有机物分子式的确定规律总结
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专题有机物分子式的确定【练习】1、验证某有机物属于烃的含氧衍生物,应完成的实验内容是( D )A、只有验证它完全燃烧后产物只有H2O和CO2B、只有测定其燃烧产物中H2O和CO2物质的量的比值C、测定完全燃烧时消耗有机物与生成的CO2、H2O的物质的量之比D、测定该试样的质量及其试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量2、某种有机物2mol在氧气中充分燃烧,共消耗5mol氧气,生成二氧化碳和水各4mol,由此可以得到的结论是( B )A、该有机物分子中不含有氧原子B、该有机物一个分子中含1个氧原子C、该有机物一个分子中含2个氧原子D、不能确定该有机物分子中是否含有氧原子及其个数3、下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是( A )A、HCHOB、CH3OHC、HCOOHD、CH3COOCH34、某有机物A,在相同条件下对甲烷的相对密度为6.5。
0.1 mol A充分燃烧后,产物只有CO2和H2O,将产物依次通过足量浓硫酸和氢氧化钠溶液,浓硫酸增重7.2 g,氢氧化钠增重17.6 g。
回答问题:(1)有机物A的分子式为C4H8O3。
(2)A能与金属钠反应,也能与碳酸氢钠溶液反应。
1 mol A与足量金属钠反应放出氢气22.4 L(标准状况)。
则A中含有的官能团的名称是羟基和羧基。
(3)A与浓硫酸共热时可生成含5元环的酯类化合物,则A的结构简式为CH2OHCH2CH2COOH 。
5、菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料,是化合物甲与苯氧乙酸发生酯化反应的产物。
(1)甲一定含有的官能团的名称是羟基。
(2)5.8g甲完全燃烧可产生0.3mol CO2和0.3 mol H2O,甲蒸气对氢气的相对密度是29,甲分子中不含甲基,且为链状结构,其结构简式是CH2=CH-CH2-OH 。
6、有机物A的相对分子质量为102,其中含氧的质量百分数为31.4%,完全燃烧只生成二氧化碳和水,且n(CO2)=n(H2O)。
有机物分子式和结构式的确定有机物是化学中的一个重要分支,它主要研究含碳元素的化合物。
有机物的分子式和结构式是用来描述有机物化学组成和空间构型的重要工具。
下面我将就有机物分子式和结构式的确定进行详细的介绍。
一、有机物分子式的确定:步骤一:根据元素的相对原子质量及元素在分子式中的相对数量,计算出每个元素的相对原子数目。
步骤二:将每个元素的原子数目按照化学符号的顺序写在元素符号的右下角。
步骤三:将写出的元素符号及其相对原子数目按照化学符号的习惯顺序排列,并在各元素符号之间加上符号连接符号。
举例来说,对于乙烯分子(C2H4),可以按照以上步骤确定其分子式。
乙烯分子中含有碳和氢两个元素,根据它们的相对原子质量,可以得到碳的相对原子质量为12,氢的相对原子质量为1、根据乙烯分子中碳和氢的相对原子数目,可以得到碳的相对原子数目为2,氢的相对原子数目为4、将这些数据按照步骤二和步骤三的要求排列,可以得到乙烯分子的分子式为C2H4二、有机物结构式的确定:有机物结构式是用来表示有机物分子中原子间连接关系的化学式。
步骤一:确定有机物分子中各原子的相对位置及连接关系。
步骤二:根据有机物分子的分子式和阴离子的电子离对数,确定有机物分子中各原子间的化学键的种类(如单键、双键、三键等)。
步骤三:根据有机物分子中原子间的连接关系,使用化学键的表示方法(如普通线条、斜线、双线等)来表示有机物分子的结构式。
举例来说,对于乙烯分子(C2H4),可以按照以上步骤确定其结构式。
根据乙烯分子的分子式C2H4,可以确定乙烯分子中含有两个碳原子和四个氢原子。
根据碳原子间的相对位置及连接关系,可以知道乙烯分子中两个碳原子之间存在一个双键,碳原子与氢原子之间存在单键。
根据这些信息,可以使用普通线条来表示乙烯分子的结构式,即H-C=C-H。
总结起来,有机物分子式和结构式的确定是通过确定有机物分子中各原子的种类、个数和原子间连接关系,从而准确描述有机物的化学组成和空间构型。
专题讲座(三) 有机物分子式及结构式的确定方法一、有机物分子式的确定1.最简式的确定。
(1)燃烧法。
则n (C)=m (CO 2)44 g·mol -1,n (H)=m (H 2O )18 g·mol -1×2,n (O)=m 有机物-n (C )×12 g·mol -1-n (H )×1 g·mol -116 g ·mol -1由它们的物质的量之比等于原子个数比可确定最简式。
