有機(jī)物分子式的確定

1．有機(jī)物組成元素的判斷
　　一般來說，有機(jī)物完全燃燒后，各元素對應(yīng)產(chǎn)物為：C→CO₂，H→H₂O，Cl→HCl。某有機(jī)物完全燃燒后若產(chǎn)物只有CO₂和H₂O，則其組成元素可能為C、H或C、H、O。欲判定該有機(jī)物中是否含氧元素，首先應(yīng)求出產(chǎn)物CO₂中碳元素的質(zhì)量及H₂O中氫元素的質(zhì)量，然后將碳、氫元素的質(zhì)量之和與原有機(jī)物質(zhì)量比較，若兩者相等，則原有機(jī)物的組成中不含氧；否則，原有機(jī)物的組成含氧。
　　2．實(shí)驗(yàn)式(最簡式)和分子式的區(qū)別與聯(lián)系
　　(1)最簡式是表示化合物分子所含各元素的原子數(shù)目最簡單整數(shù)比的式子。不能確切表明分子中的原子個數(shù)。
　　注意：
　　①最簡式是一種表示物質(zhì)組成的化學(xué)用語；
　　②無機(jī)物的最簡式一般就是化學(xué)式；
　　③有機(jī)物的元素組成簡單，種類繁多，具有同一最簡式的物質(zhì)往往不止一種；
　　④最簡式相同的物質(zhì)，所含各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是相同的，若相對分子質(zhì)量不同，其分子式就不同。例如，苯(C₆H₆)和乙炔(C₂H₂)的最簡式相同，均為CH，故它們所含C、H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是相同的。
　　(2)分子式是表示化合物分子所含元素的原子種類及數(shù)目的式子。
　　注意：
　　①分子式是表示物質(zhì)組成的化學(xué)用語；
　　②無機(jī)物的分子式一般就是化學(xué)式；
　　③由于有機(jī)物中存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，故分子式相同的有機(jī)物，其代表的物質(zhì)可能有多種；
　　④分子式＝(最簡式)_n。即分子式是在實(shí)驗(yàn)式基礎(chǔ)上擴(kuò)大n倍， 。
　　3．確定分子式的方法
　　(1)實(shí)驗(yàn)式法　 由各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)→求各元素的原子個數(shù)之比(實(shí)驗(yàn)式)→相對分子質(zhì)量→求分子式。
　　(2)物質(zhì)的量關(guān)系法　由密度或其他條件→求摩爾質(zhì)量→求1mol分子中所含各元素原子的物質(zhì)的量→求分子式。（標(biāo)況下M=dg/cm3×10³·22.4L/mol）
　　(3)化學(xué)方程式法　 利用化學(xué)方程式求分子式。
　　(4)燃燒通式法　 利用通式和相對分子質(zhì)量求分子式。
　　
　　由于x、y、z相對，借助通式進(jìn)行計(jì)算，解出x、y、z，最后求出分子式。

[例1]　3.26g樣品燃燒后，得到4.74gCO₂和1.92gH₂O，實(shí)驗(yàn)測得其相對分子質(zhì)量為60，求該樣品的實(shí)驗(yàn)式和分子式。
　　(1)求各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
?。?/span>2）求樣品分子中各元素原子的數(shù)目（N）之比
（3）求分子式
通過實(shí)驗(yàn)測得其相對分子質(zhì)量為60，這個樣品的分子式=（實(shí)驗(yàn)式）_n。
　　[例2]　實(shí)驗(yàn)測得某烴A中含碳85.7%，含氫14.3%。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L此化合物氣體的質(zhì)量為14g。求此烴的分子式。
　　解：（1）求該化合物的摩爾質(zhì)量
?。?/span>2）求1mol該物質(zhì)中碳和氫原子的物質(zhì)的量
　　[例3]　6.0g某飽和一元醇跟足量的金屬鈉反應(yīng)，讓生成的氫氣通過5g灼熱的氧化銅，氧化銅固體的質(zhì)量變成4.36g。這時(shí)氫氣的利用率是80%。求該一元醇的分子。
　　[例4]　有機(jī)物A是烴的含氧衍生物，在同溫同壓下，A蒸氣與乙醇蒸氣的相對密度是2。1.38gA完全燃燒后，若將燃燒的產(chǎn)物通過堿石灰，堿石灰的質(zhì)量會增加3.06g；若將燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸，濃硫酸的質(zhì)量會增加1.08g；取4.6gA與足量的金屬鈉反應(yīng)，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.68L；A不與純堿反應(yīng)。通過計(jì)算確定A的分子式和結(jié)構(gòu)簡式。
　　說明：由上述幾種計(jì)算方法，可得出確定有機(jī)物分子式的基本途徑：
　　 　

【練習(xí)】

⒈某烴0.1mol，在氧氣中完全燃燒，生成13.2g CO₂、7.2gH₂O，則該烴的分子式為　　　。

⒉已知某烴A含碳85.7%，含氫14.3%，該烴對氮?dú)獾南鄬γ芏葹?/span>2，求該烴的分子式。

⒊125℃時(shí)，1L某氣態(tài)烴在9L氧氣中充分燃燒反應(yīng)后的混合氣體體積仍為10L（相同條件下），則該烴可能是                             

A. CH₄B. C₂H₄C. C₂H₂D.C₆H₆

⒋一種氣態(tài)烷烴和氣態(tài)烯烴組成的混合物共10g，混合氣密度是相同狀況下H₂密度的12.5倍，該混合氣體通過裝有溴水的試劑瓶時(shí)，試劑瓶總質(zhì)量增加了8.4g，組成該混合氣體的可能是

