有机物分子式和结构式地测定

word考点48有机物分子式和结构式确实定复习重点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、结构式确实定方法难点聚焦一、利用有机物燃烧反响的方程式进展计算有关化学方程式由上可知，一样碳原子数的烯烃(环烷烃)与一元饱和醇完全燃烧时，耗氧量一样(把：一样碳原子数的炔烃(二烯烃)与醛(酮)与饱和二元醇完全燃烧时，耗氧量一样(醛：饱和二元醇：)；一样碳原子数的羧酸(酯)与三元醇完全燃烧，耗氧量一样(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。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：为了确定乙醇终究是哪一种结构，我们可以利用乙醇跟钠的反响，做下面这样一个实验。实验装置如右如下图所示。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响放出的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，就可知反响生成的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完全反响可以生成1.12 L H2，如此1.00 molC2H6O与Na反响能生成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、 有机物各元素的质量分数或质量比标准状况下的有机物蒸气的密度或相对密度3、如此为烯烃，环烷烃假如余数=2，如此为烷烃假如余数=-2，如此为炔烃二烯烃假如余数=-6，如此为苯的同系物假如分子式不合理，可减去一个C原子，加上12个H原子有机物分子式确实定典型例题例题精讲一、有机物分子式确实定【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。 =13该化合物的实验式是CH3。2设该化合物分子中含有n个CH3，如此：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 CO22O，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，还需要通过计算反响物中C、H质量之和并与该有机物质量进展比拟后，才能作出判断。该有机物的相对分子质量，如此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 CO2 12 44 mC 44gmolH：2H H2O 2 18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：mO=mAmCmH2求该有机物的相对分子质量：MrA=dMr空气29463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C2H6O。【例3】0.60g某饱和一元醇 A，与足量的金属钠反响，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H2n+1OH，该一元醇的摩尔质量为MA。 60gmol该一元醇的相对分子质量是60。根据该一元醇的通式，有如下等式：12n+2n+1+16+1=60 n3答：该一元醇的分子式是C3H7OH。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31,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=28=16，M=16gmol-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：最简式为CH4，式量为16因为Mr=16，故该烃的分子式为CH4答案：CH4例5第一种气态有机物在标准状况下的密度为2.59gL，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2.59=582根据气体相对密度计算相对分子质量M=DA29=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根本方法：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=82=16所以该有机物的分子式为CH42最简式法：根据先求出摩尔质量，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=82=16所以最简式为CH4其式量=16设分子式为CH4n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，所得商的整数局部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CO22O2.16g，经测定这种烃在标准状况下的密度为3.75gL如此其分子式是 ACH4 BC3H8CC4H10 DC6H12分析：此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响方程式列出比例式求解类型设烃分子式为CxHy，如此有解得 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，还需要通过计算反响物中C、H质量之和并与该有机物质量进展比拟后，才能作出判断该有机物的相对分子质量，如此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 44 mC 44gmolH： 2H H2O2 18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：mO=mA-mC-mH2求该有机物的相对分子质量：MrA=dMr空气29 =463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C2H6O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，反响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：此题是在有机物完全燃烧时，涉与的有关物质量关系，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，即此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此题所给数据，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此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：CO2C H2O2H44g 12g 18g 2g1.1g x 0.9gy441.1=12x 180.9=2yx=0.3g