(2)计算法。
根据有机物中C 和H 的质量分数来计算。
n (C)∶n (H)∶n (O)=w (C )12∶w (H )1∶1-w (C )-w (H )16。
2.相对分子质量的确定。
利用公式:a.M =m n ,b.ρ1ρ2=M 1M 2,c.M =ρ(标况)×22.4 L ·mol -1。
3.分子式的确定。
(1)由最简式和相对分子质量确定。
(2)根据计算确定1 mol 有机物中含有的各原子的数目。
(3)根据相对分子质量计算。
二、有机物结构式的确定1.根据价键规律确定:某些有机物根据价键规律只存在一种结构,则直接根据分子式确定其结构式。
例如C2H6,只能为CH3CH3。
2.通过定性实验确定。
实验→有机物表现的性质及相关结论→官能团→确定结构式。
如能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物分子中可能含有,不能使溴的四氯化碳溶液褪色却能使酸性高锰酸钾溶液褪色的可能是苯的同系物等。
3.通过定量实验确定。
(1)通过定量实验确定有机物的官能团,如乙醇结构式的确定;(2)通过定量实验确定官能团的数目,如1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol气体,则可说明该醇分子中含2个—OH。
4.根据实验测定的有机物的结构片段“组装”有机物。
实验测得的往往不是完整的有机物,这就需要我们根据有机物的结构规律,如价键规律、性质和量的规律等来对其进行“组装”和“拼凑”。
高中化学有机化合物分子式确实定编稿教师佘平平一校林卉二校黄楠审核王慧姝【考点精讲】1. 元素分析①碳、氢元素质量分数的测定一般来说,有机物完全燃烧后,各元素的对应产物为:C―→CO2,H―→H2O,将样品置于氧气流中燃烧,燃烧后生成的水和二氧化碳分别用吸水剂和碱液吸收,称重后即可分别计算出样品中碳、氢元素的质量分数。
②氧元素质量分数确实定。
③依据碳氢氧的质量分数可求出该物的实验式。
2. 相对分子质量的测定〔1〕质谱法①原理样品分子分子离子和碎片离子到达检测器的时间因质量不同而先后有别质谱图②质荷比:分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值。
最大的数据即为有机物的相对分子质量。
由质谱图判断该有机物的相对分子质量为92。
〔2〕其他确定相对分子质量的方法:①M=m/n②根据有机蒸气的相对密度D,M1=DM2③标况下有机蒸气的密度为ρg/L,M=22.4L/mol·ρg/L3. 确定有机物分子式的一般方法〔1〕实验式法:①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比〔最简式〕。
②求出有机物的摩尔质量〔相对分子质量〕。
〔2〕直接法:①求出有机物的摩尔质量〔相对分子质量〕。
②根据有机物各元素的质量分数直接求出1mol有机物中各元素原子的物质的量。
【典例精析】例题1某有机物A的实验式为C2H4O,其质谱图如下图:〔1〕该有机物的相对分子质量是。
〔2〕该有机物的分子式为。
思路导航:〔1〕质谱图最右方的E峰是分子离子产生的,所以其相对分子质量为88。
〔2〕有机物表现的性质与相关结论―→官能团―→确定结构式。
如能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物分子中可能含有CC,不能使溴的四氯化碳溶液褪色却能使酸性高锰酸钾溶液褪色的可能是苯的同系物等。
实验式是C2H4O,可推出其分子式为C4H8O2。
答案:〔1〕88〔2〕C4H8O2例题2 某有机物A 3.0 g,完全燃烧后生成3.6 g水和3.36 L CO2〔标准状况〕,该有机物的蒸气对氢气的相对密度为30,求该有机物的分子式。
有机化合物分子式的确定有机化合物是由碳原子与氢原子以及其他元素原子通过共价键结合而成的化合物。
在有机化学中,分子式是一种表达化学式的方法,能够准确地表示出化合物分子中各个元素的原子数目和元素种类。
确定有机化合物的分子式是有机化学研究和实验中非常重要的一步,本文将介绍一些常见的确定有机化合物分子式的方法。
一、化学式法化学式法是最基本的确定有机化合物分子式的方法之一。
在已知有机化合物的结构和组成的情况下,根据组分元素的种类和相对原子数确定分子式。
比如,乙酸的化学式为C2H4O2,可根据实验数据和结构确定该化合物的分子式。
二、质谱法质谱法是一种通过测定有机化合物分子中各元素的相对原子质量以及分子中各种元素的相对丰度,来确认有机化合物分子式的方法。
该方法利用质谱仪将化合物分子中的分子离子进行分析,得到质谱图。
