高中化学58个精讲 (48) (习题课)有机物分子式和结构式的确定
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考点48有机物分子式和结构式的确定复习重点1.了解确定有机物实验式、分子式的方法,掌握有关有机物分子式确定的计算; 2.有机物分子式、结构式的确定方法 难点聚焦一、利用有机物燃烧反应的方程式进行计算 有关化学方程式由上可知,相同碳原子数的烯烃(环烷烃)与一元饱和醇完全燃烧时,耗氧量相同(把:相同碳原子数的炔烃(二烯烃)与醛(酮)及饱和二元醇完全燃烧时,耗氧量相同(醛:饱和二元醇:);相同碳原子数的羧酸(酯)与三元醇完全燃烧,耗氧量相烷烃+++烯烃或环烷烃+点燃点燃C H O nCO (n 1)H O C H +3n 2O CO nH On 2n+2222n 2n 222312n +−→−−−→−−炔烃或二烯烃++-点燃C H O nCO (n 1)H On 2n 2222--−→−−312n 苯及苯的同系物++-点燃C H O nCO (n 3)H On 2n 6222--−→−−332n 饱和一元醇++饱和一元醛或酮++点燃点燃C H O +3n 2nCO (n 1)H O C H O O nCO nH On 2n+222n 2n 222O n 2312−→−−-−→−−饱和一元羧酸或酯++点燃C H O O nCO nH On 2n 2222322n -−→−−饱和二元醇+++点燃C H O O nCO (n 1)H On 2n+22222312n -−→−−饱和三元醇+++点燃C H O O nCO (n 1)H On 2n+23222322n -−→−−C H O C H H O n 2n+2n 2n 2看成·C H O C H H O n 2n n 2n 22→·-C H O C H 2H O n 2n+22n 2n 22→·-同(羧酸:→饱和三元醇:) 二、通过实验确定乙醇的结构式由于有机化合物中存在着同分异构现象,因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质。
专题:有机物分子式和结构式确实定---------四甲中学高三化学备课组【考点分析】1.掌握确定有机物实验式分子式结构式的方法.2.利用实验式分子组成通式相对分子质量相对密度等有关概念,确定有机物分子式. 3.根据有机物的性质推断有机物的组成与结构.【典型例题】1.实验式确实定例题1:某有机物由碳、氢、氧三种元素组成,该有机物含碳的质量分数为54.5%,所含氢原子数是碳原子数的2倍;又知最简式即为分子式,那么有机物的分子式为〔〕A CH2OB CH2O2C C2H4O2D C2H4O2.有机物分子式确实定例题2:写出以下烃的分子式:〔1〕相对分子质量为142的烃的分子式为_________________________〔2〕相对分子质量为178的烃的分子式为_________________________〔3〕相对分子质量为252的烃的分子式为__________________________例题3:标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧.假设将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0g,假设用碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g(1)计算燃烧产物中水的质量.(2)假设原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式.(3)假设原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出他们的分子式〔只要求写出一组〕例题4:0.16g某饱和一元醇与足量的金属钠充分反响,产生56ml氢气〔标准状况下〕.那么饱和一元醇的分子式为_ ________.例题5:某混合气体由两种气态烃组成.取2.24L该混合气体完全燃烧后得到4.48L二氧化碳〔气体已折算为标准状况〕和3.6g水,那么这两种气体可能是〔〕A CH4和C3H8B CH4和C3H4C C2H4和C3H4D C2H4 和C2H63.