总复习高三化学一轮复习优化设计（第七辑）：九十八 有机物的结构和分子式的确定

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精聚焦与凝萃1．能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式；2．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方法.解读与打通常规考点1．有机物分子式确定的研究方法(1）利用实验测定分子的元素组成。（2)利用实验测定有机物的相对分子质量。（3)通过计算确定物质的分子式。2．元素分析法——李比希实验3．相对分子质量的测定-—质谱法质荷比（分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量.4．分子结构的鉴定(1）物理方法=1\＊GB3①红外光谱：分子中化学键或官能团可对红外线发生振动吸收，不同化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息.=2\＊GB3②核磁共振氢谱：种数：等于吸收峰的个数不同化学环境的氢原子每种个数：与吸收峰的面积成正比（2）化学方法官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的CCl4溶液橙红色褪去KMnO4酸性溶液紫色褪去卤素原子NaOH溶液，AgNO3和稀硝酸的混合液有沉淀产生醇羟基钠有氢气放出酚羟基FeCl3溶液显紫色浓溴水有白色沉淀产生醛基银氨溶液有银镜生成新制Cu（OH)2悬浊液有红色沉淀产生羧基NaHCO3溶液有CO2气体放出隐性考点1．确定有机物分子式的方法(1）直接法：直接求算出1mol气体中各元素原子的物质的量，即可推出分子式，如果给出一定条件下的密度（或相对密度）及各元素的质量比(或百分比），可直接求算出1mol气体中各元素原子的物质的量，推出分子式.求算分子式的途径为：密度（或相对密度）→摩尔质量→1mol气体中元素原子各多少摩→分子式.（2）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的最简式可确定其分子式。如烃的最简式的求法为：C∶H=∶=a∶b(最简整数比）。最简式为CaHb，则分子式为（CaHb）n，n=M/(12a+b）（M为烃的相对分子质量，12a+b为最简式的式量).注意：若烃的最简式为CaHb,且a/b=x，则①则x〈1/2，该烃为烷烃。由烷烃通过CnH2n+2得n/（2n+2）=x,求出n值即可求出该烃的分子式。②若x=1/2，该烃为烯烃或环烷烃，要由相对分子质量才能确定其分子式。③若1/2<x〈1，该烃可能是CnH2n—2或CnH2n-6，可由通式直接求出分子式。④若x=1,该烃可能为C2H2、C6H6或C8H8，由其相对分子质量或性质确定分子式。（3）商余法：①用烃的相对分子质量除14，视商数和余数。余2为烷烃除尽为烯烃或环烷烃M(CxHy)/M（CH2）=M/14=A…差2为炔烃或二烯烃差6为苯或其同系物其中商数A为烃中的碳原子数，此法运用于具有确定通式的烃（如烷、烯、炔、苯的同系物等)。②若烃的类别不确定：CxHy，可用相对分子质量M除以12，看商和余数。即M/12=x……余y，分子式为CxHy。已知相对分子质量、耗氧量、电子数，均可据CH2的相对分子质量、耗氧量、电子数确定有机物的分子式。如烃相对分子质量是128，则128÷14=9……2,因此烃分子为C9H20，变形亦可得到C10H8。某烃1mol充分燃烧耗O27.5mol,则7。5÷1。5=5，因此烃分子式为C5H10，变形亦可得到C6H6。某烃分子中含有42个电子，则42÷8=5……2，因此烃分子式为C5H12，变形亦可得到C6H6.(4）利用燃烧的化学方程式法:利用燃烧反应方程式，抓住以下关键:①气体体积变化；②气体压强变化;③气体密度变化；④混合物平均相对分子质量等，同时可结合差量法、平均值法、十字交叉法、讨论法等技巧来求得有机物的分子式。