y=0.1g烃中C、H元素原子个数比该烃实验式为CH4，式量为1622.4=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ygyx=44g y=36g该烃分子式为CH4其分子空间结构示意图为解法3：22.4=16gmol，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，使之反响，将反响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，如此CO为0.2-xmol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 AC2H4 BC2H5OHCCH3CHO DCH3COOH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展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：AC2H43O2 BC2H5OH3O2解法二用“氢二氧一可内消原如此求解关于B、C、D三项，均是烃的含氧衍生物，不必用常规关系式CxHyOzx+CxHyz可为0，即：BC2H5OHC2H4CCH3CHOC2H2DCH3COOHC2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2m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H2n+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与产生CO2或水的差，就能求出m的值1设饱和一元醇的化学式为H2n+2O该饱和一元醇的化学式为C3H8O60m=30.6 m=12答案：1C3H8O2m=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( )；等物质的量的如下各烃分别在足量O2中充分燃烧，消耗O2最多的是( )105Pa，120时，某气态烃在密闭容器中与过量O2混和点燃，完全反响后，保持温度，压强不变，体积增大的是( )42H63H42H23.充分燃烧等物质的量的如下有机物，在一样条件下需要氧气最多的是( )4H8O24H102H6O22H24.充分燃烧等质量的如下各组有机物，在一样条件下需O2的体积不完全一样的一组是( )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与生成的二氧化碳在同温同压下的体积比为143，该有机物不可能是( )3H43H8O23H63H6O26.一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，如此此有机物可能是( )3H7OH和C6H12组成的混合物中氧的质量分数为8%，如此此混合物中氢的质量分数是( )A.78% B.22% C.14% D.13%2，如此该有机物的分子式为( )2H62H4O244H10O二、填空题9.某烃含C元素为83%，如此该烃的分子式为_，假如某烃的分子量为128，如此分子式可能为_或_。10.假如A、B都是可燃物，当A、B是两种分子量不等的无机物，一样条件下混合后总体积一定；A、B是两种分子量相等的有机物，一样条件下混合后，总质量一定。符合上述情况的A、B混合物，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧后消耗氧气的质量不变。试分别写出符合上述情况的无机物分子式和有机物结构简式各一组，并说明A、B应满足的条件：(1)无机物一组的分子式_、_；应满足的条件是_。(2)有机物一组的结构简式_、_；应满足的条件是_。11.各写二种你学过的有机物的结构简式，其燃烧后产生CO2、H2O(g)体积比符合如下比值的(1)V(CO2)/VH2O=2有_ _(2)V(CO2)/V(H2O)=1/2有_ _1，如此该烃的分子式为_推导理由是：_13.分子式符合(CO)n(H2O)m(n和m均为正整数)的各种有机物，它们完全燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比总是12，现有一些含C、H、O三种元素的有机物，它们完全燃烧时的消耗O2和生成CO2的体积比是34，假如它们的分子式用(CxOy)n(H2O)m表示。(1)(CxOy)n(H2O)m(m、n均为正整数)中，x=_，y=_(2)这些有机物中相对分子质量最小的化合物的分子式是_(3)某两种碳原子数一样的上述有机物，它们的相对分子质量分别为a和b(ab)，如此b-a必定是_(填一个数字)的整数倍。2O2，然后再通入O2，再通入C2H6，用电火花引燃，直至反响完全为止，恢复到原温度，容器内压强近似为零。(1)一样条件下，通入O2和C2H6的体积比的取值X围是_(2)通入O2的量不能超过_g2在密闭容器中燃烧后产物为CO2，CO和H2O(g)。产物经过浓H2SO4(1)试推断该有机物的分子式(2)假如0.2mol该有机物恰恰将与9.2g金属钠完全反响，试确定该有机物的结构简式16.某种橡胶分解产物为碳氢化合物。对这种碳氢化合物做以下实验：(1)假如取一定量该碳氢化合物完全燃烧，使燃烧后的气体通过盛浓H2SO4的洗气瓶；增重0.72g，再通过石灰水，石灰水增重2.2g；(2)经测定，该碳氢化合物(气体)的密度是一样状况下氢气密度的34倍；(3)该碳氢化合物0.1mol能和32g溴起加成反响；(4)经分析，在(3)的生成物中，溴原子分布在不同的碳原子上，且分子中有一个C原子在支链上。试推断：(1)该碳氢化合物的结构简式为_，名称为_。(2)该橡胶的结构简式为_，名称为_参考答案4H10，C9H20或C10H810.(1)CO、H2，物质的量一样，耗O2的量一样(2)C2H5OH，CH3OCH3，必须是同分异构体11.(1)CHCH，(2)CH4，CH3OH5H12；设该烃的分子式为CxHy，如此有=5/1如此x/y=5/12所以分子式为C5H1213.(1)x=2，y=1 (2)C2H2O2 (3)1814.(1)1V(O2)/V(C2H6)当只有CO2与Na2O2反响时，如此应通入的O2最多，由2C2H6+5O2+4Na2O24Na2CO3+6H2O(l)得V(O2)/V(C2H6当C2H6燃烧后产生的CO2和H2O均全部与Na2O2反响时，如此通入的O2应最少，由方程式C2H6+O2+5Na2O22Na2CO3+6NaOH得V(O2)/V(C2H6)=1/1故O2与C2H6的体积比x的取值X围为1V(O2)/V(C2H6)n(Na2O2)=2H6+5O2+4Na2O24Na2CO3+6H2O(l)得：=n(O22的质量不能超过32g/mol15.(1)n(H2O)=0.6moln(CO2)=CuO + CO = Cu +CO2m(减量) 1mol 1mol 16g实际有机物燃烧产生的CO21mol有机物中CHO=262故有机物分子式为：C2H6O2(2)n(Na)=所以该有机物为二元醇，结构简式为HOCH2CH2OH16.(1)2-甲基-1，3-丁二烯(或异戊二烯)(2)聚异戊二烯16 / 16