结构式确实定:例题6:有机物甲能发生银镜反响,甲催化氢复原为乙,1mol乙与足量金属钠反响放出22.4LH2〔标准状况〕,据此推断乙一定不是〔〕A CH2OH—CH2OHB CH2OH---CHOH—CH3C CH3—CH(OH)—CH(OH)—CH3D CH3CH2OH例题7:某一元羧酸A,含碳的质量分数为50%,氢气、溴、溴化氢都可以跟A起加成反响.试求:〔1〕A的分子式_____________〔2〕A的结构式_____________〔3〕写出推算过程.例题8:A 、B都是芳香族化合物,1mol A水解得到1 molB和1mol醋酸.AB式量都不超过200,完全燃烧A、B只生成CO2和水,B中氧的含量为65.2%.A溶液具有酸性,不能使溶液显色. 〔1〕A、B式量之差为____________〔2〕1个B分子中应有________个氧原子.〔3〕A的分子式是_______________〔4〕B可能有的三种结构简式是____________ ____________ ______________【方法指导】1.实验式确实定:实验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.实验式又叫最简式. 方法:①假设有机物分子中C、H等元素的质量或C 、H等元素的质量比或C、H等元素的质量分数,那么N(C):N(H):N(O)==______②假设有机物燃烧产生的二氧化碳和水的物质的量分别为n(CO2)和n(H2O),那么N(C):N(H)==__________2.确定相对分子质量的方法:①M==m/n(M表示摩尔质量 m表示质量 n表示物质的量)②有机物蒸气在标准状况下的密度:Mr== 22.4* 密度〔注意密度的单位〕③有机物蒸气与某物质〔相对分子质量为M’〕在相同状况下的相对密度D:那么Mr==M’*D④M== M(A)* X(A) + M(B)*X(B)……〔M表示平均摩尔质量,M(A)、M(B)分别表示A、B物质的摩尔质量,X(A)、X(B)分别表示A B 物质的物质的量分数或体积分数〕⑤根据化学方程式计算确定.3.有机物分子式确实定:①直接法密度〔相对密度〕→摩尔质量→1摩尔分子中各元素原子的物质的量→分子式②最简式法最简式为CaHbOc,那么分子式为〔CaHbOc〕n, n==Mr/(12a+b+16c)〔Mr为相对分子质量〕.③余数法:a)用烃的相对分子质量除14,视商和余数.M(CxHy)/M(CH2)==M/14==A……假设余2,为烷烃 ;假设除尽 ,为烯烃或环烷烃; 假设差2,为炔烃或二烯烃;假设差为6,为苯或其同系物. 其中商为烃中的碳原子数.〔此法运用于具有通式的烃〕b)假设烃的类别不确定:CxHy,可用相对分子质量除以12,看商和余数.即M/12==x…余,分子式为CxHy④方程式法:利用燃烧的化学方程式或其他有关反响的化学方程式进行计算确定.⑤平均分子式法:当烃为混合物时,可先求出平均分子式,然后利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式.4.结构式确实定:通过有机物的性质分析判断其结构【课堂练习】1.吗啡和海洛因是严格查禁的毒品,吗啡分子含C 71.58% H 6.67% N 4.91% 其余为O,其相对分子质量不超过300.试求:〔1〕吗啡的相对分子质量和分子式.〔2〕海洛因是吗啡的二乙酸酯,可以看成是2个乙酰基〔CH3CO-〕取代吗啡分子的2个氢原子所得,试求海洛因的相对分子质量和分子式.2.25℃某气态烃与O2混合,在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25℃.此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空.该烃的分子式可能为〔〕A C2H4B C2H6C C3H6D C3H83〔2022年上海〕某芳香族有机物的分子式为,它的分子〔除苯环外不含其他环〕中不可能有〔〕A 两个羟基B 一个醛基C 两个醛基D 一个羧酸4.〔2022年广州〕某有机物甲经水解可得乙,乙在一定条件下经氧化后可得丙,1mol丙和2mol 甲反响得一种含氯的酯〔C6H8O4Cl2〕.由此推断有机物丙的结构式为〔〕A CH2Cl-CHOB HOCH2CH2OHC CH2COOHD HOOC--COOH【专题练习】1.甲、乙两种化合物都只含有X、Y两种元素,甲、乙中X元素的质量分数分别为30.4%和25.9%.