有機物分子式的確定

4.4有機物分子式確實定【知識梳理】有機物分子式確實定----------八種方法一、摩爾質(zhì)量法(相對分子質(zhì)量法)直接計算出1mol氣體中各元素原子的物質(zhì)的量，即可推出分子式。如給出一定條件下的密度〔或相對密度〕及各元素的質(zhì)量比〔或質(zhì)量分數(shù)比〕，求算分子式的途徑為：

密度〔或相對密度〕--摩爾質(zhì)量1mol--氣體中各元素原子物質(zhì)的量--分子式二、商余法〔只適用于烴的分子式的求法〕〔1〕用烴的相對分子質(zhì)量除以12，商為碳數(shù)和余數(shù)為氫數(shù)。如：CxHy，可用相對分子質(zhì)量M除以12，看商和余數(shù)。即余y，分子式為CxHy。〔2〕增減法：由一種烴的分子式，求另一種烴可能的分子式可采用增減法推斷。即減少一個碳原子必增加12個氫原子；反之，增加一個碳原子要減少12個氫原子。三、最簡式法根據(jù)分子式為最簡式的整數(shù)倍，因此利用相對分子質(zhì)量及求得的最簡式可確定其分子式。如烴的最簡式的求法為C：H=〔碳的質(zhì)量分數(shù)/12〕：〔氫的質(zhì)量分數(shù)/1〕=a：b〔最簡整數(shù)比〕最簡式為CaHb，那么分子式為〔CaHb〕n，n=M/〔12a+b〕，其中M為烴的式量。四、燃燒通式法〔1〕兩混合氣態(tài)烴，充分燃燒后，生成CO2氣體的體積小于2倍原混合烴的體積，那么原混合烴中必有CH4；假設(shè)生成水的物質(zhì)的量小于2倍原混合烴的物質(zhì)的量，那么原混合烴中必有C2H2?！?〕氣體混合烴與足量的氧氣充分燃燒后，假設(shè)總體積保持不變，那么原混合烴中的氫原子平均數(shù)為4；假設(shè)體積擴大，那么原混合烴中的氫原子平均數(shù)大于4；假設(shè)體積縮小，那么原混合烴中氫原子平均數(shù)小于4，必有C2H2。〔溫度在100℃以上〕五、討論法當(dāng)條件缺乏時，可利用條件列方程，進而解不定方程，結(jié)合烴CxHy中的x、y為正整數(shù)，烴的三態(tài)與碳原子數(shù)相關(guān)規(guī)律〔特別是烴為氣態(tài)時，x≤4〕及烴的通式和性質(zhì)，運用討論法，可簡捷地確定烴的分子式。六、平均分子式法平均分子式法求判斷混合烴的組成〔分子式〕和物質(zhì)的量之比使用條件:由兩種或兩種以上的烴組成的混合氣，欲確定各烴的分子式時，可采用此法。使用方法:一般視混合物為純潔物，設(shè)其平均分子式為CxHy根據(jù)其他條件求出x或y由平均值規(guī)律先確定混合物的成分或其可能性，再利用十字交叉法求出他們物質(zhì)的量之比。注：兩混合烴，假設(shè)平均分子量小于或等于26，那么該烴中必含甲烷。七、鍵線式法根據(jù)鍵線式寫出分子式，知道碳有四個價鍵，數(shù)氫原子個數(shù)的時候，要細心。【經(jīng)典例題】摩爾質(zhì)量〔M〕和各元素的質(zhì)量分數(shù)確定【例1】〔09全國卷Ⅱ30〕化合物A相對分子質(zhì)量為86,碳的質(zhì)量分數(shù)為55.8%,氫為7.0%,其余為氧。A的分子式為____【答案】C4H6O2【解析】此化合物的摩爾質(zhì)量為Mr==86g/mol1mol此化合物中碳原子、氫原子和氧原子的物質(zhì)的量分別為：n(C)=86g×55.8%÷ADVANCE12g/mol=2moln(H)=86g×7.0%÷1g/mol=6moln(O)=86g×55.8%÷ADVANCE16g/mol=2mol所以1mol此化合物中含4molC、6molH和2molO即分子式為C4H6O2將摩爾質(zhì)量〔M〕換成其他量【變式1】某化合物由碳、氫兩種元素組成，其中含碳的質(zhì)量分數(shù)為85.7%，在標準狀況下11.2L此化合物的質(zhì)量為14g，求此化合物的分子式.【答案】C2H4【解析】此烴的摩爾質(zhì)量為Mr=14g÷=28g/mol1mol此烴中碳原子和氫原子的物質(zhì)的量分別為：n(C)=28g×85.7%÷ADVANCE12g/mol=2moln(H)=28g×14.3%÷1g/mol=4mol所以1mol此烴中含2molC和4molH即此烴的分子式為C2H4給出模糊的摩爾質(zhì)量〔M〕范圍【變式2】嗎啡是嚴格查禁的毒品，嗎啡分子中含碳71.58%，氫6.67%，氮4.91%，其余為氧元素。