通过质谱图中的质荷比,可以推测化合物的分子式。
三、元素分析法元素分析法是利用元素分析仪测量有机化合物中各种元素的含量,从而推算出该化合物的分子式。
该方法需要纯净的有机化合物样品,并通过元素分析结果来推算化合物的分子式。
四、红外光谱法红外光谱法是通过测量有机化合物在不同波段下的吸收峰,来推断化合物中的官能团和结构。
通过研究红外光谱图,可以初步确定有机化合物的分子式。
五、核磁共振法核磁共振法是一种通过测定有机化合物中的核磁共振信号,来确定分子的结构和组成的方法。
该方法利用核磁共振仪测量化合物样品在外加磁场作用下,核自旋状态的变化情况,从而得到有机化合物的分子式。
六、质谱联用技术质谱联用技术是将质谱仪与其他分析仪器结合使用,如气相色谱、液相色谱等。
通过质谱联用技术,可以更准确地确定有机化合物的分子式,提高分析结果的精确度。
综上所述,有机化合物分子式的确定是有机化学中的重要一步。
化学式法、质谱法、元素分析法、红外光谱法、核磁共振法以及质谱联用技术等方法,都可用于确定有机化合物的分子式。
在实际应用中,根据不同的条件和需求选择适合的方法进行分析和确认,以获得准确可靠的分子式结果。
有机物分子式确定的方法简述有机物分子式是推导有机物结构的关键,快速准确的推导出分子式能使同学们在有机分析题中事半功倍,以下是我就一些简单、常见的有机物分子式确定的方法作一个简单的归纳: 确定有机物分子式需要两个条件:1、确定分子组成2、确定分子中各元素对应的原子的个数一、确定分子组成确定分子组成最常见的方法就是燃烧法,而燃烧法核心原理就是质量守恒,有机物大多有C H O 构成,判断C H 很简单,而有机物中是否含O 则需要以下方法确定.利用测定燃烧产物得到m (CO 2)→n (C )→m (C )m (H 2O )→n (H )→m (H )m (C )+ m (H )是否等于有机物中质量,如相等就证明有机物只含C H ,反之则必定有O二、确定分子中各元素对应的原子的个数1、 实验式法(最简式法):分子式为实验式的整数倍,利用已知条件找到各个原子的个数比值确定出实验式再结合分子相对分子质量推导出分子式提示:对分子质量的基本求法:1、 列式计算下列有机物的相对分子质量;① 标准状况下某烃A 气体密度为0.717g/L ;② 某有机物B 的蒸气密度是相同条件下氢气的14倍;③ 标准状况下测得0.56g 某烃C 气体的体积为448mL ;【例1】常温下某气态烃A 的密度为相同条件下氢气密度的15倍,该烃中C 的质量分数为80%,则该烃的实验式为 ,分子式为 。
解析:相同条件下不同气体的密度与摩尔质量M (相对分子质量M r )成正比,r r r 2r 22M (A)(A)15M (A)15M (H )15230M (H )(H )ρρ====⨯=80%20%N(C):N(H):1:3121== 该烃的实验式是CH 3。
设该烃A 的一个分子中含n 个CH 3,则: r r 3M (A)30n 2M (CH )15=== 该烃的分子式为C 2H 6。
答案:CH 3、C 2H 6。
2、直接法:直接计算出1mol 气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式【例2】某烃A 0.1 mol ,完全燃烧只生成标况下的CO 24.48L 和水5.4g解析: CO 24.48L →n (C )=0.2mol水5.4g →n (H )=0.6mol有元素守恒得出0.1 mol A 含l C 0.2mol 含H 0.6mo1molA 中有C 2mol 含H 6mo 及一个A 分子中有C 2个 含H 6个所以分子式为C 2H 6【例3】0.1L 某气态烃完全燃烧,在相同条件下测得生成0.1LCO 2和0.2L 水蒸气,该烃的分子式是:A. CH 4B. C 2H 4C. C 2H 2D. C 3H 6解析:在同温、同压条件下,气体的体积比等于其物质的量比,故该烃分子中含碳、氢比为:x y n(C H ):n(C):n(H)0.1:0.1:0.221:1:4=⨯=,1mol 该烃中含C 、H 分别为1mol 、4mol ,即CH 4。
确定有机物分子式的方法小结一、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),分子式为最简式的整数倍。
有机物最简式的求法为:c b a O H C O N H N C N ::16)(:1)(:12)()(:)(:)(==ωωω(最简整数比),最简式为C a H b O c ,则分子为(C a H b O c )n ,得c b a M n 1612++=(M 为有机物的相对分子质量)。
