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C 4H 6O 2
【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
/L 4.22L
2.11=28g/mol
1 mol 此烃中碳原子和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 和4molH 即此烃的分子式为C 2H 4
【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% = 285 < 300，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（C n H2n+2），烯烃和环烷烃（C n H2n），炔烃和二烯烃（C n H2n－
），苯和苯的同系物（C n H2n－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C n H2n，这部分的2
式量为14n，因此用烃的分子量除以14就可以得到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0.1 mol CO2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 → CO2
12 44
m（C）44g／mol×0.1mol
=1.2g
H：2H→ H2O
2 18
m（H） 2.7g
=0.3g
m（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CO2 5.28g和H2O 2.16g，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．CH4 B．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（）AB
A．C2H4B．C2H5OH C．CH3CHO D．CH3COOH
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C x H y,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2.5 LCO2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】a L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2a L的CO2和2.4a L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。
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④⑤
A．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．①②
8．常温、常压下，50mL 3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1mol HCl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、D 2．B、D 3．D 4．D 5．B 6．A 7．A 8．A、D 9．D 10．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）。1.38g A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，浓的质量增加1.08g。另取4.6g A
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个氧原子的烃的含氧衍生物，A、B相对分子质量相等，则B的分子式可能为：。
2．化学上常用燃烧法确定有机物的组成。如图所示装置是用燃烧法确定烃或烃的含氧衍生物分子式的常用装置，这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品：根据产物的质量确定有机物的组成。
回答下列问题：
(1）A中发生反应的化学方程式为。
(2) B装置的作用是，燃烧管C中CuO的作用是。
(3) 产生氧气按从左向右流向，燃烧管C与装置D、E的连接顺序是：C→→；
(4）反应结束后，从A装置锥形瓶内的剩余物质中分离出固体，需要进行的实验操作是。
(5) 准确称取1．8g烃的含氧衍生物X的样品，经充分燃烧后，D管质量增加2．64g，E管质量增加1．08g，
则该有机物的实验式是。实验测得X的蒸气密度是同温同压下氢气密度的45倍，则X的分子式为，1molX分别与足量Na、NaHCO3反应放出的气体在相同条件下的体积比为1：1，x 可能的结构简式为。
3．A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%；
A只含有一种官能团，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。请填空：
（1）A的分子式是，其结构简式是。
（2）写出A与乙酸反应的化学方程式：。
（3）写出所有满足下列3个条件的A的同分异构体的结构简式。①属直链化合物；②与A具有相同的官能团；
③每个碳原子上最多只连一个官能团。这些同分异构体的结构简式是。
4．据某国时尚杂志报道，一种名为苹果醋(ACV)的浓缩饮料多年来风靡当地。，苹果酸是这种饮料的主要酸性物质，对此酸的化学分析如下：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
a．燃烧的产物是CO2和H2O，碳、氢质量分数分别为：C－35.82％，H－4.48％；
b．1.00mmol该酸与足量的NaHCO3反应，放出44.8mLCO2；或与足量的Na反应放出33.6mLH2(气体体积均已折算为标准状况)；
c．结构分析表明，该分子中存在四种化学环境不同的碳原子
试回答下列问题：
(1)苹果酸的化学式为，结构简式为
(2)写出该酸在一定条件下分子内脱去一分子水的产物的可能结构简式、
(写出两种即可) 。
5．A、B都是芳香族化合物。1 mol A和1 mol某一元羧酸发生酯化反应生成B。B能在一定条件下发生银镜反应而A不能；A、B的相对分子质量都不超过200，完全燃烧都只生成CO2和H2O；A中氧元素的质量分数为
31.6％，B的溶液有酸性但不能和FeCl3溶液发生显色反应。
(1)A、B相对分子质量的差值为_____________________。
(2)一个A的分子中应有________个氧原子，作出此判断的理由是：________________
_____________________________________________。A的分子式是：____________。
(3)B的同分异构体甚多。其中不属于酚类且l mol能与4 mol NaOH反应的同分异构体
的结构简式为：______________________________________(任写一种)。