嗎啡相對分子質(zhì)量不超過300，試求嗎啡的分子式？【答案】C17H19NO3【解析】該題初看起來條件缺乏無從下手，但仔細分析題意就會發(fā)現(xiàn)嗎啡的分子量不超過300，氮原子的百分含量最小，原子個數(shù)最少。根據(jù)有機物中原子個數(shù)為正整數(shù)的特點，不妨先設(shè)嗎啡分子中氮原子數(shù)為1，由題意可知嗎啡的分子量為：14/4.91%=285<300，如果氮原子數(shù)大于1，很顯然嗎啡的分子量會超過300不符合題意。因此可以確定嗎啡的分子量為285，該分子中所含N、C、H、O個數(shù)分別為：N〔N〕=1，N〔C〕=285×71.58%÷12=17，N〔H〕=285×6.67%÷1=19，N〔O〕=285×16.84%÷16=3。故嗎啡的分子式為C17H19NO3。只給出摩爾質(zhì)量〔M〕【例2】某烴的相對分子質(zhì)量是128，那么該烴可能的分子式是什么？【答案】C9H20，C10H8【解析】此題可用商余法設(shè)分子式為CxHy，那么12x+y=128再用商余法：128/12商9余數(shù)為2，可推知為烷烴，C9H20128/12商10余數(shù)為8，可推知為烷烴，C10H81、烷烴只能是C9H20，壬烷及其同分異構(gòu)體2、全部共面是C10H8，萘〔兩苯環(huán)共用一條邊并聯(lián)〕質(zhì)量分數(shù)變?yōu)橘|(zhì)量比【例3】〔2010天津，8．〕Ⅰ．：R－CH＝CH－O－R′R－CH2CHO+R′OH〔烴基烯基醚〕烴基烯基醚A的相對分子質(zhì)量〔Mr〕為176，分子中碳氫原子數(shù)目比為3∶4。A的分子式為_________________?！敬鸢浮緾12H16O【解析】根據(jù)題意得：A中有一個氧，剩下的為碳和氫。設(shè)CxHyO列方程12X+Y+16=176X∶Ｙ＝3:4解得：Ｘ＝12Ｙ＝16根據(jù)有機物燃燒產(chǎn)物計算【例4】〔2011石景一模28．〕F為一元羧酸，其蒸氣密度是同溫同壓下H2密度的61倍，將F完全燃燒，產(chǎn)物通入足量的澄清石灰水中，產(chǎn)生沉淀，那么F的分子式為____________?！敬鸢浮緾7H6O2【解析】〔1〕求該有機物的相對分子質(zhì)量：Mr〔A〕=d×Mr〔H2〕=61×2＝122g/mol〔2〕求2，那么1molF含7個C因為F為羧酸所以含有2個O，剩下的就是氫了?！纠?】25℃某氣態(tài)烴與O2混合，在密閉容器中點燃爆炸后又恢復(fù)至25℃，此時容器內(nèi)壓強為原來的一半，再經(jīng)NaOH溶液處理，容器幾乎成為真空。該烴的分子式可能為〔〕。A．C2H4B.C2H6C.C3H6D.C3H8烴與氧氣恰好完全反響CxHy+(x+y/4)O2=xCO2+y/2H2O1x+y/4x2x=1+x+y/4，那么y=4x-4。x=1時，y=0。不合理。x=2時，y=4。乙烯。x=3時，y=8。丙烷。x=4時，y=12。不合理【例6】常溫下，一種烷烴A和一種單烯B組成混合氣體。A或B分子最多只含有4個碳原子，且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多。〔1〕將1L該混合氣體充分燃燒，在同溫、同壓下得到2.5LCO2氣體。試推斷原混合氣體中A和B所有可能的組合及其體積比，并將結(jié)論填入下表。組合編號A的分子式B的分子式A和B的體積比〔2〕120.oC時取1L該混合氣體與9LO2混合，充分燃燒，當(dāng)恢復(fù)到120.oC和燃燒前的壓強時，體積增大6.25%，試通過計算確定A和B的分子式。【答案】〔1〕組合編號A的分子式B的分子式A和B的體積比VA∶VB①CH4C3H61∶3②CH4C4H81∶1③C2H6C3H61∶1④C2H6C4H83∶1〔2〕A為C2H6、B為C4H8?！窘馕觥吭O(shè)混合氣體的平均分子式為CxHy，因為同溫、同壓下氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比。所以，1mol混合烴充分燃燒可生成2.5molCO2，即x＝2.5，故混合烴的平均分子式可以表示為C2.5Hy。