高中有机化合物分子式的确定

【机密】有机化合物分子式的确定(一)

大连市一0三中学 孙震宇

一. 有机物组成元素的判断

1.一般来说,有机物完全燃烧后,各元素对应产物为:C →CO 2,H →H 2O ,Cl →HCl 。某有机物完全燃烧后如果产物只有CO 2和H 2O ,则其组成元素可能为C 、H 或C 、H 、O 。 2.通过计算确定有机物的分子式需要哪些必要数据。

(1)有机物相对分子质量Mr 。

(2)有机物中各元素的质量关系:①质量比, ②质量分数, ③通式。

二.确定有机物分子式的一般方法

1.直接法.直接求算1mol 气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式。求算分子式途径如下:密度或相对密度→有机物物质的量→各元素质量百分比含量→1mol 气态有机物分子中各元素原子的物质的量→分子式。

练习1: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.

练习2:葡萄糖含碳40%,氢6.7%,氧53.3%,相对分子质量180,求它的分子式。 练习3:已知一种气态烃碳的质量分数为92.3%,氢的质量分数为7.7%,在标准状况下,该化合物0.5g 占体积432mL .求这种烃的相对分子质量和分子式.

练习4:某烃1.68g ,完全燃烧生成CO 25.28g 和H 2O2.16g ,经测定这种烃在标准状况下的密度为3.75g /L ,求该烃分子式。

2.实验式法(最简式法):根据分子式为最简式的整数倍,利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式。求算途径为:各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比(实验式)→求相对分子质量→求分子式。

练习5:某烃含碳氢两元素质量比为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6:某有机物由C 、H 、O 元素组成,已知三种元素的质量比为6∶1∶8.该有机物的蒸气密度是同温同压下氧气密度的1.875倍,求有机物的相对分子质量和分子式.

练习7:1924年我国药物学家从中药麻黄中提取了麻黄素,并证明麻黄素具有平喘作用。将10克麻黄素完全燃烧可得26.67gCO 2和8.18gH 2O. 测得麻黄素中含氮8.48%,它的实验式为CxHyNzOn ,已知其实验式即为分子式,求麻黄素的分子式。

练习8:A 是一种含C ,H ,O 三种元素的化合物。已知:A 中碳质量分数为44.1%,氢质量分数为8.82%;A 只含中一种官 能团,且每个碳原子上最多只连一个官能团,A 能与乙酸发生酯化反应,但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应。求A 的分子式和结构简式。

3.商余法

①:用烃的相对分子质量除14,视商数和余数。(运用于具有确定通式的烃(如烷、烯、炔、苯的同系物等)。其中商数A 为烃中的碳原子数。

②:若烃的类别不确定:CxHy ,可用相对分子质量M 除以12,看商和余数.商数和余数就是碳氢原子个数。

③:由一种烃的分子式,求另一可能烃的分子式可采用增减法推断,其规律如下:

练习9:若A 是相对分子质量为128的烃,则其分子式只可能是______或______.若A 是易升华的片状晶体,则其结构简式为__________。

练习10:某烃相对分子质量为106,试求:

(1)该烃的分子式?

(2)该烃如含苯环,则在苯环上的一硝基取代物共有多少种?

练习11:已知某化合物甲,分子中只含C,H,O 三种元素,其C,H 的质量分数合计为78.4%。又已知分子中有1个碳原子,它的4个价键分别连接在4个不同的原子或原子团上,如图,A,B,D,E为互不相同的原子或原子团。

(1) 写出甲的分子式。 (2) 写出甲的结构简式。

练习题答案

练习:1、58,54,44 2、C 6H 12O 6 3、26, C 2H 2 4、C 6H 12

5、CH 4 6、C 2H 4O 2 7、C 10H 15NO 8、C 5H 12O 4, C(CH2OH) 4

9、C 9H 20, C 10H 8 , 萘 10、C 8H 10,9种 11、C 4H 10O ,2—丁醇

【机密】有机化合物分子式的确定(二)

