有机物分子式确定

北京新东方学校个性化学习中心李洪涛讲义1/13有机物分子式的确定专题一、分子式确定的基本思路1、已知摩尔质量（M）和各元素的质量分数确定。【例题】化合物A相对分子质量为86,碳的质量分数为55.8%,氢为7.0%,其余为氧。A的分子式为____答案：分子式为C4H6O2【练习1】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(最简式)。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式。【练习2】（07北京理综25）碳、氢、氧3种元素组成的有机物A，相对分子质量为102，含氢的质量分数为9.8%，分子中氢原子个数为氧的5倍。有机物A的分子式__________。变式1：在摩尔质量（M）上做改变（1）将摩尔质量（M）换成其他量【例题】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/L4.22L2.11=28g/mol1mol此烃中碳原子和氢原子的物质的量分别为：北京新东方学校个性化学习中心李洪涛讲义2/13n(C)=28g×85.7%÷12g/mol=2moln(H)=28g×14.3%÷1g/mol=4mol所以1mol此烃中含2molC和4molH即此烃的分子式为C2H4【练习1】C物质蒸气密度是相同状态下甲烷密度的6.25倍，C中各元素的质量分数分别为：碳60%，氢8%，氧32%，C的结分子式是__________。（C5H8O2）【练习2】某气态化合物含碳75%，它的密度是同温同压下氢气密度的8倍，求有机物的分子式___________。（2）给出模糊的摩尔质量（M）范围【例题】吗啡是严格查禁的毒品，吗啡分子中含碳71.58%，氢6.67%，氮4.91%，其余为氧元素。已知吗啡相对分子质量不超过300，试求吗啡的分子式？解析：该题初看起来条件不足无从下手，但仔细分析题意就会发现吗啡的分子量不超过300，氮原子的百分含量最小，原子个数最少。根据有机物中原子个数为正整数的特点，不妨先设吗啡分子中氮原子数为1，由题意可知吗啡的分子量为：14/4.91%=285300，如果氮原子数大于1，很显然吗啡的分子量会超过300不符合题意。因此可以确定吗啡的分子量为285，该分子中所含N、C、H、O个数分别为：N（N）=1，N（C）=285×71.58%÷12=17，N（H）=285×6.67%÷1=19，N（O）=285×16.84%÷16=3。故吗啡的分子式为C17H19NO3。【练习1】某直链化合物A的相对分子质量小于90，A分子中的碳、氢元素的总质量分数为0.814，其余为氧元素，则A的分子式____________【练习2】（05全国理综2,29）某有机物A的相对分子质量大于110，小于150。经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为52.24%，其余为氧。请完成下列问题：1该化合物分子中含有几个氧原子，为什么？2该化合物的相对分子质量是__________3该化合物的分子式是_______________（3）只给出摩尔质量（M）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CnH2n，这部分的式量为14n，因此用烃的分子量除以14就可以得到北京新东方学校个性化学习中心李洪涛讲义3/13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。其规律为：Mr/14能除尽，可推知为烯烃或环烷烃Mr/14余数为2，可推知为烷烃Mr/14差2可推知二烯烃或炔烃Mr/14差6可推知为苯或苯的同系物【例题】某烃的相对分子质量是128，则该烃可能的分子式是什么？【练习】某烃的相对分子量为106，求该烃的分子式。