6．某天然高聚物A的水溶液加热会凝结，一定条件下发生水解，产物之一B是生命所需的重要组成物质。经测定：B的相对分子质量不超过120，其中氧元素所占质量分数约为40.3%；等物质的量的B分别与NaOH、Na 充分反应，消耗两者的物质的量之比为1∶2；B分子中不含“―CH2―”基团，在一定条件下发生消去反应可得两种不同产物
（1）B的摩尔质量为。
（2）B 中能发生酯化反应的官能团是 （填“官能团的名称”）；一定条件下n 个B 分子发生聚合，脱
去（n -1）个水分子，生成与A 不属于同一类别另一种高
聚物，该高聚物的结构简式为 。 （3）与B 含有相同官能团的同分异构体有多种，写出其中氧化产物能发生银镜反应，
且分子结构中不含甲基的所有异构体的结构简式： 。
7．0.1mol 某种烯烃或两种烯烃的混合物（碳原子数均不超过5）充分燃烧后，生成的二氧化碳完全被300mL2mol/L 的NaOH 溶液吸收，所得溶液中含有两种物质的量相等的溶质。 （1）若为纯净物，试推断可能的烯烃分子式：
① ；② ；③ （可以不填满，也可以补充） （2）若为两种烯烃的混合物，试推断可能的组成及体积比（可以不填满，也可以补充）
序号 组成（填分子式） 体积比
1 2 3
8．蚂蚁等昆虫蛰人时，向人体内注入一种有机物A 造成疼痛。为了探究 该物质的结构与 性质，某研究性学习小组设计了下列实验：
实验一：收集蚂蚁经处理后进行蒸馏，获得一定量的无色液体A 。
实验二：质谱分析显示，A 物质的最大质荷比为46；核磁共振氢谱表明，A 物质核磁共振氢谱有两种氢原子吸收峰，且峰面积之比为1︰1；红外光谱图发现存在C ＝O 键、C －O 键等化学键的振动吸收。 请参与探究并回答相关问题：
⑴ 蒸馏时，除冷凝管、牛角管、锥形瓶、酒精灯、温度计外，还用到的玻璃仪器是 ，蒸馏时冷却水的方向为 ；
⑵ 写出A 物质的结构简式： 。
⑶ 在确定A 的结构后，该研究性学习小组猜想A 可能具有酸性。请你设计出至少一个实验方案来验证A 的酸性： ； ⑷ 在仔细分析A 分子组成元素．．．．
的基础上，请你再提出一个A 在浓硫酸催化等作用下可能具有的性质的猜想并设计一个实验方案验证你的猜想：
① 你提出的猜想是 ； ② 用如下形式你设计的实验方案：
9．下图是某药物中间体的结构示意图：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A
物质 反应条件
加入的试剂 生成的物质 …… 反应条件
加入的试剂
试回答下列问题：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
⑴观察上面的结构式与立体模型，通过对比指出结构式中的“Et”表示；该药物中间体分子的化学式
为。
⑵请你根据结构示意图，推测该化合物所能发生的反应及所需反应条件。
⑶解决有机分子结构问题的最强有力手段是核磁共振氢谱（PMR）。有机化合物分子中有几种化学环境不同
的氢原子，在PMR中就有几个不同的吸收峰，吸收峰的面积与H原子数目成正比。
现有一种芳香族化合物与该药物中间体互为同分异构体，其模拟的核磁共振氢谱图
如上图所示，试写出该化合物的结构简式：。
10．化合物A经李比希法测得其中含C 72.0％、H 6.67％，其余含有氧，质谱法分析得知A的相对分予质量为150。现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法。
方法一：核磁共振仪可以测定有机分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量。如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱有3个峰，其面积之比3：2：1，见下图所示。
现测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为1：2：2：2：3。
方法二：利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子的红外光谱如上右图，己知A 分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，试填空。
(1) A的分子式为。
(2) A的结构简式为。
(3) A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出其中两种结构简式：
①分子中不含甲基的芳香酸：。
②遇FeCl3显紫色且苯环上只有两个取代基的芳香醛：。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
参考答案
1．（1）①CH3CH2CH2 CH2CH3；CH3CH(CH3) CH2CH3；CH3C(CH3)2 CH3
（2）OHC-CHO
（3）C7H12O4
2．（1）2H2O2 2H2O＋O2↑（2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑）
（2）吸收氧气中的水蒸气，使有机物不完全燃烧的产物全部分转化为CO2＋H2O
（3）E、D
（4）过渡、蒸发结晶（需与Na2O2跟H2O反应制O2相对应）
（5）CH2O、C3H6O3、HOCH2CH2COOH，CH3－CH(OH)－COOH
3．(1)C:H:O=44.1%/12:8.82%/1:(100%-44.1%-8.82%)/16=5:12:4 其最简式是C5H12O4, 氢已饱和, 最简式即分子式。A结构简式:C(CH2OH)4
(2) C(CH2OH)4+CH3COOH→ C(CH2OOCCH3)4 +4H2O
(3) CH3CH(OH) CH(OH) CH(OH)CH2OH, CH2(OH) CH2 CH(OH) CH(OH)CH2OH
4．（1）C4H6O5；HOOC－CH2－CH（OH）－COOH
（2）HOOC－CH＝CH－COOH 、
5．（1）28w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
（2）3 A中至少有一个－OH和一个－COOH；但若氧原子数大于等于4，则M(A)＞200 C8H8O3
（3）(其他合理答案也可)
6．⑴119g/mol
⑵羟基、羧基
⑶
7．（1）①C2H4 ②C4H8
（2）
序号组成（填分子式）体积比
1 C2H4、C5H101：2
2 C3H6、C5H101：1
3 C4H8、C4H8任意比
8．⑴蒸馏烧瓶下进上出w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
⑵HCOOH
⑶滴加紫色石蕊试液变红
CuO
加热 无水CuSO 4
浓H 2SO 4
加 热
A 气体
气体
澄清石灰水
气体
变浑浊
黑色粉末变红
白色粉末变蓝
红 ⑷ ① A 在浓硫酸作用下分解生成CO 和H 2O ②
9．⑴ 乙基 C 9H 12O 3
⑵ 与NaOH 溶液在加热条件下反应w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
⑶
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m