有机物分子式的确定1

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1、4.4有机物分子式的确定【知识梳理】有机物分子式的确定----------八种方法一、摩尔质量法(相对分子质量法)直接计算出1mol气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式。如给出一定条件下的密度(或相对密度)及各元素的质量比(或质量分数比),求算分子式的途径为:密度(或相对密度)--摩尔质量1mol--气体中各元素原子物质的量--分子式二、商余法(只适用于烃的分子式的求法)(1)用烃的相对分子质量除以12,商为碳数和余数为氢数。如:CxHy,可用相对分子质量M除以12,看商和余数。即余y,分子式为C

2、xHy。(2)增减法:由一种烃的分子式,求另一种烃可能的分子式可采用增减法推断。即减少一个碳原子必增加12个氢原子;反之,增加一个碳原子要减少12个氢原子。三、最简式法根据分子式为最简式的整数倍,因此利用相对分子质量及求得的最简式可确定其分子式。如烃的最简式的求法为C:H=(碳的质量分数/12):(氢的质量分数/1)=a:b(最简整数比)最简式为CaHb,则分子式为(CaHb)n,n=M/(12a+b),其中M为烃的式量。四、燃烧通式法(1)两混合气态烃,充分燃烧后,生成CO2气体的体积小于2倍原混合烃

3、的体积,则原混合烃中必有CH4;若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的物质的量,则原混合烃中必有C2H2。(2)气体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;若体积扩大,则原混合烃中的氢原子平均数大于4;若体积缩小,则原混合烃中氢原子平均数小于4,必有C2H2。(温度在100℃以上)五、讨论法10/10当条件不足时,可利用已知条件列方程,进而解不定方程,结合烃CxHy中的x、y为正整数,烃的三态与碳原子数相关规律(特别是烃为气态时,x≤4)及烃的通式和性质,运用讨论法

4、,可简捷地确定烃的分子式。六、平均分子式法平均分子式法求判断混合烃的组成(分子式)和物质的量之比使用条件:由两种或两种以上的烃组成的混合气,欲确定各烃的分子式时,可采用此法。使用方法:一般视混合物为纯净物,设其平均分子式为CxHy根据其他条件求出x或y由平均值规律先确定混合物的成分或其可能性,再利用十字交叉法求出他们物质的量之比。注:两混合烃,若平均分子量小于或等于26,则该烃中必含甲烷。七、键线式法根据键线式写出分子式,知道碳有四个价键,数氢原子个数的时候,要细心。【经典例题】已知摩尔质量(M)和各元

5、素的质量分数确定【例1】(09全国卷Ⅱ30)化合物A相对分子质量为86,碳的质量分数为55.8%,氢为7.0%,其余为氧。A的分子式为____【答案】C4H6O2【解析】此化合物的摩尔质量为Mr==86g/mol1mol此化合物中碳原子、氢原子和氧原子的物质的量分别为:n(C)=86g×55.8%÷12g/mol=2moln(H)=86g×7.0%÷1g/mol=6moln(O)=86g×55.8%÷16g/mol=2mol所以1mol此化合物中含4molC、6molH和2molO即分子式为C4H6O2

6、 将摩尔质量(M)换成其他量【变式1】某化合物由碳、氢两种元素组成,其中含碳的质量分数为85.7%,在标准状况下11.2L此化合物的质量为14g,求此化合物的分子式.【答案】C2H4【解析】此烃的摩尔质量为Mr=14g÷=28g/mol1mol此烃中碳原子和氢原子的物质的量分别为:n(C)=28g×85.7%÷12g/mol=2moln(H)=28g×14.3%÷1g/mol=4mol所以1mol此烃中含2molC和4molH即此烃的分子式为C2H4给出模糊的摩尔质量(M)范围【变式2】吗啡是严格查禁的

7、毒品,吗啡分子中含碳71.58%,氢6.67%,氮4.91%,其余为氧元素。已知吗啡相对分子质量不超过300,试求吗啡的分子式?【答案】C17H19NO3【解析】该题初看起来条件不足无从下手,但仔细分析题意就会发现吗啡的分子量不超过300,氮原子的百分含量最小,原子个数最少。根据有机物中原子个数为正整数的特点,不妨先设吗啡分子中氮原子数为1,由题意可知吗啡的分子量为:14/4.91%=285<300,如果氮原子数大于1,很显然吗啡的分子量会超过300不符合题意。因此可以确定吗啡的分子量为285,该分子中

8、所含N、C、H、O个数分别为:N(N)=1,N(C)=285×71.58%÷10/1012=17,N(H)=285×6.67%÷1=19,N(O)=285×16.84%÷16=3。故吗啡的分子式为C17H19NO3。只给出摩尔质量(M)【例2】某烃的相对分子质量是128,则该烃可能的分子式是什么?【答案】C9H20,C10H8【解析】此题可用商余法设分子式为CxHy,则12x+y=128再用商余法:128/12商9余数为2,可推知为烷烃,C

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