確定有機物的分子式,與其燃燒的知識密切相關(guān)。有機物燃燒的通式為:
烴:
烴的含氧衍生物:
1、實驗式的基本求法:
實驗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。求化合物的實驗式即是求化合物分子中各元素原子的數(shù)目(N)之比。
N(C):N(H):N(O)= m·ω(C)/12?。簃·ω(H)/1?。簃·ω(O)/16=a :b :c 其實驗室為:CaHbOc
2、相對分子質(zhì)量的基本求法:
有關(guān)化學量 | 公式 |
氣體密度ρ(標況) | Mr=22.4ρ |
相對密度d,另一已知氣體的相對摩爾質(zhì)量 | MMr=d·M |
物質(zhì)的質(zhì)量m,物質(zhì)的量n | Mr=m/n |
①若平均式量小于26,則一定有CH4
②平均分子組成中,l < n(C) < 2,則一定有CH4。
③平均分子組成中,2< n(H) < 4,則一定有C2H2。
最簡式相同的有機物
(1)CH:C2H2、C4H4(乙烯基乙炔)、C6H6(苯、棱晶烷、盆烯)、C8H8(立方烷、苯乙烯)
(2)CH2:烯烴和環(huán)烯烴
(3)CH2O:甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖
(4)CnH2nO:飽和一元醛(或飽和一元酮)與二倍于其碳原子數(shù)的飽和一元羧酸或酯。如:乙醛(C2H4O)與丁酸及異構(gòu)體(C4H8O2)
(5)炔烴(或二烯烴)與三倍于其碳原子數(shù)的苯及苯的同系物。如丙炔(C3H4)與丙苯(C9H12)
典型例題
例1、某有機化合物中ω(C)=60%,ω(H)=13.33%,0.2mol該有機物質(zhì)量為12g,則它的分子式為
A. CH4 B. C3H8O C. C2H4O2 D. CH2O
解析:
解法一:先求12g有機物中含C、H的質(zhì)量,確定還含O,再求實驗式和相對分子質(zhì)量,最后求分子式。
確定實驗式為C3H8O
N(C):N(H):N(O)=m·ω(C)/12?。簃·ω(H)/1?。簃·ω(O)/16=60%/12 :13.33%/1?。?6.67%/16=3:8:1
確定分子式為(C3H8O)n
n =60/60=1 所以其分子式為C3H8O
解法二:先求相對分子質(zhì)量然后求1mol有機物中含C、H、O的物質(zhì)的量,確定分子式。
解法三:從選項入手去試C的質(zhì)量分數(shù)滿足60%的只有C3H8O。 答案:B
例2、某有機化合物A的相對分子質(zhì)量(分子量)大于110,小于150。經(jīng)分析得知,其中碳和氫的質(zhì)量分數(shù)之和為52.24%,其余為氧。請回答:
(1)該化合物分子中含有幾個氧原子,為什么?
