
有机物分子式求解的几种方法
有机物分子式求解的几种方法有机化合物是由碳、氢和少量其他元素构成的化合物。
确定有机化合物的分子式是进行有机化学研究和化学合成的基础。
在有机化学中,有几种常用的方法可以用来求解有机物的分子式。
一、元素分析法元素分析法是一种常用的确定有机物分子式的方法。
该方法通过测量样品中元素含量的百分比,然后根据化学计量比例计算出有机物的分子式。
元素分析法的基本原理是根据化学计量的法则,不同的有机化合物中元素的含量必须符合一定的比例。
二、质谱法质谱法是一种通过测量化合物中各个原子的质量谱图来确定分子式的方法。
该方法基于质量-电荷比对化合物中不同原子的质量进行鉴定。
通过质谱仪的分析,可以得到有机物分子的碎片质谱图,并通过分析质谱图来确定有机物的分子式。
三、红外光谱法红外光谱法是一种通过测量有机物在红外光谱范围内的吸收谱来确定分子式的方法。
有机化合物中不同官能团会在特定的波数范围内吸收红外辐射,通过分析红外光谱图谱可以确定有机物中存在的官能团,从而判断有机物的结构和分子式。
四、核磁共振法核磁共振法是一种通过测量有机物中核自旋的共振频率来确定分子式的方法。
该方法基于有机物中不同核自旋的磁场环境不同而产生的共振信号。
通过核磁共振谱图,可以确定有机物中各个原子的化学位移,进而得到有机物的分子式和结构。
以上是几种常用的有机物分子式求解方法,每种方法都有其特点和适用范围。
在实际应用中,可以根据化合物的性质和研究目的选择合适的方法进行求解,以获得准确的分子式和结构信息。
有机物的分子式求解是有机化学研究的重要一步,对于化学合成和性质研究具有重要意义。
有机物分子式的确定
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,各元素对应产物为:C→CO2,H→H2O,Cl→HCl。
某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O,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氧元素,首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O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,原有机物的组成含氧。
2.实验式(最简式)和分子式的区别与联系(1)最简式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。
不能确切表明分子中的原子个数。
注意:①最简式是一种表示物质组成的化学用语;②无机物的最简式一般就是化学式;③有机物的元素组成简单,种类繁多,具有同一最简式的物质往往不止一种;④最简式相同的物质,所含各元素的质量分数是相同的,若相对分子质量不同,其分子式就不同。
例如,苯(C6H6)和乙炔(C2H2)的最简式相同,均为CH,故它们所含C、H元素的质量分数是相同的。
(2)分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。
注意:①分子式是表示物质组成的化学用语;②无机物的分子式一般就是化学式;③由于有机物中存在同分异构现象,故分子式相同的有机物,其代表的物质可能有多种;④分子式=(最简式)n。
即分子式是在实验式基础上扩大n倍,。
3.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他条件→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。
(标况下M=dg/cm3×103·22.4L/mol)(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。
由于x、y、z相对独立,借助通式进行计算,解出x、y、z,最后求出分子式。
[例1] 3.26g样品燃烧后,得到4.74gCO2和1.92gH2O,实验测得其相对分子质量为60,求该样品的实验式和分子式。
有机物分子式结构式的确定和单体的寻找
有机物分子式结构式的确定一、有机物分子式的确定:(一)商余法:已知相对分子质量确定分子式,商数为碳数,余数定种类。
+2 烷烃0 烯烃或环烷烃—2 炔烃或二烯烃或环烯烃—6 苯及其同系物注意:当商数≥9时,可去H 补C 求另类,如:C9H20; C10H8 练习:1.某烃的相对分子质量为114,其可能的分子式是 。
(二)最简式法或摩尔质量法 1、最简式法由各元素的质量分数---------------→各元素的原子个数比---------------→最简式 相对分子质量==n ×最简式的式量注意:有的最简式,没有相对分子质量也可以确定分子式 如:CH 3 、CH 3O 、C 2H 5 、C 2H 5O 等 总结:最简式相同的物质 (1)、C n H 2n 型: (2)、C n H n 型:n=2、4、6、8 (3)、(CH 2O)n 型:n=1、2、3、6 (4)、(C 2H 4O)n 型:n=1、2 (5)、C 3H 4和C 9H 122、摩尔质量法由相对分子质量和各元素的质量分数,确定1mol 物质中各元素原子的物质的量,得出分子式。