假设甲的化学式是X2Y,那么乙的化学式只可能是〔〕A XYB X2YC X2Y3D X2Y52.有A B C 三种气态烃组成的混合物共x mol,与足量氧气混合点燃完全燃烧后恢复原状况〔标准状况〕时,气体体积减少了2x mol,那么3种烃可能为〔〕A CH4C2H6C3H8B CH4C2H4 C3H4C C2H4C2H2 CH4D C2H6C3H6C2H23.甲、乙、丙三种醇与足量的金属钠完全反响,在相同条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之比为3:6:2,那么甲、乙、丙三种醇分子—OH基数之比为〔〕A 3:1:2B 3:2:1C 2:6:3D 2:1:34.甲苯和甘油组成的混合物中,假设碳元素的质量分数为60%,那么可能推断氢元素的质量分数约为〔〕A 5 %B 8.7 %C 17.4%D 无法计算5.一定量的乙醇在氧气缺乏的情况下燃烧,得到CO 、CO2和水的总质量为27.6g,假设其中水的质量为10.8g,那么CO的质量是〔〕A 1.4gB 2.2gC 4.4gD 在2.2g和4.4g之间6.两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积为10L.以下各组混合烃中不符合条件的是〔〕A CH4C2H4B CH4C3H6C C2H4C3H4D C2H2C3H67.一定条件下,混合1体积的烷烃与4体积的单烯烃,所得混合气体的体积为相同条件下等质量氢气体积的1/12,那么该烷烃和烯烃是〔〕A C2H6 C2H4B C3H8C3H6C C3H8C2H4D CH4C4H88. 碳原子相邻的两种饱和一元醇共3.83g,与足量的金属钠反响放出H2 0.84L〔标准状况下〕.求两种醇的分子式.9. 把0.2mol某醇和0.4mol O2在密闭容器里燃烧,产物经浓H2SO4吸收后,浓H2SO4增重10.8g,通过灼热的CuO并充分反响后,CuO减轻3.2g,最后通过碱石灰,碱石灰增重17.6g,计算该醇是分子式并写出结构简式.10.有机物A 、B 分别是烃和烃的衍生物.由等物质的量的A和B组成的混合物0.5moi在28L 氧气〔标准状况〕中恰好完全燃烧生成44g二氧化碳和18g水蒸气.试通过计算答复:所消耗氧气的量也一定,那么A 、B的分子式分别是_______ __________〔3〕另取a mol的以任意比混合的A和B 的混合物,在足量的氧气中完全燃烧,假设生成的CO2量为定值,那么生成水的质量范围是:______________【答案】例题:1.D 2.(1) __C10H22 ____C11H10 (2) C13H22______C14H10 (3) C18H36___C19H24___C20H12_3. (1) 2.7g (2) C2H4 (3) C4H6 H2 或C3H8 CO 或C3H6 CH2O4. _CH405. B6. CD7. 〔1〕C3H4O2 〔2〕CH2==CH---COOH 〔3〕略8. (1) 42 (2) 3 (3) C9H8O4 (4) 略课堂练习:1. 〔1〕285 C17H19NO3〔2〕369 C21H23N052. AD3. D4. D专题练习:1.D 2.BD 3.D 4.B 5.A 6.BD 7.D 8.乙醇和丙醇〔用平均分子量〕9.C2H6O2, CH3CHOHCH2OH 或CH2OHCH2CH2OH10. (1) 5种CH4、C3H4O2或C2H2 、C2H6O2或C2H4、C2H4O2或C2H6、C2H2O2或C3H6、CH2O2(2) C2H2C3H6O2(3) 18a g~ 54a g 18a g<m(H2O)<54a g。
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。
有机物分子式和结构式的确定有机物结构是有机化学的核心,关键在于确定有机物分子式和结构式。
更重要地是掌握确定方法。
下面介绍一些有机物分子式和结构式的求解思路、方法等,供学习参考。
一、求解思路确定途径可用下图表示:确定有机物分子式和结构式的基本思路:二、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 1 mol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——→1 mol气体中各元素原子各多少摩——→分子式.例1.某链烃含碳87.8%,该烃蒸气密度是相同条件下H2密度的41倍。