由于該混合氣體是由烷烴A和單烯烴B組成，且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多。由此可以推斷，混合氣體只能由碳原子數(shù)小于2.5的烷烴〔CH4和C2H6〕和碳原子數(shù)大于2.5的烯烴〔C3H6和C4H8〕組成。它們有四種可能的組合，根據(jù)每一種組合中烷烴和烯烴的碳原子個數(shù)及平均分子式中碳原子數(shù)，可以確定A和B的體積比。運用十字交叉法(根據(jù)碳原子數(shù)列式),有:CH4,C3H6組成混合氣時CH4C3H6上式說明,混合時A和B的體積比為1∶∶1.5).②,③,④種組合時A與B的體積比也都可按上法求出,答案分別為1∶1,1∶1,3∶1.【例7】蘿卜中具有較多的胡蘿卜素，它是人體中主要的維生素來源之一。α－胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)為：〔1〕寫出α－胡蘿卜素的分子式_____________?！敬鸢浮緾39H54【解析】很多新材料題目都與根底知識緊密相關(guān)，不要害怕。解題關(guān)鍵是記住烯烴結(jié)構(gòu)性質(zhì)與乙烯相似，同時要認真仔細，切不可馬虎失分。(1)按照每有一個雙鍵和一個環(huán)都比烷烴少兩個氫原子的規(guī)那么，此烴共有39個C，ll個C=C，2個環(huán)，所以氫原子數(shù)為:39×2十2-ll×2-2×2=54∴分子式為C39H54【課堂練習(xí)】1、〔2009北京高考〕A蒸汽密度是相同狀態(tài)下甲烷密度的6.25倍，C中各元素的質(zhì)量分數(shù)分別為碳60%，氫8%，氧32%，A的分子式_____________。C5H8O22、〔2008海南17．〕直鏈化合物A的相對分子質(zhì)量小于90，A分子中碳、氫元素的總質(zhì)量分數(shù)為，其余為氧元素，那么A的分子式為___________。C5H10O3、〔2009海南18-4〕，A的分子式為。C8H8M(C)=92.3%X104=96那么m(H)=8，此含量不可能含其他原子。那么96÷12=8所以分子式為C8H8。4、〔2011江西重點盟校二次聯(lián)考38.〕化學(xué)實驗室有一試劑瓶標簽嚴重破損，只能隱約看到一些信息，如以下圖所示．該物質(zhì)〔M〕分子式為：。C7H10O55、〔2010朝陽高三統(tǒng)考28.〕肉桂醛在食品、醫(yī)藥化工等方面都有應(yīng)用。質(zhì)譜分析肉桂醛分子的相對分子質(zhì)量為132。其分子中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為81.8％，其余為氫和氧。分子中的碳原子數(shù)等于氫、氧原子數(shù)之和。肉桂醛的分子式是____________。C9H8O6、〔2011北京朝陽期末17．〕某有機物A由C、H、O三種元素組成，相對分子質(zhì)量為90。將9.0gA完全燃燒的產(chǎn)物依次通過足量的濃硫酸和堿石灰，分別增重5.4g和13.2g。A能與NaHCO3溶液發(fā)生反響，且2分子A之間脫水可生成六元環(huán)化合物。有關(guān)A說法正確的選項是〔〕CA．分子式是C3H8O3B．A催化氧化的產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反響C．0.1molA與足量Na反響產(chǎn)生2.24LH2〔標準狀況〕D．A在一定條件下發(fā)生縮聚反響的產(chǎn)物是7、2和3體積的水蒸氣〔氣體體積均是在相同溫度和壓強下測定〕?！?〕分析判斷兩種烴各是哪一類?！?〕通過計算和推理，確定兩種烴的分子式及體積比?！?〕C4H6和C3H6〔2〕2:58、實驗測得乙烯與氧氣的混合氣體的密度是氫氣的14.5倍?？芍渲幸蚁┑馁|(zhì)量分數(shù)為〔〕CA.25.0%B.27.6%C.72.4%D.75.0%9、〔2011浙江理綜29〕白黎蘆醇〔結(jié)構(gòu)簡式：〕屬二苯乙烯類多酚化合物，具有抗氧化、抗癌和預(yù)防心血管疾病的作用。黎蘆醇的分子式是_________________________。C14H12O310、〔2009海南18-4〕某課題組設(shè)計的合成聚酯類高分子材料