根据题意给的条件依据下列燃烧通式所得的CO2和H2O的量求解x、y:CxHy+（x+y/4)O2→xCO2+y/2H2OCxHyOz+（x+y/4—z/2)O2→xCO2+y/2H2O由燃烧方程式CxHy+(x+y/4）O2→xCO2+y/2H2O进行计算、推理，可以使复杂问题简单化。例如:①当温度低于100℃②当温度高于100℃若y=4，燃烧前后气体总体积无变化；若y＜4，燃烧后气体总体积减小；若y＞4，燃烧后气体总体积增大。由以上分析可知烃类燃烧前后气体总体积的变化与分子中碳原子数无关，主要取决于分子中氢原子的数目及水的状态。（5）平均值法：当烃为混合物时,一般是设平均分子式，结合反应式和体积求出平均组成,利用平均值的含义确定各可能混合烃的分子式。有时也利用平均相对分子质量来确定可能的组成，此时,采用十字交叉法计算较为简捷.①两混合烃，若其平均相对分子质量小于或等于26，则该烃中必含甲烷。②两混合气态烃,充分燃烧后,生成CO2气体的体积小于2倍原混合烃的体积，则原混合烃中必含CH4，若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的量,则必含C2H2.③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，氢原子平均数大于4；若体积缩小,氢原子平均数小于4,即必含C2H2（温度在100℃（6）讨论法当条件不足时,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（特别是烃的气态时，x≤4)及烃的通式和性质,运用化学——数学分析法，即讨论法，可简捷地确定气态烃的分子式.2．结构式的确定（1）通过定性或定量实验确定：物质的结构决定性质，性质反映结构.由于有机物存在同分异构体,确定物质的结构，主要是利用该物质所具有的特殊性质来确定物质所具有的特殊结构，即通过定性或定量实验来确定其结构式。主要确定该物质的官能团，以及官能团所处的位置。（2)通过价键规律确定：某些有机物根据价键规律只存在一种结构，则可直接由分子式确定其结构式。如C2H6，根据碳元素为4价，氢元素为1价，碳碳可以直接连接，可知只有一种结构：CH3-CH3;同理CH4O,由价键规律，CH4O也只有一种结构：CH3—OH.确定有机物结构式的一般步骤如下:①先确定有机物的分子式，；②根据分子式，依据化合价书写可能的结构式；③通过实验检测出的数据计算或依据其特殊的化学性质来确定其结构式.3．有机化合物的燃烧规律（1）总质量一定时，无论组分A、B以何种比例混合，完全燃烧后:=1\*GB3①生成CO2的量一定时，A、B含碳的质量分数相等。=2\*GB3②生成H2O的量一定时,A、B含氢的质量分数相等。=3\＊GB3③耗氧量一定时，A、B具有相同的实验式(最简式）。（2）总物质的量一定时，无论组分A、B以何种比例混合，完全燃烧后：=1\*GB3①生成CO2的量一定时,A、B含碳原子数相等。=2\*GB3②生成H2O的量一定时，A、B含氢原子数相等。=3\＊GB3③耗氧量一定时,A、B各自的x+y/4—z/2相同，若A的分子式为CxHyOz，B的分子式为CxHyOz·（CO2）m·(H2O)n。4．根据燃烧规律判断有机物的结构根据有机物完全燃烧时,生成CO2和H2O物质的量之比判断有机物可能的结构。由于1molC→1molCO2，2molH→1molH2O，所以从CO2和H2O物质的量之比可推知有机物中C与H个数比,至于氧原子可能有，也可能没有。当n(CO2）∶n（H2O）=1时，有机物分子式为CnH2nOx。当x=0时，分子式为CnH2n，有机物可能是烯烃,烯烃混合物，烷烃和炔烃混合物，烷烃、烯烃、炔烃的混合物。当x=1时，分子式为CnH2nO，有机物可能为饱和一元醛或酮或烯醇（n≥3），或它们组成的混合物.当x=2时，分子式为CnH2nO2,有机物可能为羟醛，饱和一元羧酸或烃基是烷基的酯或它们的混合物。