若该烃与H2加成产物是2,2—二甲基丁烷,写出该烃的结构简式。
解析:由加成产物的结构反推原不饱和烃的结构。
(1)求分子式:Mr=41×2=82 n(C)∶n(H)=∶=3∶5设分子式为(C3H5)n (12×3+5)n=82 n=2,∴分子式为C6H10。
(2)由分子式可知分子结构中有2个双键或一个叁键,但从加成产物可以看出原不饱和化合物只能是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∶最简式为CaHb,则分子式为(CaHb)n,n=M/(12a+b)(M为烃的相对分子质量,12a+ b为最简式的式量).例2.某含碳、氢、氧三种元素的有机物,其C、H、O的质量比为6︰1︰8,该有机物蒸气的密度是相同条件下氢气密度的30倍,求该有机物的分子式。
解析:该有机物中原子数N(C)︰N(H)︰N(O)=6/12︰1/1︰8/16=1︰2︰1,所以其实验式为CH2O,设该有机物的分子式为(CH2O)n。
根据题意得:M=30×2=60,n=60/12+1×2+16=2。
该有机物的分子式为C2H4O2。
3.商余法①用烃的相对分子质量除14,视商数和余数.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)。
高二化学 有机物分子式和结构式的确定 知识精讲 人教版一. 本周教学内容:有机物分子式和结构式的确定二. 重点、难点:1. 了解确定有机物实验式、分子式、结构式的方法。
2. 掌握有关有机物分子式确定的计算。
三. 具体内容:1. 分子式:用元素符号表示物质分子中原子种类及数目的式子2. 最简式:表示物质化学组成和各成分元素的原子个数比的式子(实验式) 说明:(1)化学式式量最简式分子量分子式⎭⎬⎫————(2)无机物一般地:分子式=最简式 有机物: 物质可能不同最简式相同分子式相同⎭⎬⎫(3)分子式=⨯n 最简式 (一)有机物分子式的确定 1. 分子量的确定 (1)基本概念法nm M =(2)相对密度法Mr D M ⋅=(3)绝对密度法mol L M /4.22⨯=气ρ(4)化学方程式 2. 分子式的确定:(1)mol 1有机物中各元素物质的量 (2)最简式+分子量 (3)通式+分子量①=12M原子数(x )、余数(y )y x H C ⇒ ② ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=苯差炔差烯烷余620214M (4)化学反应推导① 特殊物质,如26≤M ,一定有甲烷② 注意反应前后V ∆,P ∆,ρ∆,结合阿伏加德罗定律进行列式 ③ 有机物性质中的定量关系如:Na OH R +-反应,)(22Br H C C += 烷烃2Cl +等等(二)有机物结构式的确定分子式−−→−性质结构式【典型例题】[例1] 已知某氮的氧化物,经实验测定该化合物中氮与氧元素质量之比为20:7,试确定该化合物的化学式。
答案:52O N解析:5:216/2014/7)()(==O n N n 点评:要正确写出某物质的化学式,需要知道有关条件为:化学式⎩⎨⎧元素间的质量关系元素组成[例2] 实验测定某碳氢化合物A 中,含C 80%,含H 20%,求该化合物的化学式。
答案:3CH解析:3:11201280)()(==H n C n ∴ 3CH点评:确定无机物分子式的方法不适用于有机物,在有机物中存在着最简式相同但分子式不同的现象,若要确定分子式,还需要另一个条件:分子量。
有机物分子式结构式的确定有机物是由碳元素与氢元素以及其他各种元素通过共价键结合而成的化合物。
由于碳元素具有四个价电子,能够与其他许多元素形成多种多样的化学键,因此在有机化学中,存在着大量种类繁多的有机化合物。
有机化合物的分子式和结构式是用来描述有机物分子化学组成和结构的标记。
有机物的分子式是由化学元素符号和表示原子数目的下标组成的标记,用来表示有机物分子中的原子元素组成和原子比例关系。
例如,甲烷的分子式为CH4,表示该化合物中含有1个碳原子和4个氢原子。
苯的分子式为C6H6,表示该分子中含有6个碳原子和6个氢原子。
有机物分子式的确定可以根据实验数据和化合物的基本性质进行推导。
例如,可以通过燃烧分析测定有机物中碳、氢和氧元素的质量百分比,从而推算出有机物的分子式。
此外,还可以通过光谱分析等方法确定有机物的分子式。
