有机物分子式的测定

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。

有机物分子式和结构式的确定一、有机物分子式的确定1．有机物组成元素的判断一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：C→CO2，H→H2O，Cl→HCl。

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。

2．实验式(最简式)和分子式的区别与联系(1)最简式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。

不能确切表明分子中的原子个数。

注意：①最简式是一种表示物质组成的化学用语；②无机物的最简式一般就是化学式；③有机物的元素组成简单，种类繁多，具有同一最简式的物质往往不止一种；④最简式相同的物质，所含各元素的质量分数是相同的，若相对分子质量不同，其分子式就不同。

例如，苯(C6H6)和乙炔(C2H2)的最简式相同，均为CH，故它们所含C、H元素的质量分数是相同的。

(2)分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。

注意①分子式是表示物质组成的化学用语；②无机物的分子式一般就是化学式；③由于有机物中存在同分异构现象，故分子式相同的有机物，其代表的物质可能有多种；④分子式＝(最简式)n。

即分子式是在实验式基础上扩大n倍，。

3．确定分子式的方法(1)实验式法由各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比(实验式)→相对分子质量→求分子式。

(2)物质的量关系法由密度或其他条件→求摩尔质量→求1mol分子中所含各元素原子的物质的量→求分子式。

(3)化学方程式法利用化学方程式求分子式。

(4)燃烧通式法利用通式和相对分子质量求分子式。

由于x、y、z相对独立，借助通式进行计算，解出x、y、z，最后求出分子式。

[例1] 3.26g样品燃烧后，得到4.74gCO2和1.92gH2O，实验测得其相对分子质量为60，求该样品的实验式和分子式。

有机物实验式和分子式的确定
1）实验式的确定：通过燃烧法测定水和二氧化碳的质量比，从而测出碳、氢、氧三种元素在该有机物的最简比。

2）分子式的确定
（1）直接法
如果给出一定条件下的密度（或相对密度）及各元素的质量比（或百分比），可直接求算出1mol气体中各元素原子的物质的量，推出分子式。

密度（或相对密度）﹣﹣→摩尔质量﹣﹣→1mol气体中各元素原子各多少摩﹣﹣→分子式。

（2）最简式法
根据分子式为最简式的整数倍，因此利用相对分子质量（可用质谱法测定）及求得的最简式可确定其分子式。

如烃的最简式的求法为：
C：H：a：b，最简式为C a H b，则分子式为（C a H b）n，n＝M/（12a+b）（M为烃的相对分子质量，12a+b为最简式的式量）。

（3）商余法
①用烃的相对分子质量除14，视商数和余数。

A…
其中商数A为烃中的碳原子数。

此法运用于具有确定通式的烃（如烷、烯、炔、苯的同系物等）。

②若烃的类别不确定：C x H y，可用相对分子质量M除以12，看商和余数。

（4）化学方程式法
利用燃烧反应方程式，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；④混合物平均相对分子质量等，同时可结合差量法、平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧来求得有机物的分子式。

根据题意给的条件依据下列燃烧通式所得的CO2和H2O的量求解x、y：
C x H y+（x）O2xCO2H2O
C x H y O z+（x）O2xCO2H2O。

