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高中化学有机物分子式的确定方法例谈

来源:101教育网整理 2016-08-22 字体大小: 分享到:

  确定有机物的分子式是历年高考热点之一,经常在选择题、填空题中出现,常见的方法有:

  一、直接求算法

  直接计算出1mol气体中各元素原子的物质的量,推出分子式。步骤为:密度(或相对密度)→摩尔质量→1mol气体中各元素的原子个数→分子式。

  例1.0.1L某气态烃完全燃烧,在相同条件下测得生成0.1LCO2和0.2L水蒸气且标准状况下其密度为0.717g / L,该烃的分子式是:( )

  A. CH4 B. C2H4 C. C2H2 D. C3H6

  解析:由M=0.717g /L*22.4 L/mol=16 g/mol,可求N(C)= 0.1 L/0.1 L=1, N(H)= 0.2 L*2/0.1 L=4,即1mol该烃中含1mol C, 1mol H,则其分子式为CH4,

  二、最简式法

  通过有机物中各元素的质量分数或物质的量,确定有机物的最简式(即各原子最简整数比),再由烃的相对分子质量来确定分子式。

  烃的最简式的求法为:N(C):N(H)=(碳的质量分数/12):(氢的质量分数/1)=a:b(最简整数比)。

  例1.某气态烃含碳85.7%,氢14.3%。标准状况下,它的密度是1.875 g /L,则此烃的化学式是_______。

  解析:由M=1.875g /L*22.4 L/mol=42g/mol, N(C):N(H)=( 85.7%/12):(14.3%/1)=1:2, 最简式为CH2,该烃的化学式可设为(CH2)n,最简式式量为14,相对分子质量为42,n=3,此烃为C3H6。

  练习:某烃完全燃烧后生成8.8gCO2和4.5g水。已知该烃的蒸气对氢气的相对密度为29,则该烃的分子式为_______。答案:C4H10

  注意:某些特殊组成的最简式,可直接确定其分子式。如最简式为CH4的烃中,氢原子数为四,已经饱和,其最简式就是分子式。

  三、通式法

  若已知烃的种类可直接设,烷烃设为CnH2n+2, 烯烃设为CnH2n,炔烃设为CnH2n-2,苯及苯的同系物设为CnH2n-6;若为不确定分子则设为CxHy.

  例1.若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧,需用3 mol O2,则( )

  A. x=2,y=2 B. x=2,y=4 C. x=3,y=6 D. x=3, y=8

  解析:由烃的燃烧方程式CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+y/2H2O,依题意x+y/4=3,y=12-4x,代入验证,符合选项为x=2,y=4,选B。

  四、商余法

  方法一:用烃的相对分子质量除以14,看商数和余数。其中商数A为烃分子中碳原子的个数

  方法二:若烃的类别不确定,可用相对分子质量M

  除以12,看商数和余数。

  例1. 某有机物A的相对分子质量为128,若A是烃,则它的分子式可能是_______。

  解析:用方法二做,128/12=10……8,则分子式为C10H8,但也可能10个12中的一个12为12个氢,则分子式为 C9H20。因此,可能的分子式为C10H8或C9H20。

  五、平均值法

  当烃为混合物时,一般是设平均分子式,结合反应方程式及其他条件求出平均组成,利用平均值的含义确定混合烃可能的分子式.

  例1. 20mL两气态烃组成的混合物,跟足量O2混合后完全燃烧,当产物通过浓H2SO4体积减少30mL,然后通过碱石灰体积减少40mL(气体体积均在同温同压下测得),问:这种混合物的组成可能有几种?

  解析:N(C)= 0.04 L/0.02 L=2, N(H)= 0.03 L*2/0.02 L=3,即该烃分子式为C2H3。此烃中必含C2H2,其组成可能为C2H2和C2H4或C2H2和C2H6。

  另外,有时也利用平均相对分子质量来确定其可能的组成,此时,采用十字交叉法计算较为简捷。若两混合气态烃,平均相对分子质量小于或等于26,则该烃中必含有甲烷。

  练习:两种气态烃的混合物,在标准状况下其密度是1.16g /L,则关于此混合物的组成说法正确的是( )

  A. 一定有甲烷

  B. 一定有乙烷组成

  C. 可能是甲烷和戊烷的混合物

  D. 可能是乙烷和丙烷的混合物

  答案:A.

  六、差量法

  利用燃烧的化学方程式,通过反应前后气体体积的变化确定分子式。

  例1. 室温时,20mL某气态烃与过量氧气混合,完全燃烧后的产物通过浓硫酸,再恢复到室温,气体体积减少了50mL,剩余气体再通过苛性钠溶液,体积减少了40mL。则该气态烃的分子式。

  解析:设气态烃分子式为CxHy

  CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+y/2H2O 体积差

  1  x+y/4    x   1+y/4

  20mL 40mL 50mL

  求得x=2,y=6,其分子式为 C2H6。

  练习:120℃时,1体积某烃和4体积O2混合,完全燃烧后,恢复到原来的温度和压强,体积不变,则该烃所含的碳原子数不可能是( )

  A. 1 B. 2 C.3 D.4

  答案: D

  注意,温度在100℃以上时,气态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;若总体积增大,则原混合烃中的氢原子平均数大于4;若总体积减小,则原混合烃中的氢原子平均数小于4,必含有C2H2。烃类燃烧前后气体总体积的变化与分子中的碳原子数无关,主要取决于烃分子中的氢原子数及水的状态。

  小结:对于确定烃分子式的题目,要注意分析题目所给条件,再选择适当的方法。

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标签: 化学 (责任编辑:101教育小编)
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