有机物的结构式是用来描述有机物分子中原子之间的连接方式和空间排列的标记。
它可以分为分子结构式和简化结构式两种形式。
分子结构式使用直线和点代表连接的键,用来表示原子之间的键合关系和空间位置。
简化结构式则更加简洁,只使用线段代表键,省略了一部分碳原子和氢原子的符号,仅保留了有机物分子中的功能团和主链。
对于比较简单的有机物,可以通过它们的分子式推导出结构式。
例如,对于乙醇(C2H5OH)来说,根据分子式可以知道它由两个碳原子和一个氧原子组成,其中一个碳原子上连接着一个甲基基团(CH3),另一个碳原子上连接着一个羟基团(OH)。
因此,乙醇的结构式可以表示为CH3CH2OH。
而对于较为复杂的有机物,如苯(C6H6),由于分子中存在环状结构,因此分子式无法直接推导出结构式。
在这种情况下,需要通过实验数据和化学性质等来确定有机物的结构式。
在苯的结构中,每个碳原子上连接着一个氢原子,而所有碳原子之间是通过共享电子形成π键的,因此苯的结构可以表示为一个六边形的环状结构。
总之,有机物分子式和结构式是用来描述有机化合物化学组成和结构的标记。
有机物分子式和结构式的确定—— 重点难点解析确定有机物分子式的基本方法※ 确定烃及烃的衍生物的分子式的基本途径为:【基础知识精讲】1.有机物分子式和结构式的确定(1) 利用上述关系解题的主要思路是:首先要判断有机物中所含元素的种类,然后依据题目所给条件确定有机物分子中各元素的原子数目,从而得到分子式,最后由有机物的性质分析判断其结构式。
(2) 实验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。
求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目(N)之比。
2.由实验式确定分子式的方法(1) 通常方法:必须已知化合物的相对分子质量[M r (A)],根据实验式的相对分子质量[M r (实)],求得含n 个实验式:n =)()(实r r M A M ,即得分子式。
(2) 特殊方法Ⅰ:某些特殊组成的实验式,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。
例如实验式为CH 3的有机物,其分子式可表示为(CH 3)n ,仅当n =2时,氢原子已达饱和,故其分子式为C 2H 6。
同理,实验式为CH 3O 的有机物,当n =2时,其分子式为C 2H 6O 2。
(3) 特殊方法Ⅱ:部分有机物的实验式中,氢原子已达到饱和,则该有机物的实验式即为分子式。
例如实验式为CH 4、CH 3Cl 、C 2H 6O 、C 4H 10O 3等有机物,其实验式即为分子式。
3.由分子式确定结构式的方法(1) 通过价键规律确定:某些有机物根据价键规律只存在一种结构,则直接可由分子式确定其结构式。
例如C 2H 6,根据价键规律,只有一种结构:CH 3—CH 3;又如CH 4O ,根据价键规律,只有一种结构:CH 3—OH 。
(2) 通过定性或定量实验确定:当一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质时,可利用该物质的特殊性质,通过定性或定量实验来确定其结构式。
【知识探究学习】一、烃的衍生物分子式求解根据烃的衍生物耗氧量与生成二氧化碳的体积关系,如何确立有机物的分子式是较难题,但如果找到内在本质,通过通式的确立来求解就会变得迎刃而解了。
考点48有机物分子式和结构式的确定复习重点1.了解确定有机物实验式、分子式的方法,掌握有关有机物分子式确定的计算; 2.有机物分子式、结构式的确定方法 难点聚焦一、利用有机物燃烧反应的方程式进行计算 有关化学方程式烷烃+++烯烃或环烷烃+点燃点燃C H O nCO (n 1)H O C H +3n 2O CO nH On 2n +2222n 2n 222312n +−→−−−→−−炔烃或二烯烃++-点燃C H O nCO (n 1)H On 2n 2222--−→−−312n苯及苯的同系物++-点燃C H O nCO (n 3)H On 2n 6222--−→−−332n饱和一元醇++饱和一元醛或酮++点燃点燃C H O +3n 2nCO (n 1)H O C H O O nCO nH On 2n +222n 2n 222O n 2312−→−−-−→−−饱和一元羧酸或酯++点燃C H O O