)()()()(x x A M w M x n ⨯=注意:相对分子质量的确定方法:(1)定义法:)()()(A A n m A M ==(2)对于气体:4.22)()(⨯=标ρA M (3)相对密度法:)()()()(B A B A M M D ρρ===4)质量分数的变形式:)()()()(A x x M N M x w ⨯= 变形式:)()()()(x x x A w N M M ⨯=14M练习:1、经元素分析后,发现某烃的含碳量为82.76%,氢的质量分数则为17.24%,且相对分子质量为58,试推断该烃的分子式。
(8分)2.(8分)吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。
吗啡分子中C 、H 、N 、O 的质量分数分别为71.58%、6.67%、4.91%和16.84%,已知其相对分子质量不超过300。
有机物确定分子式的方法
例:某化合物 6.4 g 在氧气中完全燃烧,生成 8.8 g CO2 和 7.2 g H2O,下列说法中正确的是( )
A.该化合物含碳、氢两种元素 B.该化合物中碳、氢原子个数比为 1:4 C.无法确定该化合物是否含有氧元素 D.该化合物一定是 C2H8O2
【解析】 n(CO2)=44 g8·.8mgol-1=0.2 mol,知 m(C)=0.2 mol×12 g·mol-1=2.4 g,n(H2O)=18 g7·.2mgol-1=0.4 mol,知 m(H)=1 g·mol
-1×0.8 mol=0.8 g;则 m(C)+m(H)=2.4 g+0.8 g=3.2 g,3.2 g<6.4
g,故该化合物中含氧元素,其质量为 6.4 g-3.2 g=3.2 g,其物质
的量
n(O)= 16
g3·.2mgol-1=0.2
mol。n(C):n(H)
:n(O)=1:4:1,
实验式为 CH4O,分子式一定不是 C2H8O2,因为实验式中 H 原子已 看商数和余数。
③ 余数法:用烃的相对分子质量除以14,看商数和余数。
其中商数A为烃中的碳原子数,此法适用于具有特定通式的烃 如烷烃、烯烃、炔烃、苯和苯的同系物等
余数为2,则为烷烃 除尽则为单烯烃或者环烷烃 差2则为炔烃或者二烯烃 差6则为苯或者苯的同系物
④化学方程式法:利用有机反应中反应物、生成物 “量” 之间的关系求分子式的方法。
确定有机物的分子式
(1)有机物组成元素的推断:
CO2→m(C)
H2O→m(H)
若m(C)+m(H)=m(有机物)→只含C、H
若m(C)+m(H)< m(有机物)→含C、H、O
(2)确定分子式的方法:
确定有机物分子式的几种巧妙方法
确定有机物分子式的几种巧妙方法作者:华雪莹来源:《中学化学》2014年第01期在学习有机化学的过程中,我们经常会遇到有机物分子式的确定问题。
对于此类问题只要我们能够灵活地运用所学的知识,便可快速、准确、巧妙地确定。
下面举例说明,希望同学们能够从中受到有益的启示。
一、直接求分子式此法是根据相对分子质量,直接求出1个有机物分子中所含各原子个数以确定其分子式。
例1减弱“温室效应”的有效措施之一是大量的植树造林。
绿色植物在叶绿素存在下的光合作用是完成二氧化碳循环的重要一环,已知叶绿素的相对分子质量小于900,其分子中含C为73.8%(质量分数,下同)、含H为8.3%、含O为8.9%,其余为Mg。
试确定叶绿素的分子式。
二、先求实验式再求分子式此法是根据题给条件求出实验式,再结合相对分子质量或有机物的结构特点,进而确定其分子式。
五、利用假设法求分子式此法是根据题意对所给有机物的分子式进行大胆假设,再代入题目进行验证。
例5某一元羧酸A,含碳的质量分数为50.0%,氢气、溴、溴化氢都可以与A发生加成反应,试确定A的分子式。
解析因A是一元羧酸,则A的结构中含1个-COOH,A能与氢气、溴、溴化氢发生加成反应,故A分子中含有碳碳不饱和键。
含碳碳不饱和键的最简单满足上述条件的化合物为丙烯酸和丙炔酸,经验证只有丙烯酸中含碳质量分数为50%,所以A为丙烯酸,分子式为C3H4O2。
六、采用讨论的方法求分子式例6有机物A是烃或烃的含氧衍生物,其分子中碳原子数少于5,取0.05 mol A在0.2 mol O2燃烧,在101℃和1.01×105 Pa的条件下,将生成的混合气体依次通过足量的无水CaCl2和足量的碱石灰吸收,减少的气体体积比为2∶1,剩余气体在标准状况下体积为2.24 L,试确定A可能的分子式。
八、利用部分求整体例8某片状有机含氮化合物,在水中溶解度不大(100 g水中溶解不到3 g),但却溶于盐酸或氢氧化钠溶液。
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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):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)O2→xCO2+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=10……8,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30mL,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CxHy
CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+y/2H2O 体积差
1 x+y/4 x 1+y/4
20mL 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。