分子式和结构式的确定

1、考点48有机物分子式和结构式的确定复习重点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、结构式的确定方法难点聚焦一、利用有机物燃烧反应的方程式进行计算有关化学方程式QI1烷烃CH+O点燃nCO+（n+l）HOTOC o 1-5 h zn2n+222223n烯烃或环烷烃CH+O点燃CO+nHOn2n22223nl炔烃或二烯烃CH+-O点燃nCO+n2n2222（nl）HO2-n-苯及苯的同系物CH+-O点燃nCO+n2n6222（n-）HO2-n饱和一元醇CHO+片O点燃nCO+（n+1）HOTOC o 1-5 h zn2n+22222-n1饱和一元醛或酮C

2、HO+O点燃nCO+nHOn2n2222饱和一元羧酸或酯CHO+-2O点燃nCO+n2n2222nHO2-n1饱和二元醇CHO+宀O点燃nCO+n2n+22222（n+1）HO2-n2饱和三元醇CHO+O点燃nCO+n2n+2-222（n+1）HO2由上可知，相同碳原子数的烯烃（环烷烃）与一元饱和醇完全燃烧时，耗氧量相同（把CHO看成CHHO：相同碳原子数的炔烃（二烯烃）与醛（酮）及饱和二元醇完全n2n+2n2n2燃烧时，耗氧量相同（醛：CHOfCHHO饱和二元醇：n2nn2n22CHOfCH2HO）；相同碳原子数的羧酸（酯）与三元醇完全燃烧，耗氧量相n2n+22n2n22同（羧酸：CHOfC

3、H2HO饱和三元醇：CHOfCH3HO）n2n2n2n-42n2n+23n2n-22二、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：1EHC1OCHH(-A1IEil为了确定乙醇究竟是哪一种结构，我们可以利用乙醇跟钠的反应，做下面这样一个实验。实验装置如右下图所示。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应放出的H2把中间

4、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），就可知反应生成的H2的体积。乙醇跟钠反应放出氢气讨论2下面是上述实验的一组数据：n()/mol/L【标难状况）U.19DK12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0.100molC2H60与适量Na完全反应可以生成1.12LH2,则1.00molC2H60与Na反应能生成11.2LH2，即0.5molH2，也就是1molH。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CHO分子里的6个H26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

5、）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、方法1即善法）：若善为整数原子个数）,即余数=0,则为烯烃，环烷烃若余数=2，则为烷烃.若余数=-2，则为炔烃二烯烃若余数=-6，则为苯的同系物.方法厶即善法）：菩的整数为C原子个数,余数为H原子个藪若分子式不合理，可减去一个C原子，加上12个H原子

6、有机物分子式的确定典型例题例题精讲一、有机物分子式的确定【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。=1:3该化合物的实验式是ch3。（2）设该化合物分子中含有n个CH，则:Mr(CH菽=15该化合物的分子式是CH。26答：该碳氢化合物的实验式是CH,分子式是CH。326【例2】2.3g某有机物A完全燃烧后，生成0.1molCO和2.7gH0，测得该化合物的蒸气与空气

7、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C02和H20,因此，该有机物中一定含有C和H；至于0,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0,还需要通过计算反应物中C、H质量之和并与该有机物质量进行比较后，才能作出判断。该有机物的相对分子质量，则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：CCO21244m(C)44gmolX0.1mol，二_12X44g./mol:X0.1mi5144=1.2gH：2HHO2218m(H)2.7g2X.2.7g18=0.3g

8、m(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5gV2.3g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0,其质量为：m(O)=m(A)m(C)m(H)=2.3g1.5g=0.8g求该有机物的相对分子质量：Mr(A)=dXMr(空气)=1.6X29=46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。26【例3】0.60g某饱和一元醇A,与足量的金属钠反应，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CHOH，该一元醇的摩尔质量为n2n+1M(A)。4-2Na一2R&Na+H2tSmolX

9、-M(A)22.4L0.60g0.112LM(A)：22.4LX0.60g2molX0.112L=60g/mol该一元醇的相对分子质量是60。根据该一元醇的通式，有下列等式12n+2n+1+16+1=60n=3答：该一元醇的分子式是C3H7OH。37、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3:1,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=2X8=16,M=16gmol-1,lmol烃中含C、H的物质的量为：3lmolXl;6g*mol_1?H02218m(H)2.7g2-：X；2.7g18=0.3gm(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5gV2.3g

10、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0，其质量为：m(0)=m(A)-m(C)-m(H)=2.3g-1.5g=0.8g2)求该有机物的相对分子质量：Mr(A)=dXMr(空气)=1.6X29=46(3)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C2H6O26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，反应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：本题是在已知有机物完全燃烧时，涉

11、及的有关物质量关系，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，即本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.然而本题所给数据，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：PxHy+瓦+彳)o2xCO2+jH2O计算该烃1mol完全燃烧时，生成CO2和H

12、2O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本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、yg根据题意和题中数据：CO244g1.1gC12gHO218g0.9g2H2gy44:1.1=12:x18:0.9=2:yx=0.3（g）y=0.1（g）烃中C、H元素原子个数比该烃实验式为CH4,式量为16.该烃相对分子质量=0.717X22.4=1

13、6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yg.根据+（m+M3-mCO2+|H2O0.56Ll.lg0.9g22.4Lxy0.56:22.4=1.1:x0.56:22.4=0.9:yx=44（g）y=36（g）该烃分子式为CH.其分子空间结构示意图为4H解法3：该烃摩尔质量=0.717X22.4=16（g/mol），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，使之反应,将反应完毕后生成的气体通过浓硫酸，浓硫酸增重7.2