5．实验式（最简式）和分子式辨析（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.不能确切表明分子中的原子个数.实验式相同的物质,所含各元素的质量分数是相同的，若相对分子质量不同，其分子式就不同。例如，苯(C6H6)和乙炔（C2H2）的最实验相同,均为CH，故它们所含C、H元素的质量分数是相同的。（2）分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。分子式=n·(实验式)。即分子式是在实验式基础上扩大n倍，n=Mr(分子式)/Mr(实验式）。6．相对分子质量的基本求法有关物理量或公式公式适用范围或注意事项气体密度ρ（标准状况)Mr=22.4ρ适用于气体相对密度d，某已知气体的相对分子质量MMr=d·M同温、同压条件下的气体物质的质量mg，物质的量nmolMr=m/n适用于所有的物质融合与应用例1．某烃分子中有40个电子,它燃烧时生成等体积的CO2和H2O(g），该有机物的分子式为（）A．C4H8B．C4H10OC．C5H10D．C4H10【答案】C【解析】完全燃烧生成等体积的CO2和H2O(g），则该有机物N（C）∶N(H）=1∶2，该烃分子中有40个电子,只有C选项符合题意。例2．在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3∶2的化合物是（)【答案】D扫描与矫正【正误判断】(正确的打“√",错误的打“×”）(每个判断2分，共40分）（）1．甲基、苯基都是官能团（)2．葡萄糖分子中含有羟基，所以它属于醇（）3．含有醛基的物质只能被氧化（）4．含有苯环的化合物属于苯的同系物（）5．(）6．链状烃分子中的碳原子都在同一条直线上（）7．（）8．某物质完全燃烧生成CO2和H2O,则该有机物中一定有C、H、O三种元素（）9．碳氢质量比为3∶1的有机物一定是CH4（）10．CH3CH2OH与CH3OCH3互为同分异构体,核磁共振氢谱相同(）11．对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团（)12．处在不同化学环境中的氢原子在核磁共振氢谱图上出现的位置不同（）13．核磁共振氢谱图中吸收峰的面积与氢原子数成正比（）14．最简式为CH2O的有机物:甲酸甲酯、麦芽糖、纤维素（）15．分子组成为C5H10的烯烃，其可能结构有5种（）16．等质量的具有相同最简式的有机物完全燃烧时，耗O2量，生成CO2量、H2O量均分别相同（）17．最简式相同的有机物无论以何种比例混合，只要总质量一定，耗O2量、生成CO2量、H2O量均为定值()18．分子组成符合CxHy和Cx—nHy+4n，等物质的量完全燃烧时，耗O2量相同()19．符合通式CxHy和CxHy·（H2O)n·（CO2)m，等物质的量完全燃烧时，耗O2量相同（）20．同系物相对分子质量相差14n(n为两种分子中碳原子数之差)实训与超越【7+1模式】一、单选（7×6分=42分）1．某有机化合物仅由C、H、O三种元素组成,其相对分子质量小于150，若已知其中氧的质量分数为50%,则分子中碳原子的个数最多为(）A．4B．5C．6 D．72．某烃的组成为C15H24，分子结构非常对称，实验证明该烃中仅存在三种基团:乙烯基()、亚甲基（）和次甲基,并且乙烯基和次甲基之间必须通过亚甲基相连.当该烃含有单环结构时，分子中的乙烯基和亚甲基的个数依次为（）A．2个、3个 B．3个、3个C．4个、6个 D．3个、6个3．下列有机物的结构表示不正确的是()A．CH4的球棍模型示意图为B．丁烯的键线式为C．乙醇的结构式为D．葡萄糖的最简式为CH2O4．下列各有机化合物的命名正确的是(）A．CH2=CH-CH=CH21,3。二丁烯B．3。丁醇C．甲基苯酚D．2.甲基丁烷5．有关分子结构的下列叙述中，正确的是（）A．除苯环外的其余碳原子有可能都在一条直线上B．所有的原子都在同一平面上C．12个碳原子不可能都在同一平面上