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”。

确定有机物分子式的几种巧妙方法作者：华雪莹来源：《中学生理科应试》2017年第01期在学习有机化学的过程中，经常会遇到有机物分子式的确定问题.对于此类问题只要能够灵活地运用所学的知识，便可快速、准确、巧妙地确定.下面举例说明，希望学生能够从中受到有益的启示.一、直接求分子式此法是根据相对分子质量，直接求出1个有机物分子中所含各原子个数以确定其分子式.例1减弱“温室效应”的有效措施之一是大量地植树造林.绿色植物在叶绿素存在下的光合作用是完成二氧化碳循环的重要一环，已知叶绿素的相对分子质量小于900，其分子中含C为73.8%（质量分数，下同）、含H为8.3%、含O为8.9%，其余为Mg.试确定叶绿素的化学式.解析镁元素的质量分数为1-73.8%-8.3%-6.3%-8.9%=2.7%，因为镁的质量分数最小，但相对原子质量却最大，所以叶绿素分子中镁原子个数最少.因为900×2.7%=24.3，所以1个叶绿素分子中只有1个镁原子，即Mr（叶绿素）= 242.7%=889，所以1个叶绿素分子中所含碳原子个数为889×73.8%12=55；同理求出1个叶绿素分子中所含H、O、N原子的个数依次为74、5、4.故叶绿素的化学式为C55H74O5N4Mg.二从最简式入手求分子式例2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11.2 L此化合物气体的质量为14 g，求此化合物的分子式.解析由此化合物在标准状况下11.2 L，质量为14 g，求得此烃的分子量为28，C与H的个数之比为：85.7%12：14.3%1=1∶2，所以此烃的最简式为CH2，分子式为（CH2）n，则有12n+2n=28，解之得n=2，故此烃的分子式为C2H4.三、先求实验式再求分子式此法是根据题给条件求出实验式，再结合相对分子质量或有机物的结构特点，进而确定其分子式.例3A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只含一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团，与乙酸发生酯化反应，但不能在相邻碳原子上发生消去反应.请写出A的分子式.解析A中氧元素的质量分数为1-44.1%-8.82% = 47.08%，N（C）∶N（H）∶N（O）=（44.1%÷12）∶（8.82÷1）∶（47.08÷16）=5∶12∶4，所以A的实验式为C5H12O4，因为实验式中H原子已达饱和，所以A的分子式为C5H12O4.四、列方程组求分子式此法是先设有机物的分子式为CxHy或CxHyOz，或根据题目分析出符合条件的物质的分子通式，再通过燃烧方程式或其它方程式列出关于x、y、z的方程组，进而求出分子式.例4将含C、H、O的有机物3.24mg装入元素分析装置，通入足量的O2使它完全燃烧，将生成的气体依次通过盛氯化钙的管A和盛碱石灰的管B，测得A管质量增加了2.16 mg，B 管质量增加了9.24 mg.已知该有机物的相对分子质量为108，试确定该化合物的分子式.解析设该化合物的分子式为CxHyOz，根据CxHyOz+＼[（4x+y-2z）/4＼]O2点燃xCO2+y/2H2O10844x9y3.24mg9.24mg2.16mg则有1083.24=44x9.24=9y2.1612x+y+16z=108，解之得：x=7，y=8，z=1，所以该化合物的分子式为C7H8O.五、利用除法运算求分子式例5有两种烃A，B，其相对分子质量都是128，其中A易升华，试确定A、B的分子式.解析因为A、B都为烃，用128除以14（即“CH2”的式量）商9余2，故其中一种烃的分子式为C9H20；用128除以12商10余8，故另一种烃的分子式为C10H8.又因为A容易升华为气体，所以A的分子式为C10H8，B的分子式为C9H20.六、利用假设法求分子式此法是根据题意对所给有机物的分子式进行大胆假设，再代入题目进行验证.例6某一元羧酸A，含碳的质量分数为50.0%，氢气、溴、溴化氢都可以与A发生加成反应，试确定A的分子式.解析因A是一元羧酸，则A的结构中含1个-COOH，A能与氢气、溴、溴化氢发生加成反应，故A分子中含有碳碳不饱和键.含碳碳不饱和键的最简单满足上述条件的化合物为丙烯酸和丙炔酸，经验证只有丙烯酸中含碳质量分数为50%，所以A为丙烯酸，分子式为C3H4O2.七、采用讨论的方法求分子式例7有机物A是烃或烃的含氧衍生物，其分子中碳原子数少于5，取0.05 mol A在0.2 mol O2中燃烧，在101℃和1.01×105Pa的条件下，将生成的混合气体依次通过足量的无水CaCl2和足量的碱石灰吸收，减少的气体体积比为2∶1，剩余气体在标准状况下体积为2.24 L，试确定A可能的分子式.解析经分析可知剩余气体可能是O2或CO.（1）若剩余气体为O2，则有机物分子式中碳氢原子个数比一定是1∶4，其组成符合（CH4）xOy，通过计算验证x只能为1，只有CH4符合要求.（2）若剩余气体为CO，则有机物的组成符合C2（CH4）xOy，其燃烧方程式为：C2（CH4）xOy+4O2点燃2CO+xCO2+2xH2O，根据O守恒，有y=4x-6.若x=1，y=-2，无解；若x=2，y=2，分子式为C4H8O2；若x≥3，则碳原子数不少于5，不合题设条件.故A的分子式只可能为CH4或C4H8O2.八、利用原子守恒求分子式例8吗啡和海洛因都是严查禁止的毒品，吗啡分子中含C为71.58%，含H为6.67%，含N为4.91%，其余为O.已知其相对分子质量不超过300，又知海洛因是吗啡的二乙酸酯，试确定吗啡和海洛因的分子式.解析吗啡中氧元素的质量分数为1-71.58%-6.67%-4.91%=16.84%，经对比可知吗啡中含氮原子个数最少.因为300×4.19%=14.73，所以一个吗啡分子中只有一个氮原子.Mr（吗啡）=144.91%=285，利用直接法可求出吗啡的分子式为C17H19O3N.因为吗啡+2CH3COOH→海洛因+2H2O根据原子守恒，求出海洛因的分子式为C21H23O5N.九、利用部分求整体例9某片状有机含氮化合物，在水中溶解度不大（100 g水中溶解不到3 g），但却溶于盐酸或氢氧化钠溶液.其分子量在120～150之间.经元素分析知道，它含氧质量分数为43.5%.试推测该有机物的分子式和相对分子质量.解析因为120（收稿日期：2016-10-22）。

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‎。