nCO nH On 2n 2222322n -−→−−饱和二元醇+++点燃C H O O nCO (n 1)H On 2n +22222312n -−→−−饱和三元醇+++点燃C H O O nCO (n 1)H On 2n +23222322n -−→−−由上可知,相同碳原子数的烯烃(环烷烃)与一元饱和醇完全燃烧时,耗氧量相同(把C H O C H H O n 2n +2n 2n 2看成·:相同碳原子数的炔烃(二烯烃)与醛(酮)及饱和二元醇完全燃烧时,耗氧量相同(醛:C H O C H H O n 2n n 2n 22→·-饱和二元醇:C H O C H 2H O n 2n +22n 2n 22→·-);相同碳原子数的羧酸(酯)与三元醇完全燃烧,耗氧量相同(羧酸:C H On2n2→C H2H On2n42-·饱和三元醇:C H O C H3H On2n23n2n22+-→·)二、通过实验确定乙醇的结构式由于有机化合物中存在着同分异构现象,因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质。
在这种情况下,知道了某一物质的分子式,常常可利用该物质的特殊性质,通过定性或定量实验来确定其结构式。
例如:根据乙醇的分子式和各元素的化合价,乙醇分子可能有两种结构:为了确定乙醇究竟是哪一种结构,我们可以利用乙醇跟钠的反应,做下面这样一个实验。
实验装置如右下图所示。
在烧瓶里放入几小块钠,从漏斗中缓缓滴入一定物质的量的无水乙醇。
乙醇跟适量钠完全反应放出的H2把中间瓶子里的水压入量筒。
通过测量量筒中水的体积(应包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积),就可知反应生成的H2的体积。
讨论2 下面是上述实验的一组数据:根据上述实验所得数据,怎样推断乙醇的结构式是(1),还是(2)呢?由于0.100 mol C2H6O与适量Na完全反应可以生成1.12 L H2,则1.00 molC2H6O与Na反应能生成11.2 L H2,即0.5 mol H2,也就是1 mol H。
这就是说在1个C2H6O分子中;只有1个H可以被Na所置换,这说明C2H6O分子里的6个H中,有1个与其他5个是不同的。
这一事实与(1)式不符,而与(2)式相符合。
因此,可以推断乙醇的结构式应为(2)式。
问题与思考1.确定有机物分子式一般有哪几种方法?2.运用“最简式法”确定有机物分子式,需哪些数据?3.如何运用“商余法”确定烃的分子式?问题与思考(提示)1、最简式法;直接法;燃烧通式法;商余法(适用于烃的分子式的求法等2、①有机物各元素的质量分数(或质量比)②标准状况下的有机物蒸气的密度(或相对密度)3、则为烯烃,环烷烃.②若余数=2,则为烷烃.③若余数=-2,则为炔烃.二烯烃④若余数=-6,则为苯的同系物.若分子式不合理,可减去一个C原子,加上12个H原子有机物分子式的确定典型例题例题精讲一、有机物分子式的确定【例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。
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。
【解】:(1)实验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,求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目(N)之比。
=1∶3该化合物的实验式是CH3。
(2)设该化合物分子中含有n个CH3,则:该化合物的分子式是C2H6。
答:该碳氢化合物的实验式是CH3,分子式是C2H6。
【例2】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。
【分析】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 →CO212 44m(C)44g/mol×0.1mol=1.2gOH:2H → H22 18m(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C2H6 O。
【例3】0.60g某饱和一元醇 A,与足量的金属钠反应,生成氢气112mL(标准状况)。
求该一元醇的分子式。