(2)該化合物的相對分子質(zhì)量(分子量)是_________。
(3)該化合物的化學式(分子式)是_________。
(4)該化合物分子中最多含______個>C=O官能團。
解析:
(1)設其中氧原子數(shù)為N,依據(jù)題意: 〔110×(1-52.24%)〕/16<N(O)<〔150×(1-52.24%)〕/16
3.3<N(O)<4.5
原子數(shù)目為整數(shù),所以,該化合物分子中含有4個氧原子;
(2)Mr(A)=16×4/(1-52.24%)=134
(3)設分子式為CnHmO4,Mr(A)=134
用烴的部分除以14
(134-16×4)/14=5,為CnH2n
易得其分子式為C5H10O4
(4)不考慮氧原子,飽和狀態(tài)時為C5H10,而實際分子式比飽和狀態(tài)時少了兩個氫原子,說明只能形成一個不飽和鍵。在所給官能團>C=O中,恰好有一個碳氧雙鍵,所以該化合物分子中最多含有一個>C=O官能團。
答案: (1)4;(2)134;(3)C5H10O4 ;(4)1。
例3、某烴A,相對分子質(zhì)量為140,其中碳的質(zhì)量分數(shù)為0.857。A分子中有兩個碳原子不與氫直接相連。已知有機物中含有—COOH基團時具有酸性。A在一定條件下氧化只生成G,G能使石蕊試液變紅。已知:
(1)A的分子式________________
(2)化合物A和G的結(jié)構(gòu)簡式:A______________、G________________
解析:
該題主要考查:①烴的分子通式的應用和分子式的求法;②烴的基本碳架結(jié)構(gòu)的判斷;③應用信息和所學知識解決問題的能力。
(1)該烴分子中含有的碳原子數(shù)為
(2)根據(jù)A在一定條件下氧化只生成G一種物質(zhì),可知A分子中雙鍵兩邊應為對稱結(jié)構(gòu);據(jù)G能使石蕊試液變紅,可知雙鍵碳原子上一定含有氫原子,據(jù)A分子中有兩個碳原子不與氫直接相連可得出:
A的分子結(jié)構(gòu)為:
(1)C10H20 (2)
例4、有機物A和B無論以何種比列混合,其組成的混合物中所含原子的核外電子總數(shù)不變,若A是分子中含8個氫原子的烴,B是分子中含3個碳原子烴的含氧衍生物,試回答下列問題:
(1)若相對分子質(zhì)量之差為2,試寫出兩組符合上述條件的A、B的組合的分子式。
①A:_________B:_________ ②A: _________B:_________
(2)若相對分子質(zhì)量相等,試寫出一組符合條件的A、B的組合的分子式。
A:_________B:_________
解析:將化學問題抽象為數(shù)學問題,利用數(shù)學工具通過計算和推理解決化學問題,是近幾年高考中考察學生能力的熱點及難點問題。設:
A的分子式為CxH8,則核外電子總數(shù)為6x+8,相對分子質(zhì)量為12x+8;
B的分子式為C3HyOz,則核外電子總數(shù)為18+y+8z ,相對分子質(zhì)量為36+y+16z,據(jù)A、B核外電子總數(shù)相等有6x+8=18+y+8z,化簡得:
6x=10+y+8z ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅①
(1)判斷A、B相對分子質(zhì)量的大?。?nbsp;
因M(A)-M(B)=12x+8-(36+y+16z)=y-8;據(jù)B的分子組成C3HyOz可知:
y≤8,則因M(A)-M(B)≤0,y-8= -2,y= 6;將y= 6代入到①得6x=16+8z,當:
z=1時,x=4; z=2時,x=5.3(舍去);
z=3時,x=6.6(舍去); z=4時,x=8,
所以A為C4H8,B為C3H6O或A為C8H8,B為C3H6O4。
(2)若y-8=0則y=8,將其代入①式得6x=8z+18,當:
z=1時,x=4.3(舍去); z=2時,x=5.7(舍去);
當z=3時,x=7符合題意, z=4,x=8.3(舍去)
即A為C7H8,B為C3H8O3。
答案:
(1)①A為C4H8,B為C3H6O;
②A為C8H8,B為C3H6O4。
(2)A為C7H8,B為C3H8O3。
例 5、有機化合物A、B分子式不同,它們只可能含碳、氫、氧元素中的兩種或三種。如果將A、B不論以何種比例混和,只要其物質(zhì)的量之和不變,完全燃燒時所消 耗的氧氣和生成的水的物質(zhì)的量也不變。那么,A、B組成必須滿足的條件是_______。若A是甲烷,則符合上述條件的化合物B中,相對分子質(zhì)量最小的是 (寫出分子式) _______,并寫出相對分子質(zhì)量最小的含有甲基(-CH3)的B的2種同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式:_______
解析:
A、B不論以何種比例混和,只要其物質(zhì)的量之和不變,完全燃燒時生成的水的物質(zhì)的量也不變,說明A、B中氫原子個數(shù)相同,所消耗的氧氣也不變,則相差的碳原子應表示為(CO2)n的形式。
答案:
A、B的分子式中氫原子數(shù)相同,且相差n個碳原子,同時相差2n個氧原子(n為正整數(shù));C2H4O2;CH3COOH、HCOOCH3。