解析：106/14差6能除尽即（106+6）/14=8所以该烃的分子式为C8H10变式2：质量分数变为质量比【例题】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，求该烃的分子式。【练习】某烃含碳氢两元素的质量比为3∶1,该烃对H2的相对密度为8，试确定该烃的分子式。2、根据有机物燃烧产物计算【例题】2.3g某有机物A完全燃烧后，生成0.1molCO2和2.7gH2O，测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6，求该化合物的分子式。解析：根据实验，该有机物燃烧的产物只有CO2和H2O，因此，该有机物中一定含有C和H；至于O，由于其可能全部来自于燃烧时空气所提供的氧气，也可能来自于该有机物本身。因此，该有机物分子中是否含有O，还需要通过计算反应物中C、H质量之和并与该有机物质量进行比较后，才能作出判断。该有机物的相对分子质量，则可以利用实验测出的相对密度来求。【解】：（1）求2.3g该有机物中组成元素的质量：C：C→CO21244m（C）44g／mol×0.1mol=1.2gH：2H→H2O北京新东方学校个性化学习中心李洪涛讲义4/13218m（H）2.7g=0.3gm（C）＋m（H）=1.2g＋0.3g＝1.5g＜2.3g该有机物中C的质量与H的质量之和（1.5g）小于该有机物的质量（2.3g），因此该有机物A中还含有O，其质量为：m（O）=m（A）－m（C）－m（H）=2.3g－1.5g=0.8g（2）求该有机物的相对分子质量：Mr（A）=d×Mr（空气）=1.6×29＝46（3）求该有机物分子中各元素原子的数目：答：该有机物的分子式是C2H6O。【练习1】某烃1.68g，完全燃烧生成CO25.28g和H2O2.16g，经测定这种烃在标准状况下的密度为3.75g／L则其分子式是（）A．CH4B．C3H8C．C4H10D．C6H12【练习2】标准状况下，密度为0.717g/L的某气态烃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．通过计算判断此气态烃的分子式。（CH4）【练习3】标准状况下4.48L某烯烃和CO的混合气体与足量的氧气混合点燃，使之反应，将反应完毕后生成的气体通过浓硫酸，浓硫酸增重7.2g，并测得剩余气体中CO2为11.2L（标准状况），求此烯烃分子式。（C4H8）【练习4】某有机物的蒸气完全燃烧时需三倍于其体积的氧气，产生二倍于其体积的CO2，该有机物可能是（）ABA．C2H4B．C2H5OHC．CH3CHOD．CH3COOH北京新东方学校个性化学习中心李洪涛讲义5/13二、混合物分子式的确定平均分子式法求判断混合烃的组成（分子式）和物质的量之比（一）使用条件由两种或两种以上的烃组成的混合气，欲确定各烃的分子式时，可采用此法。（二）使用方法一般视混合物为纯净物，设其平均分子式为CxHy,根据其他条件求出x或y,由平均值规律先确定混合物的成分或其可能性，再利用十字交叉法求出他们物质的量之比。【例题】常温下，一种烷烃A和一种单烯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2.5LCO2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，并将结论填入下表。组合编号A的分子式B的分子式A和B的体积比（2）120.ºC时取1L该混合气体与9LO2混合，充分燃烧，当恢复到120.ºC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1】aL含碳原子相同的两种气态烷烃和烯烃的混合气体，在氧气中充分燃烧后，生成2aL的CO2和2.4aL的水蒸气（气体体积都是在相同条件下测定的）。（1）它们各是什么烃，写出结构简式和名称。（2）在混合气体中，它们的体积分数各是多少。