的路線：

：①A的相對分子質(zhì)量小于110，其中碳的質(zhì)量分數(shù)約為0.9；

②同一碳原子上連兩個羥基時結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易脫水生成醛或酮：

③C可發(fā)生銀鏡反響。

請根據(jù)以上信息答復(fù)以下問題：A的分子式為。C8H1011、〔2011豐臺一模28.〕B是烴的含氧衍生物，質(zhì)譜說明B的相對分子質(zhì)量為100，其中含氧元素的質(zhì)量分數(shù)為16%。B能發(fā)生銀鏡反響，且分子結(jié)構(gòu)中只有一個—CH3。B的結(jié)構(gòu)簡式為__________。C6H12O一個甲基一個醛基剩下的是CH212、〔2010全國I，30〕有機化合物A-H的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下所示：鏈烴A有支鏈且只有一個官能團，其相對分子質(zhì)量在65~75之間，lmolA完全燃燒消耗7mol氧氣，那么A的分子式為______________。C5H8【課后作業(yè)】一、選擇題1．某氣態(tài)烴在一密閉容器中與O2混合點燃，使烴完全燃燒，燃燒后容器內(nèi)壓強與燃燒前相同〔150℃測定〕，此氣態(tài)烴可能是〔

〕

A．丙烷

B．乙炔

C．乙烯

D．丙炔2．某有機物完全燃燒生成CO2和H2O的物質(zhì)的量相等，那么此有機物的實驗式可能是〔

〕

A．CH

B．CH2

C．CH3

D．CH2O3．一定溫度下，Wg以下物質(zhì)在足量氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物與過量的過氧化鈉完全反響，過氧化鈉固體增重Wg，符合此要求的是〔

〕

①H2②CO③H2和CO④HCOOCH3⑤HOOC-COOH

A．全部

B．僅④和⑤

C．僅①②③

D．除⑤以外

4．某氣態(tài)烴10mL與50mL氧氣在一定條件下作用，剛好耗盡反響物，生成水蒸氣40mL，一氧化碳和二氧化碳各20mL〔各氣體體積均在同溫、同壓下測定〕，該烴的分子式為〔

〕

A．C3H8

B．C4H6

C．C3H6

D．C4H85．燃燒物質(zhì)的量相等的某有機物和乙醇。①乙醇燃燒生成CO2的量是該有機物的2/3。②該有機物燃燒生成水的量是乙醇的2/3。③二者消耗相同狀態(tài)下氧氣的體積相同。通過分析判斷該有機物是以下哪種〔

〕

A．C4H9OH

B．CH2=CHCOOHC．CH2=CHCHO

D．CH3CH2COOH6．某化合物含碳、氫、氮3種元素，其分子內(nèi)的4個氮原子排列成內(nèi)空的四面體結(jié)構(gòu)，且每2個氮原子間都有1個碳原子，分子中無C—C、C＝C和C≡C鍵。那么此化合物的化學(xué)式是〔

〕A．C6H12N4B．C4H8N4C．C6H10N4D．C6H8N47．某氣態(tài)化合物X含有C、H、O3種元素，現(xiàn)以下條件：①X中C的質(zhì)量分數(shù)；②X中H的質(zhì)量分數(shù)；③X在標準狀況下的體積；④X對氫氣的相對密度；⑤X的質(zhì)量。欲確定化合物X的分子式，所需的最少條件是〔

〕

A．①②④

B．②③④

C．①③⑤

D．①②8．常溫、常壓下，50mL3種氣態(tài)烴的混合物與足量的氧氣混合后點燃爆炸，恢復(fù)到原來狀況時，體積共縮小100mL，那么3種烴可能是〔

〕A．CH4、C2H4、C3H4B．C2H6、C3H6、C4H6

C．CH4、C2H6、C3H8D．C2H4、C2H6、C2H29．某氣態(tài)烴和具有一雙鍵的氣態(tài)烯烴組成的混合氣體，在同溫下對的相對密度為13，取標準狀況下的此混合氣體6.72L，通入足量的溴水，溴水增重7g，那么此混合氣體的可能組成是〔

〕A．C2H4和C2H6B．CH4和C3H6

C．C3H8和C2H4

D．CH4

和C2H410．某氣態(tài)烴0.5mol能與1molHCl完全加成，加成后的產(chǎn)物又可與3molCl2取代生成無氫鹵代烴，那么此