【解】:饱和一元醇的通式为Cn H2n+1OH,该一元醇的摩尔质量为M(A)。
=60g/mol该一元醇的相对分子质量是60。
根据该一元醇的通式,有下列等式:12n+2n+1+16+1=60n=3答:该一元醇的分子式是C3H7 OH。
二、通过实验确定乙醇的结构式[例4] 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.分析:解法一:Mr=2×8=16,M=16g·mol-1,1mol烃中含C、H的物质的量为:.所以该烃的分子式为CH4解法二:烃分子中C、H原子个数比为:,式量为16.最简式为CH4因为Mr=16,故该烃的分子式为CH.4答案:CH4[例5]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.分析:计算相对分子质量有三种不同方法1.根据标准状况下气体的密度计算相对分子质量.根据标准状况的气体密度计算气体的摩尔质量,其数值即为相对分子质量.M=22.4×d 如第一种有机物 M=22.4×2.59=58 2.根据气体相对密度计算相对分子质量.M=DA×MA用相对密度乘相对气体的相对分子质量.如第二种有机物M=1.87×29=543.根据标准状况下,一定质量气体的体积计算相对分子质量.答案:58、54、 44[例6]某气态碳氢化合物中含碳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.分析:计算推断分子式此题有三种方法1.基本方法:先根据测得的气体密度计算气体的摩尔质量,然后计算1mol气态有机物中各元素原子的物质的量,最后确定该气态有机物的分子式.M=8×2=16所以该有机物的分子式为CH42.最简式法:根据已知先求出摩尔质量,再据质量分数求出碳氢原子个数比,然后找到最简式式量与相对分子质量的关系,最后确定分子式. M=8×2=16所以最简式为CH4其式量=16设分子式为(CH4)n因为最简式式量=相对分子质量所以分子式就是最简式,即为CH43.商余法:根据碳氢化合物中对其相对分子质量碳、氢原子的影响大小,用碳相对原子质量除以相对分子质量,所得商的整数部分就是烃分子中所含碳原子数的最大值,而余数就是氢原子数的最小值.注意从为CH4[例7] 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分析:本题是计算推断分子式的又一种类型,就是利用烃的完全燃烧反应方程式列出比例式求解类型.设烃分子式为Cx Hy,则有解得 x=6 y=12 答案: D.[例题8]2.3g某有机物A完全燃烧后,生成0.1molCO2和2.7g H2O,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.分析: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.(1)求2.3g该有机物中组成元素的质量:C: C ——→CO212 44m(C)44g/mol×0.1mol=1.2gH: 2H ——→HO22 18m(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:答案:该有机物的分子式是C2H6 O.[例9]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,并画出其分子空间结构的示意图.分析:本题是在已知有机物完全燃烧时,涉及的有关物质量关系,判断其分子组成的典型定量计算题.其解法有三种.第一种解法是通过该烃燃烧生成的CO2和H2O的量,即本题中燃烧生成气体经过NaOH 溶液和无水氯化钙后,两者增重的量,计算出烃中的C、H元素的质量比,进而求得实验式.再根据题中该气态烃在标准状况下的密度,求得其相对分子质量.最后由实验式和相对分子质量.判断它的分子组成.然而本题所给数据,求得实验式为CH4.依据烃的分子组成中,C 原子个数为n时,H原子的最多个数不大于(2n+2)个的规律,即可确定此实验式就是所求的分子式.第二种解法是通过烃的燃烧通式:计算该烃1mol完全燃烧时,生成CO2和H2O物质的量,从而求得烃分子中C、H元素原子个数,求得其分子式第三种解法是由本题特点决定的解法特例.即通过该烃在标准状况下的气体密度、计算相对分子质量为16.而相对分子质量为16的烃,是相对分子质量最小的甲烷,其分子式为CH4.