确定有机物分子式的解题策略

确定有机物分子式的解题策略

有机物分子式的求解是中学化学中的重要内容之一，也是高考中的热点

之一。现介绍有机物分子确定的常见技巧和方法。

一、由最简式和相对分子质量确定分子式。

通过测定有机物中各元素的质量分数，确定有机物的最简式，再依据

有机物的分子量来确定分子式。

例1．某有机物中含碳40%、氢%、氧%，且其相对分子质量为90，求

其分子式。

解析：该有机物中C、H、O的原子个数比为N(C)：N(H)：N(O) = 1：2：

1 。因此，该有机物的最简式为CH2O。设其分子式为(CH2O)n 。又其相对

分子质量为90，则n=3 。即其分子式为C3H6O3。

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、C5H12O4等有机物，其最简式

即为分子式。

二、由通式确定分子式

烷烃通式为C n H2n+2,烯烃通式为C n H2n，炔烃通式为C n H2n-2，苯及同系物

的通式为C n H2n-6，饱和一元醇的通式为C n H2n+2O等，可以根据已知条件，

确定分子中的碳原子数(或分子量)再据通式写出分子式。

例2．某烃含氢元素%，求此烃的分子式。

解析：该烃分子中各元素的原子个数之比为N(C)/ N (H) = 2∶5根据烃的

通式，C、H原子个数有三种情况。(1)烷烃：n/(2n+2)<1/2 ；(2)烯烃：n/2n =

1/2 ；(3)炔烃和芳香烃：n/(2n-2)和n/(2n-6)均>1/2 。题中N(C)/ N (H) = 2∶5，

符合(1)则有n/(2n+2)=2/5，n=4，所以烃的分子式为C4H10

三、由元素原子个数确定分子式

通过测定有机物中各元素的质量分数，再结合相对分子质量，可以确定有机物中各元素的原子个数，从而写出分子式。

例3．吗啡分子含C：% H：% N ：% , 其余为氧，其相对分子

质量不超过300。试确定其分子式。

解析：由已知条件可知含氧为%，观察可知含N量最少，据原子量可知，

含N原子的个数最少，可设含n个N原子，则吗啡的分子量为14n/% =

285n<300，即吗啡含有1个N，分子量为285。则吗啡分子中：

N(C)=17 N (H)=19 N (O)=3 吗啡的分子式为C17H19NO3

四、商余法

= x (12)

M

（1）用烃的相对分子质量除以14（CH 2的式量），看商数和余数。

其中商数A 为烃分子中碳原子的个数。

烃的类别不确定：可用相对分子质量M 除以12，看商和余数。即

余y ，分子式为C x H y 。

例的相对分子质量为128，若A 是烃，则它的分子式

可能是_______或______。

解析：先假设A 分子中含碳原子数最多，则128÷12=10余8，得烃分子式为C 10H 8；再用增减法，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。把一个碳原子换成12个氢原子，得C 9H 20。

（3）有时已知有机物耗氧量、电子数，均可根据（CH 2）的耗氧量、电子数

(8)确定有机物的分子式。如：

①某烃1mol 充分燃烧耗氧则=5，则此烃分子含5个CH 2，其分子式为C 5H 10，由等量变换(4个H 耗氧量与1个C 同)可得变式C 6H 6。

②某烃分子中含42个电子，则42/8=5，余数为2，5表示该烃含5个CH 2,2表示余2个电子即表示除5个CH 2外还有2个H ，其分子式为C 5H 12，由等量变换(6个H 含电子数与1个C 同)可得变式C 6H 6。(注意：余2为烷烃，差2为炔烃，除尽为烯烃)

五、燃烧方程式法

例5．10mL 某种气态烃，在50mL 氧气中充分燃烧，得到液态水和体积为35mL 的混合气体（所有气体体积都是在同温同压下测定的）则该气态烃可能是 （ ）

A ．甲烷

B ．乙烷

C ．丙烷

D ．丙烯

解析：本题根据烃燃烧时气体体积的变化，来确定烃的分子式。

C x H y ＋(x+y/4)O 2 → xCO 2 + (y/2)H 2O △V

1 （x+4y ） x 2y 1+4y 10 10（x+4

y ） 60―35=25 M CH 2 M C x H y = =A …… M 1余2 为烷烃 除尽 为烯烃或环烷差2 为炔烃或二烯烃 差 6 为苯或苯的同系

101=2541y

，解得y=6 又因烃完全燃烧，需氧气应过量或适量，则10（x+4

y ）≤50，即x ≤ 故选B 、D 。

六、平均分子式法

例6.某混合烃由两种气态烃组成，取混合气燃烧后，得和水，则关于混合烃的组成判断正确的是(气体体积均在标准状况下测定) （ ）

A.一定含甲烷

B.一定有乙烷

C.一定是甲烷和乙烯的混合气体

D.可能是甲烷和丙炔的混合气体

解析：由题意可知：混合烃生成 CO 2和 H 2O ，则混合烃的平均分子式为：。由C 分析：其中必含碳原子小于1的烃，为甲烷，另一种烃的碳原子数大于4；由H 分析：混合烃分子中平均H 原子数为4，则另一种烃H 原子数亦为4，可能为C 2H 4 、C 3H 4 、C 4H 4等。故选A 、C 。

求混合烃的组成烃时，一般方法有：

（1）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。

（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CO 2气体的体积小于2倍原混合烃的体积，则原混合烃中必有CH 4；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C 2H 2。

（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C 2H 2。

七、解不定方程法

例7．若1摩某气态烃在供氧不足时燃烧，产物在足量Na 2O 2的电火花连续作用下产生3摩氧气，且固体Na 2O 2增重范围为90克≤△W ≤118克，求烃可能的分子式

解析：可设烃的分子式为C x H y ，生成mmolCO 2，有关反应为：C x H y ＋(x/2+y/4+m/2)O 2 → mCO 2 +（x ―m ）CO 2+ (y/2)H 2O ，2CO+O 2=2CO 2， 2CO 2+2Na 2O 2 =2Na 2CO 3+O 2，2H 2O+2Na 2O 2 =4NaOH+O 2。由反应分析Na 2O 2增重：mmol CO 2被吸收增重为28m ，而CO 和H 2O 被吸收增重为CO 和H 2的质量，故△W =28m+28（x ―m ）+y=28x+y ，可得不定方程：

90≤28x+y ≤118，