A. 乙烯和乙烷B. 乙烷和丙烯C. 甲烷和乙烯D. 丙稀和丙烷

⒌室溫下，一氣態(tài)烴與過量氧氣混合完全燃燒，恢復(fù)到室溫，使燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸，體積比反應(yīng)前減少50mL，再通過NaOH溶液，體積又減少了40mL，原烴的分子式是

A. CH₄ B. C₂H₄ C. C₂H₆ D.C₃H₈

⒍A、B兩種烴通常狀況下均為氣態(tài)，它們在同狀況下的密度之比為1∶3.5。若A完全燃燒，生成CO₂和H₂O的物質(zhì)的量之比為1∶2，試通過計(jì)算求出A、B的分子式。

⒎使乙烷和丙烷的混合氣體完全燃燒后，可得CO₂  3.52 g，H₂O 1.92 g，則該混合氣體中乙烷和丙烷的物質(zhì)的量之比為

A.1∶2    B.1∶1     C.2∶3     D.3∶4

⒏兩種氣態(tài)烴的混合氣共1mol，在空氣中燃燒得到1.5molCO₂和2molH₂O。關(guān)于該混合氣的說法合理的是

A．一定含甲烷，不含乙烷B．一定含乙烷，不含甲烷

C．一定是甲烷和乙烯的混合物D．一定含甲烷，但不含乙烯

9．25℃某氣態(tài)烴與O₂混合充入密閉容器中，點(diǎn)燃爆炸后又恢復(fù)至25℃，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為原來的一半，再經(jīng)NaOH溶液處理，容器內(nèi)幾乎成為真空。該烴的分子式可能為

A. C₂H₄B. C₂H₂C. C₃H₆D. C₃H₈

10．某烴7.2g進(jìn)行氯代反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為一氯化物時(shí)，放出的氣體通入500mL0.2mol/L的燒堿溶液中，恰好完全反應(yīng)，此烴不能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色，試求該烴的分子式。

11．常溫下某氣態(tài)烷烴10mL與過量O₂85mL充分混合，點(diǎn)燃后生成液態(tài)水，在相同條件下測得氣體體積變?yōu)?/span>70mL，求烴的分子式。

12．由兩種氣態(tài)烴組成的混合烴20mL，跟過量O₂完全燃燒。同溫同壓條件下當(dāng)燃燒產(chǎn)物通過濃H₂SO₄后體積減少了30mL，然后通過堿石灰又減少40mL。這種混合氣的組成可能有幾種？

《有機(jī)物分子式的確定》參

[例1]　3.26g樣品燃燒后，得到4.74gCO₂和1.92gH₂O，實(shí)驗(yàn)測得其相對分子質(zhì)量為60，求該樣品的實(shí)驗(yàn)式和分子式。
　　解：(1)求各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
　　樣品　　　 CO₂　　　 H₂O
　　3.26g　　 4.74g　　 1.92g
　　
　?。?/span>2）求樣品分子中各元素原子的數(shù)目（N）之比
　　
　　這個樣品的實(shí)驗(yàn)式為CH₂O。
　?。?/span>3）求分子式
　　通過實(shí)驗(yàn)測得其相對分子質(zhì)量為60，這個樣品的分子式=（實(shí)驗(yàn)式）_n。
　　
　　故這個樣品的分子式為C₂H₄O₂。
　　答：這個樣品的實(shí)驗(yàn)式為CH₂O，分子式為C₂H₄O₂。
　　[例2]　實(shí)驗(yàn)測得某烴A中含碳85.7%，含氫14.3%。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L此化合物氣體的質(zhì)量為14g。求此烴的分子式。
　　解：
　?。?/span>1）求該化合物的摩爾質(zhì)量
　　根據(jù) 　　 得
　　
　（2）求1mol該物質(zhì)中碳和氫原子的物質(zhì)的量
　　
　　即1mol該化合物中含2molC原子和4molH原子，故分子式為C₂H₄。
　　[例3]　6.0g某飽和一元醇跟足量的金屬鈉反應(yīng)，讓生成的氫氣通過5g灼熱的氧化銅，氧化銅固體的質(zhì)量變成4.36g。這時(shí)氫氣的利用率是80%。求該一元醇的分子。
　　解：設(shè)與CuO反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為x
　　
　　而這種一元醇反應(yīng)后生成的氫氣的物質(zhì)的量為 。
　　飽和一元醇的通式為 ，該一元醇的摩爾質(zhì)量為M（A）。
　　
　　該一元醇的相對分子質(zhì)量是60。根據(jù)這一元醇的通式，有下列等式： 則飽和一元醇的分子式是C₂H₆O。
　　[例4]　有機(jī)物A是烴的含氧衍生物，在同溫同壓下，A蒸氣與乙醇蒸氣的相對密度是2。1.38gA完全燃燒后，若將燃燒的產(chǎn)物通過堿石灰，堿石灰的質(zhì)量會增加3.06g；若將燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸，濃硫酸的質(zhì)量會增加1.08g；取4.6gA與足量的金屬鈉反應(yīng)，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.68L；A不與純堿反應(yīng)。通過計(jì)算確定A的分子式和結(jié)構(gòu)簡式。
　　解：燃燒產(chǎn)物通過堿石灰時(shí)，CO₂氣體和水蒸氣吸收，被吸收的質(zhì)量為3.06g；若通過濃硫酸時(shí)，水蒸氣被吸收，被吸收的質(zhì)量為1.08g。故CO₂和水蒸氣被吸收的物質(zhì)的量分別為：
　　
　　
　　列方程解之得x=3　　 y=8
　　由題意知A與金屬鈉反應(yīng)，不與Na₂CO₃反應(yīng)，可知A含羥基不含羧基（—COOH）。
　　4.6gA所含物質(zhì)的量為