如上各解法均可求得该烃为甲烷,就可画出表示甲烷分子空间结构的正四面体分子构型.答案:解法1:设该烃中C、H元素的质量分别为x、y g.根据题意和题中数据:CO2 ~ C H2O ~2H44g 12g 18g 2g1.1g x 0.9g y44∶1.1=12∶x 18∶0.9=2∶yx=0.3(g) y=0.1(g)烃中C、H元素原子个数比该烃实验式为CH4,式量为16.该烃相对分子质量=0.717×22.4=16该烃分子式为CH4,其分子空间结构示意图见下一解法的解题过程.解法2:设该烃为CmHn.此烃1mol完全燃烧生成CO2和H2O分别为xg和yg.0.56∶22.4=1.1∶x 0.56∶22.4=0.9∶yx=44(g) y=36(g)该烃分子式为CH4.其分子空间结构示意图为解法3:该烃摩尔质量=0.717×22.4=16(g/mol),只能是有机物中相对分子质量最小的CH4.[答案](略).[例10] 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.烧方程式列方程求解.设混气中烯烃为xmol,则CO为(0.2-x)mol.答案:烯烃分子式为C4H8.[例11] 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 [ ].A.C2H4B.C2H5OH C.CH3CHO D.CH3COOH分析:首先判断为C2化合物,但无助于选择,因为4个选项均是C2化合物,故关键是利用耗氧量进行选择.关于耗氧量的选择有两种解法求解.解法一用通式求解.由:得:A.C2H4~3O2B.C2H5OH~3O2解法二用“氢二氧一可内消”原则求解.关于(B)、(C)、(D)三项,均是烃的含氧衍生物,不必用常规关系式Cx HyOz~(x+Cx Hy(z可为0),即:(B)C2H5OH~C2H4(C)CH3CHO~C2H2(D)CH3COOH~C2答案:AB[例12] mg的饱和一元醇,在氧气中完全燃烧后,产生14.4g水和13.44L(标准状况下)二氧化碳气体.(1)试确定该醇的化学式.(2)m的值是多少?分析:根据mg饱和一元醇燃烧后产生的水和CO2的量可分别求得mg饱和一元醇中H 和C的物质的量,二者之比正好等于饱和一元醇通式CnH2n+2O中2n+2与n的比,于是可求得n值,从而就能确定其化学式.再根据化学式和其燃烧方程式及产生CO2或水的差,就能求出m的值.(1)设饱和一元醇的化学式为Cn H2n+2O该饱和一元醇的化学式为C3H8 O.60∶m=3∶0.6 m=12答案:(1)C3H8 O(2)m=12实战演练一、选择题1.常温常压下,等质量的以下各烃分别在足量的O2充分燃烧,消耗O2最多的是( );等物质的量的下列各烃分别在足量O2中充分燃烧,消耗O2最多的是( )A.甲烷B.乙烯C.丙炔D.丁烷2.1.01×105Pa,120℃时,某气态烃在密闭容器中与过量O2混和点燃,完全反应后,保持温度,压强不变,体积增大的是( )A.CH4 B.C2H6C.C3H4D.C2H23.充分燃烧等物质的量的下列有机物,在相同条件下需要氧气最多的是( )A.C4H8O2B.C4H10C.C2H6O2D.C2H24.充分燃烧等质量的下列各组有机物,在相同条件下需O2的体积不完全相同的一组是( )A.乙炔、苯B.乙醇、甲醚(CH3-O-CH3)C.丙炔、异丙苯D.环丙烷、丙醇5.某有机物在氧气中完全燃烧时,其蒸气与消耗的氧气及生成的二氧化碳在同温同压下的体积比为1∶4∶3,该有机物不可能是( )A.C3H4B.C3H8O2C.C3H6O D.C3H6O26.一定量的某有机物完全燃烧后,将燃烧产物通过足量的石灰水,经过滤可得沉淀10g,但称量滤液时,其质量只比原石灰水减少2.9g,则此有机物可能是( )A.乙烯B.乙二醇C.乙醇D.乙醚7.经测定C3H7OH和C6H12组成的混合物中氧的质量分数为8%,则此混合物中氢的质量分数是( )A.78%B.22%C.14%D.13%8.某有机物含C52.2%,含H13.0%;该有机物1g与足量金属钠反应,标况下生成0.243LH2,则该有机物的分子式为( )A.C2H6O B.C2H4O2C.CH4O D.C4H10O二、填空题9.某烃含C元素为83%,则该烃的分子式为____________,若某烃的分子量为128,则分子式可能为____________或____________。