有机物分子式的确定方法

有机物分子式的确定方法

掌握确定有机物分子式的能力,就是高考说明与大纲的基本要求,就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

根据有机物的摩尔质量(分子量)与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。

【例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、

解析:此烃的摩尔质量为Mr=14g ÷

mol

/L 4.22L 2.11=28g/mol 1 mol 此烃中碳原子与氢原子的物质的量分别为:

n(C)=28g ×85、7%÷12g/mol=2mol n(H)=28g ×14、3%÷1g/mol=4mol

所以1mol 此烃中含2 molC 与4molH 即此烃的分子式为C 2H 4

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。 【例1】另解:由题意可知:C 与H 的个数比为 12

%7.85:1%3.14=1:2 所以此烃的最简式为CH 2,设该有机物的分子式为(CH 2)n

由前面求得此烃的分子量为28可知14 n=28 n=2 即此烃的分子式为C 2H 4。 练习1、 某烃含碳氢两元素的质量比为3∶1,该烃对H 2的相对密度为8,试确定该烃的分子式.

练习2、实验测得某碳氢化合物A 中,含碳80％、含氢20％,求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量就是30,求该化合物的分子式。 三,燃烧通式法

根据有机物完全燃烧反应的通式及反应物与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。如烃与烃的含氧衍生物的通式可设为C x H y O z (Z=0为烃),燃烧通式为

C x H y O 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)CO 2与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。

解析:该有机物的分子量为30×2=60

0、6g 该有机物的物质的量为mol

/g 60g 6.0 = 0、01 mol n(CO 2)=mol

/L 4.22L 448.0 =0、02mol n(H 2O)=mol /g 18g 36.0 =0、02mol 由原子个数守恒可知n(C)=n(CO 2)=0、02mol,n(H )=2n(H 2O)=0、04mol

0、6g 该有机物中m(c)= M(C) ×n(Ｃ) =12 g/mol×0、02mol =0、24g

m(H)= M(H) ×n(H) = 1 g/mol×0、04mol=0、04g

m(O) = 0、6g －0、24g －0、04g=0、32g

C x H y O z +(x+y/4－z/2)O 2 → x CO 2 + y/2H 2O

1 x y/2

0、01 mol 0、02 mol 0、02 mol

x=0、02 mol×1/0、01 mol=2 y=0、02 mol×4/0、01 mol=4

z=0、32g ÷16g/mol ÷0、01 mol =2 所以该有机物的分子式为C 2H 4O 2

练习3、 2、3g 某有机物A 完全燃烧后,生成0、1 mol CO2与 2、7gH2O,

测得该化合物的蒸气与空气的相对密度就是1、6,求该化合物的分子式。 练习4、某烃1、68g,完全燃烧生成CO25、28g 与H2O2、16g,经测定这种烃在标准状况下的密度为3、75g ／L,则其分子式就是 [ ]

A.CH4

B.C3H8

C.C4H10

D.C6H12

练习5、标准状况下,某气态烃0、56L,在足量氧气中充分燃烧,反应后的气体先通过无水氯化钙,氯化钙增重0、9g;再通过氢氧化钠溶液,溶液增重1、1g.已知保准状况下此烃密度为0、717g/L 。通过计算判断此气态烃的分子式,并画出其分子空间结构的示意图.

练习6、已知第一种气态有机物在标准状况下的密度为2、59g ／L,第二种气态有机物对空气的相对密度为1、87,第三种气态有机物在标准状况下250mL 质量为0、49g.求这三种有机物的相对分子质量.

四,平均化学式值法

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)与3、6gH 2O 则这两种气体可能就是( )

A.CH 4与C 3H 8

B.CH 4与C 3H 4

C.C 2H 4与C 3H 4

D.C 2H 2与C 2H 6

解析:由题意可知0、1 mol 该混合气态烃含碳原子的物质的量为:

n(c) = n(CO 2) = mol

/L 4.22L 48.4 = 0、2 mol 含氢原子的物质的量n(H) = 2n(H 2O) =2×mol

/g 18g 6.3= 0、4 mol 即1 mol 该混合气态烃含碳原子的物质的量n(C) =2 mol n(H) = 4mol

该混合气态烃的平均分子式为C 2H 4,根据平均值的特征可知选BD 。

[例4]a 毫升三种气态烃混合物与足量氧气混合点燃爆炸后,恢复到原来的状态(常温常压)体积缩小2a 毫升,则三种烃可能就是( )

(A) CH 4 C 2H 4 C 3H 4 (B) C 2H 6 C 3H 6 C 4H 6

(C) CH 4 C 2H 6 C 3H 8 (D) C 2H 2 C 2H 4 CH 4

解析 设三种烃混合物分子平均组成为CxHy

O H y xCO O y x CxHy 22224+→⎪⎭⎫ ⎝

⎛++ △V 1 4y x + x

⎪⎭⎫ ⎝⎛+-14y

a -2a 即214-=⎪⎭

⎫ ⎝⎛+-y

解得y=4

即混合物平均组成就是H 为4。

答案应选(A)