【例1】某有机物组成中含碳54.5%, 含氢9.1%,其余为氧,又知其蒸汽在标准状况下的密度为3.94 g·L -1,试求其分子式。
【解析】此有机物的摩尔质量为:M=ρ×V m =3.94 g/L×22.4 L/mol = 88 g/mol 。
C 、H 、O 的个数比为:1:4:216%1.9%5.541:1%1.9:12%5.54)(:)(:)(=--=O N H N C N 此有机物的最简式为C 2H 4O ,设其分子式为(C 2H 4O)n 。
则有:M=(12×2+1×4+16)×n=88,解得:n=2。
所以该有机物的分子式为C 4H 8O 2。
二、直接法直接计算出1mol 气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式。
同例1【解析】此有机物的摩尔质量为:M=ρ×V m =3.94 g/L×22.4 L/mol = 88 g/mol,,所以该有机物的分子式为C 4H 8O 2。
三、燃烧法根据有机物完全燃烧反应的通式及反应物和生成物的质量、物质的量或体积求出 1 mol 有机物所含C 、H 、O 原子的物质的量,从而求出分子式。
如烃和烃的含氧衍生物的通式可设为C x H y O z (z =0为烃),根据燃烧通式:C x H y O z +(x +4y -2z )O 2 −−→−点燃 x CO 2+2y H 2O进行计算,解出x 、y 、z 最后求得分子式。
有机物分子式和结构式的确定方法有机物分子式和结构式的确定方法是化学研究的重要内容之一,它对有机化学的发展和应用起着重要的推动作用。
有机物的分子式和结构式表示了有机物分子中原子的种类、数量以及它们之间的连接方式。
下面将介绍几种确定有机物分子式和结构式的常用方法。
一、元素分析元素分析是确定有机物分子式的最基本方法,其原理是分析有机物样品中的碳、氢、氧、氮、硫等元素的含量,并据此计算出分子中不同元素的比例,从而得到该有机物的分子式。
例如,对于一个有机物样品经元素分析得到的结果为:C62.14%、H10.43%、O27.43%,可以根据C:H:O的比例计算出其分子式为C4H8O。
二、质谱分析质谱分析是一种通过测定有机分子在高真空条件下,通过电子轰击产生的碎片离子的质荷比,以及测定碎片离子的相对丰度,从而确定有机物的分子式和结构的方法。
质谱仪测定到的质荷比,往往能反映出有机分子的相对分子量或碎片离子的相对原子量,通过测出的质谱图的特征峰的相对丰度,可以进一步得到有机物的分子式和一些结构信息。
三、红外光谱分析红外光谱是确定有机物结构的常用方法之一、有机分子在吸收红外辐射时,会引起分子内部化学键的振动、扭转和拉伸等。
每种具有特定化学键类型的振动都会对应产生一个特定的红外吸收峰,从而提供了有机物分子中特定键的信息。
根据吸收峰的位置和强度,可以初步推断有机物中存在的官能团,从而确定有机物的结构类型。
四、核磁共振(NMR)分析核磁共振是一种利用分子中的核自旋能级差异导致的能量吸收和释放现象以及核自旋与周围电子的相互作用来研究分子结构的分析方法。
核磁共振仪测定得到的谱图,包括质子谱、碳谱、氮谱等。
通过对NMR谱图的分析,可以确定有机物中原子的化学环境和化学位移,从而进一步获得有机物分子的结构信息。
五、X射线衍射分析X射线衍射是一种利用波长短于可见光的X射线对物质进行结构表征的方法。
通过对物质样品进行X射线的照射,观察并测定样品产生的衍射图样,然后运用数学方法对衍射峰的位置和强度进行分析,可以确定有机物的晶体结构和分子结构。
有机物分子式的确定方法一,“单位物质的量”法根据有机物的摩尔质量(分子量)和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。
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.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。
三,燃烧通式法根据有机物完全燃烧反应的通式及反应物和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。
如烃和烃的含氧衍生物的通式可设为C xHy O z (Z=0为烃),燃烧通式为CxHyO 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)CO2和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。