14、g，并测得剩余气体中CO2为11.2L（标准状况），求此烯烃分子式.分析：烯怪燃烧生成的水为善4mgl烯疑及燃烧后生成的2为7=0.5m01,根据烯疑和EO的燃烧方程式列方程求解.设混气中烯烃为xmol，则CO为（0.2-x）mol.+nH.O2CO+O.=2CQ(0.2-發(0:2-x)nx+(0；2-耳)=0.5Inx=0.4答案：烯烃分子式为C4H8.48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AcHBcHOHccHcHODcHcOOH242533分析：首先判断为C化合物，但无助于选择，因为4个选项均是C化合物，故2关键是利用耗氧量进行

15、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：+O2-xCO2+|h2O,cxh7-（x+p02G且尹+瓷汁，彳）O2-xC02+?h2q卜yO厂Cx+-|）Oy得：A.CH30B.CHOH30242252C.CH3CHD.CH.OdlI2O-a-解法二用“氢二氧一可内消”原则求解.关于（B）、（C）、（D）三项，均是烃的含氧衍生物，不必用常规关系式CHOxyz（J-f）6进行计算，可将桂的含氧衍生物转化为具有等值耗氧量的CH（z可为0）,即：（B）CH0HCH（C）CHCH0CH（D）CHCOOHCxy252432232答案：AB例12mg的饱和一元醇，在氧气中完全燃烧后，产生14.

16、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.（2）m的值是多少？分析：根据mg饱和一元醇燃烧后产生的水和C02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CnH2n+20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及产生C02或水的差，就能求出m的值.（1）设饱和一元醇的化学式为CH0n2n+2吨该醇中含H为：罟X2=16mol）吨该醇中含C为：=0.6（mol）-乎籍解之得心该饱和一元醇的化学式为C3H8O38C3Hs3CO.；603m0.660:m=3:0.6m=12答案：（1）CHO3

17、8（2）m=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（人等物质的量的下列各烃分别在足量o2中充分燃烧，消耗o2最多的是（）A.甲烷B.乙烯C.丙炔D.丁烷2.1.01X105Pa,120C时，某气态烃在密闭容器中与过量02混和点燃，完全反应后，保持温度，压强不变，体积增大的是（）TOC o 1-5 h zA.CHB.CHC.CHD.CH4263422充分燃烧等物质的量的下列有机物，在相同条件下需要氧气最多的是（）A.CHOB.CHC.CHOD.CH48241026222充分燃烧等质量的下列各组有机物，在相同条件下需q的体积不完全相同的一组

18、是（）A.乙炔、苯B.乙醇、甲醚（理-0-电）C.丙炔、异丙苯D.环丙烷、丙醇某有机物在氧气中完全燃烧时，其蒸气与消耗的氧气及生成的二氧化碳在同温同压下的体积比为1：4：3，该有机物不可能是（）A.CH34B.CHO382C.CHO36D.CHO362一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，则此有机物可能是（）A.乙烯B.乙二醇C.乙醇D.乙讎经测定CHOH和CH组成的混合物中氧的质量分数为8%,则此混合物中氢的质量分7612数是()A.78%B.22%C.14%D.13%某有机物含C52.2%，含H13.0%

19、；该有机物1g与足量金属钠反应，标况下生成0.243LH2，则该有机物的分子式为(C.CHO4D.CHO410A.CHOB.CHO26242二、填空题某烃含C元素为83%，则该烃的分子式为，若某烃的分子量为128，则分子式可能为或若A、B都是可燃物，当A、B是两种分子量不等的无机物，相同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，相同条件下混合后，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：无机物一组的分子式、；应满足的条件是。有机物一组的结构简

20、式、；应满足的条件是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)体积比符合下列比值的(1)V(CO”V(电0)=2有(2)V(CO)/V(H0)=1/222有某烃分子中碳和氢的质量比为5:1，则该烃的分子式为推导理由是：13.已知分子式符合(CO)(HO)(n和m均为正整数)的各种有机物，它们完全燃烧n2m时消耗的O2和生成的CO2的体积比总是1:2，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O和生成CO的体积比是3:4,若它们的分子式用(CO)n(HO)表22xy2m示。(CxOy)n(H2O)m(m、n均为正整数)中，x=，y=xyn2m这些有机物中相

21、对分子质量最小的化合物的分子式是某两种碳原子数相同的上述有机物，它们的相对分子质量分别为a和b(aVb)，则b-a必定是(填一个数字)的整数倍。14.在常温下的一密闭容器中先放入1.56gNaO，然后再通入0，再通入CH，用电火22226花引燃，直至反应完全为止，恢复到原温度，容器内压强近似为零。相同条件下，通入0和CH的体积比的取值范围是226(2)通入02的量不能超过g15.0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后产物为C02,CO和电0)。产物经过浓HSO后，质量增加10.8g；再通过灼热的CuO，充分反应后，CuO质量减轻3.2g，最后气24体再通过碱石灰被完全吸收，质量

22、增加17.6g试推断该有机物的分子式若0.2mol该有机物恰恰将与9.2g金属钠完全反应，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)若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HSO的洗气瓶；增重0.72g，再通过石24灰水，石灰水增重2.2g；(2)经测定，该碳氢化合物(气体)的密度是相同状况下氢气密度的34倍；(3)该碳氢化合物0.1mol能和32g溴起加成反应；(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：该碳氢化合物的结构简式为，名称为该橡胶的结构简式为，名称为参考答案、1.AD2.B3.B4.D5.D6.BC7.C8.A二、9.CH，CH或CH10920108(1)CO、H2，物质的量相同，耗O2的量相同C2H5oh，choCH3,必须是同分异构体2533/o(1)CH三CH，(2)CH，CHOH4312.CH；512设该烃的分子式为CH，则有xy12xy=5/1则x/y