有机化学————有机物分子式的确定

1、有机化学有机物分子式的确定一有机物组成元素的判断某有机物完全燃烧后若产物只有CQ和H2O，则其组成兀素可能为 C H或C、H、0。欲判定该有机物中是否含氧元素，首先应求出产物CQ中碳元素的质量及 H2O中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较， 若两者相等，则原有机物的组成 中不含氧；否则，原有机物的组成含氧。二、有机物分子式的确定1、根据最简式和分子量确定分子式例1:某有机物中含碳 40%、氢6.7%、氧53.3%，且其分子量为90，求其分子式。例2:某烃中碳和氢的质量比是24 : 5，该烃在标准状况下的密度是2.59g/L，写出该烃的分子式。注意：(1)某些特殊组成的最

2、简式，在不知化合物相对分子质量时，也可根据组成特点确定其分子式。例如最简式为CH3的在机物，其分子式可表示为(CHs)n，仅当n=2时，氢原子已达饱和，故其分子式为C2H6 o同理，最简式为CfO的有机物，当n=2时，其分子式为C2H6O2 部分有机物的最简式中，氢原子已达饱和，则该有机物的最简式即为分子式。例如最简式为CH4、CfC、C2H6O、C1H10O3等有机物，其最简式即为分子式。2、根据各元素原子个数确定分子式例1:吗啡分子含 C: 71.58% H: 6.67% N : 4.91% ,其余为氧，其分子量不超过 300。 试确定其分子式。例2:实验测得某烃 A中含碳85.7%,含氢

3、14.3%。在标准状况下11.2L此化合物气体的质量 为14g。求此烃的分子式。3、根据通式确定分子式烷烃 CnH2n+2烯烃或环烷烃CnH2n炔烃或二烯烃 CnH2n-2苯及同系物 Cn H2 n-6用CnH2n-x (-2W xw 6)和相对分子量可快速确定烃或分子式如某烃的相对分子质量为M，则有：12n+2n-x=M，整理得x=14n-M,当x=-2时，则为烷烃；当x=0时，则为烯烃或环烷烃；当x=2时，则为炔烃或二烯烃；当x=6时，则为苯及同系物。例：已知某烃的相对分子量为56,且此烃碳原子数为 4，确定此烃的结构简式?根据燃烧产物 CQ和H2O的相对大小来判断烃或混合烃的组成. 分析

4、主要各类烃燃烧生成的 CO2和 出0量的关系：烷烃GH2n + 2nCQ丿(n+ 1)H2O烯烃CiH2nnCQn H2O炔烃CnH2n - 2-nCQ 丿(n- 1)0苯及其共同物GH2n - 6 亠丿nCQ-(n- 3)H2O4、商余法确定分子式M/12得整数商和余数，商为可能的最大碳原子数，余数为最小的H原子数。1个碳原子即增加12个若H原子个数未达到饱和，则将碳原子数依次减少一个，每减少 H原子，直到分子中 H原子数达到饱和。例：相对分子量为128的烃的分子式是什么？ 5、根据化学方程式确定分子式利用燃烧的化学方程式进行计算推断，要抓住以下关键：气体体积的变化气体压强的变化气体密度的变

5、化混合物平均式量。同时可结合适当的方法，如平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧。规律如下：(1 )当烃为混合物时，一般是设平均分子式，结合反应方程式和体积求出平均组成，利用 平均值的含义确定混合烃可能的分子式。有时也利用平均分子量来确定可能的组成，此时， 采用十字交叉法计算较为简捷。例 有A、B两种气态烃组成的混合气体，对H2的相对密度为17常温常压下，取这种混合气体10 mL与80 mL O2 (过量)混合，当完全燃烧后恢复到原状态，测得气体的体积为70 mL.求：(1)混合气体的平均组成；(2)两种烃的可能组成及体积比.解析 设混合气体的平均组成为平均相对分子质量为丽由题意得 M=17X2=

6、34+ (蓋+鲁心 a aCOz+y/2 H；0 AV M11 + ZA1010-F 80-701 + = 2* y=4,4代入+萝=肌解得x= 2.5.平均组成为C2.5H4.由此可知一定含有炔烃.r CH.1、/ 05i2,51、GIL2 /、:L. 53/CH同理求得1-12 512、/C:2.51H:、a 5T/、合理rCzHE2、2C.同上H*8/、10 1 /昇.呂1 H2、异3C.2.541屯/' a 511ZT合理彳C同上2、/2Hi不合理，舍去.8/、2TC同上H同上.不合理，舍去.韋题正确答案J"CH1j C2H41 Jc皿1 J3L CjH 3皿T 1C