四,平均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)和3.6gH2O 则这两种气体可能是( )A .CH4和C 3H 8B .CH4和C 3H 4 C .C2H4和C 3H 4D .C2H2和C 2H 6五,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CnH 2n ,这部分的式量为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。
有机物分子式的确定
一.有机物组成元素的判断
某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O,则其组成元素可能为C、H或C、H、O。
欲判定该有机物中是否含氧元素,首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量,然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较,若两者相等,则原有机物的组成中不含氧;否则,原有机物的组成含氧。
二、有机物分子式的确定
1、根据最简式和分子量确定分子式
例1:某有机物中含碳40%、氢6.7%、氧53.3%,且其分子量为90,求其分子式。
例2: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,写出该烃的分子式。
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、C4H10O3等有机物,其最简式即为分子式。
2、根据各元素原子个数确定分子式
例1:吗啡分子含C:71.58% H:6.67% N :4.91% , 其余为氧,其分子量不超过300。
试确定其分子式。
例2:实验测得某烃A中含碳85.7%,含氢14.3%。
在标准状况下11.2L此化合物气体的质量为14g。
求此烃的分子式。
3、根据通式确定分子式
烷烃CnH2n+2 烯烃或环烷烃CnH2n
炔烃或二烯烃CnH2n-2 苯及同系物CnH2n-6
用CnH2n-x(-2≤x≤6)和相对分子量可快速确定烃或分子式
如某烃的相对分子质量为M,则有:12n+2n-x=M,整理得x=14n-M,
当x=-2时,则为烷烃;
当x=0时,则为烯烃或环烷烃;
当x=2时,则为炔烃或二烯烃;
当x=6时,则为苯及同系物。
例:已知某烃的相对分子量为56,且此烃碳原子数为4,确定此烃的结构简式?
根据燃烧产物CO2和H2O的相对大小来判断烃或混合烃的组成.
分析主要各类烃燃烧生成的CO2和H2O量的关系:
烷烃C n H2n+2~nCO2 ~(n+1)H2O
烯烃C n H2n~nCO2~nH2O
炔烃C n H2n-2~nCO2 ~(n-1)H2O
苯及其共同物C n H2n-6~nCO2~(n-3)H2O
4、商余法确定分子式
①M/12得整数商和余数,商为可能的最大碳原子数,余数为最小的H原子数。
②若H原子个数未达到饱和,则将碳原子数依次减少一个,每减少1个碳原子即增加12个H原子,直到分子中H原子数达到饱和。
例:相对分子量为128的烃的分子式是什么?
5、根据化学方程式确定分子式
利用燃烧的化学方程式进行计算推断,要抓住以下关键:
①气体体积的变化②气体压强的变化③气体密度的变化④混合物平均式量。
同时可结合适当的方法,如平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧。
规律如下:
(1)当烃为混合物时,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。
例有A、B两种气态烃组成的混合气体,对H2的相对密度为17.常温常压下,取这种混合气体10 mL与80 mL O2(过量)混合,当完全燃烧后恢复到原状态,测得气体的体积为70 mL.
求:(1)混合气体的平均组成;(2)两种烃的可能组成及体积比.
解得x=2.5.
平均组成为C2.5H4.由此可知一定含有炔烃.
可能的组合及体积比为:
(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CO2气体的体积小于2倍原混合烃的体积,则原混合烃中必有CH4;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C2H2。
(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C2H2。
根据混合链烃完全燃烧生成的nCO2和nH2O的多少来判断混合烃的可能组成.(1)当nH2O>nCO2时,一定会有烷烃,也可能有烯烃、炔烃.