【练习2】充分燃烧一定量的乙烯与常温下呈气态的某烃的混合气体后，测得其生成物中气北京新东方学校个性化学习中心李洪涛讲义6/13体的质量是反应前混合烃质量的2.86倍，试通过计算确定该气态烃的分子式及它在该气体中所占的体积分数（气体质量为常温下测得）。【练习3】有两种气态链烃的混合气体，已知：它们都能使溴水褪色，切分子中碳原子数小于5，1体积该混合气体完全燃烧后，可得到3.6体积的CO2和3体积的水蒸气（气体体积均是在相同温度和压强下测定）。（1）分析判断两种烃各是哪一类。（2）通过计算和推理，确定两种烃的分子式及体积比。课后练习一、选择题1．某气态烃在一密闭容器中与混合点燃，使烃完全燃烧，燃烧后容器内压强与燃烧前相同（150℃测定），此气态烃可能是（）A．丙烷B．乙炔C．乙烯D．丙炔2．某有机物完全燃烧生成和的物质的量相等，则此有机物的实验式可能是（）A．B．C．D．3．一定温度下，下列物质在足量氧气中充分燃烧，产物与过量的过氧化钠完全反应，过氧化钠固体增重，符合此要求的是（）①②③和④⑤A．全部B．仅④和⑤C．仅①②③D．除⑤以外4．某气态烃10mL与50mL氧气在一定条件下作用，刚好耗尽反应物，生成水蒸气40mL，一氧化碳和二氧化碳各20mL（各气体体积均在同温、同压下测定），该烃的分子式为（）A．B．C．D．5．燃烧物质的量相等的某有机物和乙醇。①乙醇燃烧生成的量是该有机物的。②该有机物燃烧生成水的量是乙醇的。③二者消耗相同状态下氧气的体积相同。通过分析判断该有机物是下列哪种（）A．B．C．D．6．某化合物含碳、氢、氮3种元素，已知其分子内的4个氮原子排列成内空的四面体北京新东方学校个性化学习中心李洪涛讲义7/13结构，且每2个氮原子间都有1个碳原子，分子中无C—C、C＝C和C≡C键。则此化合物的化学式是（）A．B．C．D．7．某气态化合物X含有C、H、O3种元素，现已知下列条件：①X中C的质量分数；②X中H的质量分数；③X在标准状况下的体积；④X对氢气的相对密度；⑤X的质量。欲确定化合物X的分子式，所需的最少条件是（）A．①②④B．②③④C．①③⑤D．①②8．常温、常压下，50mL3种气态烃的混合物与足量的氧气混合后点燃爆炸，恢复到原来状况时，体积共缩小100mL，则3种烃可能是（）A．B．C．D．9．某气态烃和具有一双键的气态烯烃组成的混合气体，在同温下对的相对密度为13，取标准状况下的此混合气体6.72L，通入足量的溴水，溴水增重7g，则此混合气体的可能组成是（）A．和B．和C．和D．和10．某气态烃0.5mol能与1molHCl完全加成，加成后的产物又可与3mol取代生成无氢卤代烃，则此烃可能是（）A．B．C．D．答案：1．C、D2．B、D3．D4．D5．B6．A7．A8．A、D9．D10．C二、填空题1．吗啡是严格查禁的毒品。吗啡的组成中，碳元素的质量分数为71.58%，氢元素的质量分数为6.67%，氮元素的质量分数为4.91%，其余为氧元素。已知吗啡的相对分子质量不超过300，则吗啡的相对分子质量为，吗啡的分子式为。2．由碳、氢、氧3种元素组成的有机物，每个分子由12个原子组成，各原子核内的质子数之和为34，完全燃烧2mol，该有机物生成二氧化碳和水时，需氧气9mol，则该有机物的分子式为。写出其可能的各种结构简式并命名。（1）（2）答案：1．285；2．（1），1﹣丙醇（2），2﹣丙醇三、计算题有机物A蒸气的质量是同体积乙醇蒸气质量的2倍（相同状况下）。1.38gA完全燃烧后若将燃烧的产物通过碱石灰，碱石灰的质量增加3.06g。若将燃烧的产物通过浓，北京新东方学校个性化学习中心李洪涛讲义8/13浓的质量增加1.08g。另取4.6gA与足量钠反应，生成的在标准状况下为1.68L。A不与纯碱反应，通过计算确定A的分子式和结构简式。答案：，高考练习1．今有相对分子质量为M的有机物，燃烧后只生成二氧化碳和水。（1）若有机物是M=72的烃，请写出所有可能的结构简式：；；；（2）若M=58，且lmol该有机物与足量的银氨溶液作用，可析出4molAg，则其结构简式为；（3）若A是分子式为C12H16的烃，B是含4个氧原子