有机物分子式的确定 规律总结

有机物分子式的确定

一．有机物组成元素的判断

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。

二、有机物分子式的确定

1、根据最简式和分子量确定分子式

例1：某有机物中含碳40%、氢6.7%、氧53.3%，且其分子量为90，求其分子式。

例2:某烃中碳和氢的质量比是24∶5，该烃在标准状况下的密度是2.59g/L，写出该烃的分子式。

注意：(1)某些特殊组成的最简式，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。例如最简式为CH3的在机物，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，最简式为CH3O的有机物，当n=2时，其分子式为C2H6O2 (2)部分有机物的最简式中，氢原子已达饱和，则该有机物的最简式即为分子式。例如最简式为CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有机物，其最简式即为分子式。

2、根据各元素原子个数确定分子式

例1：吗啡分子含C：71.58% H：6.67% N ：4.91% , 其余为氧，其分子量不超过300。试确定其分子式。

例2:实验测得某烃A中含碳85.7%，含氢14.3%。在标准状况下11.2L此化合物气体的质量为14g。求此烃的分子式。

3、根据通式确定分子式

烷烃CnH2n+2 烯烃或环烷烃CnH2n

炔烃或二烯烃CnH2n-2 苯及同系物CnH2n-6

用CnH2n-x（-2≤x≤6）和相对分子量可快速确定烃或分子式

如某烃的相对分子质量为M，则有：12n+2n-x=M，整理得x=14n-M,

当x=-2时，则为烷烃；

当x=0时，则为烯烃或环烷烃；

当x=2时，则为炔烃或二烯烃；

当x=6时，则为苯及同系物。

例：已知某烃的相对分子量为56，且此烃碳原子数为4，确定此烃的结构简式？

根据燃烧产物CO2和H2O的相对大小来判断烃或混合烃的组成．

分析主要各类烃燃烧生成的CO2和H2O量的关系：

烷烃C n H2n＋2～nCO2 ～(n＋1)H2O

烯烃C n H2n～nCO2～nH2O

炔烃C n H2n－2～nCO2 ～(n－1)H2O

苯及其共同物C n H2n－6～nCO2～(n－3)H2O

4、商余法确定分子式

①M/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H原子数。

②若H原子个数未达到饱和，则将碳原子数依次减少一个，每减少1个碳原子即增加12个H原子，直到分子中H原子数达到饱和。

例：相对分子量为128的烃的分子式是什么？

5、根据化学方程式确定分子式

利用燃烧的化学方程式进行计算推断，要抓住以下关键：

①气体体积的变化②气体压强的变化③气体密度的变化④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。

例有A、B两种气态烃组成的混合气体，对H2的相对密度为17．常温常压下，取这种混合气体10 mL与80 mL O2（过量）混合，当完全燃烧后恢复到原状态，测得气体的体积为70 mL.

求：(1)混合气体的平均组成；(2)两种烃的可能组成及体积比．

解得x＝2.5.

平均组成为C2.5H4．由此可知一定含有炔烃．

可能的组合及体积比为：

（2）两混合烃，若平均分子量小于或等于26，则该烃中必含甲烷。

（3）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。

（4）（温度在100℃以上）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。

根据混合链烃完全燃烧生成的nCO2和nH2O的多少来判断混合烃的可能组成．(1)当nH2O＞nCO2时，一定会有烷烃，也可能有烯烃、炔烃．

可能组合及各类烃的关系：

(2)当nH2O＝nCO2，其可能的组合为

①均为烯烃

(3) 当nCO2＞nH2O可能组合，则一定有炔烃．

思考：以上的各种关系如何推出？

提示：设烷烃含x mol，烯烃含y mol，炔烃z mol.

每一种烃燃烧生成的nH2O－nCO2＝△n

C n H2n＋2～nCO2＋(n＋1)H2O △n1

1 1

x x

C n H2n～nCO2＋nH2O △n2

1 0

y 0

C n H2n－2～nCO2＋(n－1)H2O △n3

1 －1

z －z

(1)若组成为烷烃和烯烃的混合物

总：nH2O－nCO2＝△n1＋△n2＝x＝n烷

(2)若组成为烷烃和炔烃的混合物

总：nH2O－nCO2＝△n1＋△n3＝x－z＝n烷－n炔

其它同理可得．

例充分燃烧3L甲烷、乙烯、乙炔组成的混合物气体，生成7LCO2和4.82g水（气体体积为S.T.P测定），则原混合物气体中甲烷、乙烯、乙炔的体积比可能是（）

Ａ.1:1:1 Ｂ.1:2:3 Ｃ.3:2:1 Ｄ.3:1:2

∵nCO2＞nH2O

∴n烷＜n炔∴正确答案：Ｂ．

（5）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C x H y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，x≤4）及烃的通式和性质，运用讨论法，可简捷地确定烃的分子式。

6、运用等效原理推断有机物的分子组成

进行等量代换确定出同式量其他烃或烃的衍生物的化学式：

(1)1个C原子可代替12个H原子；

(2)1个O原子可代替16个H原子或1个“CH4”基团；

(3)1个N原子可代替14个H原子或1个“CH2”基团，注意H原子数要保持偶数。

例：某有机物分子中含有40个电子,它燃烧时只生成等体积的CO2和H2O(g),该有机物若为烃,分子式为______________________

若为烃的衍生物,分子式为______________

解析：①先求出烃的分子式. 根据题意,生成的CO2和H2O(g)体积相等,可设该烃分子式为(CH2)n,而CH2含8e.故为C5H10.

②推断烃的含氧衍生物

一个O原子含8e，正好相当于CH2所含电子数(等效原理）

即O～CH2 故可用一个O代替一个CH2进行变换

若已知有机物的式量、耗氧量、电子数，均可据CH2的式量(14)、耗氧量(1.5)、电子数(8)确定有机物的分子式。如：

(1)某烃的式量是128，则128/14=9……2，则此烃则此烃含9个CH2和2个H，其分子式为C9H20、C10H8