大连市一0三中学 孙震宇

四.燃烧通式法。

(1)利用有机物燃烧反应方程式,要抓住以下关键:①气体体积变化;②气体压强变化;③气体密度变化。

(2)当条件不足时,可利用已知条件列出方程,进而解不定方程,结合烃CxHy 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,运用化学──数学分析法,即讨论法,可简捷地确定气态烃的分子式。

练习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,体积又减少了40mL 。求气态烃的分子式。

练习2:某不饱和链烃与H 2完全加成,体积变为原来的1/3,如将1L 该不饱和烃与10L 氧气混合并点燃,充分燃烧后将所有物质都通过足量碱石灰,气体体积变为4.5L ,求烃的分子式.(上述气体体积在相同条件下测得)。

练习3:某种气体1L (标准状况)与适量的氧气恰好完全反应生成二氧化碳和水蒸气,在270℃,101KPa 下,混合气体的体积为bL ,当冷却至标准状况时,气体体积变为aL ,则用a,b 表示该烃的分子式为什么?

练习4:某烃与氯气发生取代反应,一氯取代产物只有一种。1体积该烃的蒸气完全燃烧生成的二氧化碳比水蒸气少1体积(在相同条件下测定)。0.1mol 该烃燃烧,其燃烧产物全部被碱石灰吸收,碱石灰增重32.8g 。

(1) 求该烃的分子式

(2) 试写出该烃可能的结构简式和名称。

五.平均分子式在解题中的应用:与平均相对分子质量类似,它遵循平均值规律。

(1)当烃为混合物时,一般是设平均分子式,结合反应式和体积求出平均组成,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,差量法,平均值法等计算较为简捷.

(2)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,则原混合烃中必含CH 4.若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的物质的量,则必含C 2H 2。

(4)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,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C 2H 2(温度在100℃以上)。

练习5:常温下,将由A ,B(已知B 为烯烃) 两种气态烃组成的2L 混合气体在足量氧气中充分燃烧,生成4L 二氧化碳和4.8L 水蒸气(气体的体积均在同温,同压下测定)。试推测A,B 的分子式及混合气体中各组分的体积分数。

练习6:常温下,一种烷烃A 和一种单烯烃B 组成混合气体。A 或B 分子最多只含有4个碳原子,且B 分子的碳原子数比A 分子的多。

(1)将1L 该混合气体充分燃烧,在同温,同压下得到2.5LCO 2气体。试推断原混合气体中A 和B 所有可能的组合及其体积比。

(2)120℃时取1L 该混合气体与9LO 2混合。充分燃烧,当恢复到120℃和燃烧前的压强时,体积增大6.25%,试通过计算确定A 和B 的分子式。

练习7:常温常压下将16ml 的H 2,CH 4,C 2H 2的混合气体与足量的氧气混合,点燃使之完全燃烧,冷却后发现总体积比原来缩小了26ml, 则混合气体中CH 4的体积为多少?

练习8:150℃时,1L 混合烃与9L 氧气混合,在密闭容器内充分燃烧,当恢复到150℃时,容器内的压强增大8%,则该混合烃的组成是(体积比) ( )

A Ⅴ甲烷 :Ⅴ乙烷 =1:1 B Ⅴ丙烷:Ⅴ乙烷=1:4

C Ⅴ乙烯 :Ⅴ丁烷 =1:4 D Ⅴ乙烯 :Ⅴ丁烯 =1:4

六:确定有机物分子式的特殊方法

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CH 3的有机物,其分子式为(CH3)n 当n=2时,氢原子已达饱和,所以分子式为C 2H 6,同理,实验式为(CH3))n 的有机物,当n=2时,其分子式为C 2H 6O.

2.部分有机物的最简式,氢原子已经达到饱和,例如:最简式为CH 4,CH 3Cl,C 2H 6O ,C 4H 10O 3等,该有机物最简式就是分子式。

练习答案

练习:1、C 2H 6 2、C 4H 6 3、C a H b-2a 4、C 5H 12 新戊烷 5、C 2H 6,40%.C2H 4,60%

6、(1)四组混合气体:(2)A, C 2H 6 B, C 4H 8 7、4mL 8、D

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