可能组合及各类烃的关系:
(2)当nH2O=nCO2,其可能的组合为
①均为烯烃
(3) 当nCO2>nH2O可能组合,则一定有炔烃.
思考:以上的各种关系如何推出?
提示:设烷烃含x mol,烯烃含y mol,炔烃z mol.
每一种烃燃烧生成的nH2O-nCO2=△n
C n H2n+2~nCO2+(n+1)H2O △n1
1 1
x x
C n H2n~nCO2+nH2O △n2
1 0
y 0
C n H2n-2~nCO2+(n-1)H2O △n3
1 -1
z -z
(1)若组成为烷烃和烯烃的混合物
总:nH2O-nCO2=△n1+△n2=x=n烷
(2)若组成为烷烃和炔烃的混合物
总:nH2O-nCO2=△n1+△n3=x-z=n烷-n炔
其它同理可得.
例充分燃烧3L甲烷、乙烯、乙炔组成的混合物气体,生成7LCO2和4.82g水(气体体积为S.T.P测定),则原混合物气体中甲烷、乙烯、乙炔的体积比可能是()
A.1:1:1 B.1:2:3 C.3:2:1 D.3:1:2
∵nCO2>nH2O
∴n烷<n炔∴正确答案:B.
(5)当条件不足时,可利用已知条件列方程,进而解不定方程,结合烃C x H y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,运用讨论法,可简捷地确定烃的分子式。
6、运用等效原理推断有机物的分子组成
进行等量代换确定出同式量其他烃或烃的衍生物的化学式:
(1)1个C原子可代替12个H原子;
(2)1个O原子可代替16个H原子或1个“CH4”基团;
(3)1个N原子可代替14个H原子或1个“CH2”基团,注意H原子数要保持偶数。
例:某有机物分子中含有40个电子,它燃烧时只生成等体积的CO2和H2O(g),该有机物若为烃,分子式为______________________
若为烃的衍生物,分子式为______________
解析:①先求出烃的分子式. 根据题意,生成的CO2和H2O(g)体积相等,可设该烃分子式为(CH2)n,而CH2含8e.故为C5H10.
②推断烃的含氧衍生物
一个O原子含8e,正好相当于CH2所含电子数(等效原理)即O~CH2 故可用一个O代替一个CH2进行变换
若已知有机物的式量、耗氧量、电子数,均可据CH2的式量(14)、耗氧量(1.5)、电子数(8)确定有机物的分子式。
如:
(1)某烃的式量是128,则128/14=9……2,则此烃则此烃含9个CH2和2个H,其分子式为C9H20、C10H8
(2)某烃1mol充分燃烧耗氧7.5mol则7.5/1.5=5,则此烃分子含5个CH2,其分子式为C5H10,由等量变换(4个H耗氧量与1个C同)可得变式C6H6。
(3)某烃分子中含42个电子,则42/8=5……2,5表示该烃含5个CH2,2表示余2个电子即表示除5个CH2外还有2个H,其分子式为C5H12,由等量变换(6个H含电子数与1个C同)可得变式C6H6。
例:常温有A、B两份混和气体,A是烷烃R与足量O2的混合气体;B是烷烃R与炔烃Q及足量O2的混合气体,各取2.24升A、B引燃,充分燃烧后气体总体积A仍为2.24升,B为2.38升.(同温同压且t>100℃)
求:①烷烃R和炔烃Q的分子式
②2.24升B中,R所允许最大值.
解∵A燃烧前后△Vg=0且t>100℃
∴烷烃R中H原子数为4,可推出R一定为CH4.
又B燃烧V后-V前=△Vg>0,设B的平均组成为CxHy.则y>4
Q的通式为C n H2n-2.
∵Q为气态(常温).∴n≤4而y>4.
即2n-2>4.n>3
∴Q只能为C4H6.
设C4H6为xL,CH4为yL.C4H6完全燃烧耗O2 zL.
2C4H6+11O2→ 8CO2+6H2O(g) △Vg
2 11 1
x z 2.38-2.24
x=0.28L z=1.54L
CH4~2O2
y 2y
3y≤2.24-0.28-1.54=0.42
y≤0.14L
答:(1)R为CH4.Q为C4H6.
(2)2.24LB中,R所允许的最大值为0.14L.。