7、弘1 1CJIioT(2)两混合烃，若平均分子量小于或等于26,则该烃中必含甲烷。(3)两混合气态烃，充分燃烧后，生成CQ气体的体积小于2倍原混合烃的体积,可能的组合及体积比为:11 1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。(4)(温度在100C以上)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。zz根据混合链烃完全燃烧生成的nCQ和nH20的多少来判断混合烃的可能组成.(1) 当nH20

8、> nCO2时，一定会有烷烃，也可能有烯烃、炔烃.可能组合及各类烃的关系: 烷绘n 烧=UH£ - I1CQ1烯坯n 烷一n 烘=niwmcoi当nH20= nC02,其可能的组合为均为烯烃n JR=n 烘 烷绘= 烷煙烯煙L烘绘丿(3)当nC02> nH20可能组合，则一定有炔烃. 均为烘煙 焕疑 n =ncos-nH3oI烯桂 焕婭、烷炷 丨 n焕一n烷=nc(bdh£ 焕煙<烯绘L烷疑思考：以上的各种关系如何推出？提示：设烷烃含 x mol,烯烃含y mol，炔烃 z mol. 每一种烃燃烧生成的 n出0 nCQ = A nCnH2n+2 n CQ+

9、 (n + 1)出0Ani11xxCnH2nn CQ+n H?OAn210y0CnH2n - 21nCQ + (n 1)H2OAn31(1) 若组成为烷烃和烯烃的混合物总：n H2O nCC2=° ni + n? = x= n 烷(2) 若组成为烷烃和炔烃的混合物总：nH20 nCO2= 片 + A n3= x z= n 烷一n 炔其它同理可得.例充分燃烧3L甲烷、乙烯、乙炔组成的混合物气体，生成7LCQ和4.82g水(气体体积为 S.T.P测定)，则原混合物气体中甲烷、乙烯、乙炔的体积比可能是()A .1:1:1B .1:2:3C .3:2:1D .3:1:2解析 ncos=o.

10、31 Uoi)22.4门压0 =筈二6 27 (mol)nCQ > n H2O n烷vn炔正确答案：B.(5)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，xw 4)及烃的通式和性质，运用讨论法，可简捷地确定烃的分子式。6、运用等效原理推断有机物的分子组成进行等量代换确定出同式量其他烃或烃的衍生物的化学式：(1) 1个C原子可代替12个H原子；(2) 1个O原子可代替16个H原子或1个CH4”基团；(3) 1个N原子可代替14个H原子或1个Cf”基团，注意H原子数要保持偶数。例：某有机物分子中含有 40

11、个电子，它燃烧时只生成等体积的 CO2和H2O(g)该有机物 若为烃，分子式为 若为烃的衍生物，分子式为解析：先求出烃的分子式.根据题意，生成的CQ和H2O(g)体积相等，可设该烃分子式为(CH2)n,而 CH?含 8e.故为 C5H10.推断烃的含氧衍生物一个O原子含8e,正好相当于CH2所含电子数(等效原理) 即OCH2故可用一个O代替一个CH2进行变换+0+04-0QH.Oj的合理结构可为C-C-OH0H轻基乙酸)若已知有机物的式量、耗氧量、电子数，均可据 Cf的式量(14)、耗氧量(1.5)、电子数(8)确 定有机物的分子式。如：(1)某烃的式量是128,则128/14=9 2，则此烃

12、则此烃含 9个CH?和2个H,其分子式为C9H20、C10H8zz某烃1mol充分燃烧耗氧 7.5mol则7.51.5=5，则此烃分子含 5个CH，其分子式为 GHio , 由等量变换（4个H耗氧量与1个C同）可得变式C6H6。某烃分子中含 42个电子，则478=52, 5表示该烃含5个CH2,2表示余2个电子即表示 除5个Cf外还有2个H,其分子式为C5H12，由等量变换（6个H含电子数与1个C同）可得 变式 C6H6。例：常温有A、B两份混和气体，A是烷烃R与足量。2的混合气体；B是烷烃R与炔烃Q及 足量02的混合气体，各取 2.24升A、B引燃，充分燃烧后气体总体积 A仍为2.24升，B为 2.38 升.（同温同压且 t> 100C）求：烷烃R和炔烃Q的分子式2.24升B中，R所允许最大值.解/ A燃烧前后厶Vg= 0且t > 100 C烷烃R中H原子数为4，可推出R 一定为CH4.又B燃烧V后V前=厶Vg>0，设B的平均组成为 CxHy则y>4Q 的通式为 CnH2n2./ Q为气态（常温）. n<4而 y> 4.即 2n 2> 4.n>