高中化学《有机物分子式的确定》教案 新人教版选修

1、安徽省滁州二中高二化学安徽省滁州二中高二化学有机物分子式的确定有机物分子式的确定教案教案 新人教版选新人教版选 修修 5 5 1 1有机物组成元素的判断有机物组成元素的判断 一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：CCO2，HH2O，ClHCl。某有机 物完全燃烧后若产物只有 CO2和 H2O，则其组成元素可能为 C、H 或 C、H、O。欲判定该有机 物中是否含氧元素，首先应求出产物 CO2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。 2 2实验式实验式( (最简式最简式) )

2、和分子式的区别与联系和分子式的区别与联系 (1)最简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。 注意：注意： 最简式是一种表示物质组成的化学用语； 无机物的最简式一般就是化学式； 有机物的元素组成简单，种类繁多，具有同一最简式的物质往往不止一种； 最简式相同的物质，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)的最简式相同，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。 注意：注意： 分子式是表示物质组成的化学用语

3、； 无机物的分子式一般就是化学式； 由于有机物中存在同分异构现象，故分子式相同的有机物，其代表的物质可能有多种； 分子式(最简式)n。即分子式是在实验式基础上扩大 n 倍， 。 3 3确定分子式的方法确定分子式的方法 (1)实验式法 由各元素的质量分数求各元素的原子个数之比(实验式)相对分子质 量求分子式。 (2)物质的量关系法由密度或其他条件求摩尔质量求 1mol 分子中所含各元素原子 的物质的量求分子式。（标况下 M=dg/cm310322.4L/mol） (3)化学方程式法 利用化学方程式求分子式。 (4)燃烧通式法 利用通式和相对分子质量求分子式。 由于 x、y、z 相对独立，借助通式

4、进行计算，解出 x、y、z，最后求出分子式。 例例 113.26g 样品燃烧后，得到 4.74gCO2和 1.92gH2O，实验测得其相对分子质量为 60，求该样品的实验式和分子式。 (1)求各元素的质量分数 （2）求样品分子中各元素原子的数目（N）之比 （3）求分子式 通过实验测得其相对分子质量为 60，这个样品的分子式=（实验式）n。 例例 22实验测得某烃 A 中含碳 85.7%，含氢 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。 解：解：（1）求该化合物的摩尔质量 （2）求 1mol 该物质中碳和氢原子的物质的量 例例 336.0g 某饱和一元

5、醇跟足量的金属钠反应，让生成的氢气通过 5g 灼热的氧化铜， 氧化铜固体的质量变成 4.36g。这时氢气的利用率是 80%。求该一元醇的分子。 例例 44有机物 A 是烃的含氧衍生物，在同温同压下，A 蒸气与乙醇蒸气的相对密度是 2。1.38gA 完全燃烧后，若将燃烧的产物通过碱石灰，碱石灰的质量会增加 3.06g；若将燃 烧产物通过浓硫酸，浓硫酸的质量会增加 1.08g；取 4.6gA 与足量的金属钠反应，生成的气 体在标准状况下的体积为 1.68L；A 不与纯碱反应。通过计算确定 A 的分子式和结构简式。 说明：说明：由上述几种计算方法，可得出确定有机物分子式的基本途径： 【练习】 某烃

6、0.1mol，在氧气中完全燃烧，生成 13.2g CO2、7.2gH2O，则该烃的分子式为 。 已知某烃 A 含碳 85.7%，含氢 14.3%，该烃对氮气的相对密度为 2，求该烃的分子式。 125时，1L 某气态烃在 9L 氧气中充分燃烧反应后的混合气体体积仍为 10L（相同条 件下），则该烃可能是 A. CH4B. C2H4C. C2H2D.C6H6 一种气态烷烃和气态烯烃组成的混合物共 10g，混合气密度是相同状况下 H2密度的 12.5 倍，该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时，试剂瓶总质量增加了 8.4g，组成该混合气体的可 能是 A. 乙烯和乙烷B. 乙烷和丙烯C. 甲烷和乙烯D. 丙

7、稀和丙烷 室温下，一气态烃与过量氧气混合完全燃烧，恢复到室温，使燃烧产物通过浓硫酸， 体积比反应前减少 50mL，再通过 NaOH 溶液，体积又减少了 40mL，原烃的分子式是 A. CH4 B. C2H4 C. C2H6 D.C3H8 A、B 两种烃通常状况下均为气态，它们在同状况下的密度之比为 13.5。若 A 完全 燃烧，生成 CO2和 H2O 的物质的量之比为 12，试通过计算求出 A、B 的分子式。 使乙烷和丙烷的混合气体完全燃烧后，可得 CO2 3.52 g，H2O 1.92 g，则该混合气体 中乙烷和丙烷的物质的量之比为 A.12 B.11 C.23 D.34 两种气态烃的混合气

8、共 1mol，在空气中燃烧得到 1.5molCO2和 2molH2O。关于该混合 气的说法合理的是 A一定含甲烷，不含乙烷 B一定含乙烷，不含甲烷 C一定是甲烷和乙烯的混合物 D一定含甲烷，但不含乙烯 925某气态烃与 O2混合充入密闭容器中，点燃爆炸后又恢复至 25，此时容器内压 强为原来的一半，再经 NaOH 溶液处理，容器内几乎成为真空。该烃的分子式可能为 A. C2H4B. C2H2C. C3H6D. C3H8 10某烃 7.2g 进行氯代反应完全转化为一氯化物时，放出的气体通入 500mL0.2mol/L 的烧碱溶液中，恰好完全反应，此烃不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，试求该烃的分

9、子 式。 11常温下某气态烷烃 10mL 与过量 O285mL 充分混合，点燃后生成液态水，在相同条件 下测得气体体积变为 70mL，求烃的分子式。 12由两种气态烃组成的混合烃 20mL，跟过量 O2完全燃烧。同温同压条件下当燃烧产 物通过浓 H2SO4后体积减少了 30mL，然后通过碱石灰又减少 40mL。这种混合气的组成可能有 几种？ 有机物分子式的确定有机物分子式的确定参考答案参考答案 例例 113.26g 样品燃烧后，得到 4.74gCO2和 1.92gH2O，实验测得其相对分子质量为 60，求 该样品的实验式和分子式。 解：解：(1)求各元素的质量分数 样品 CO2 H2O 3.2

10、6g 4.74g 1.92g （2）求样品分子中各元素原子的数目（N）之比 这个样品的实验式为 CH2O。 （3）求分子式 通过实验测得其相对分子质量为 60，这个样品的分子式=（实验式）n。 故这个样品的分子式为 C2H4O2。 答：答：这个样品的实验式为 CH2O，分子式为 C2H4O2。 例例 22实验测得某烃 A 中含碳 85.7%，含氢 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。 解：解： （1）求该化合物的摩尔质量 根据 得 （2）求 1mol 该物质中碳和氢原子的物质的量 即 1mol 该化合物中含 2molC 原子和 4molH 原子

11、，故分子式为 C2H4。 例例 336.0g 某饱和一元醇跟足量的金属钠反应，让生成的氢气通过 5g 灼热的氧化铜， 氧化铜固体的质量变成 4.36g。这时氢气的利用率是 80%。求该一元醇的分子。 解：解：设与 CuO 反应的氢气的物质的量为 x 而这种一元醇反应后生成的氢气的物质的量为 。 饱和一元醇的通式为 ，该一元醇的摩尔质量为 M（A）。 该一元醇的相对分子质量是 60。根据这一元醇的通式，有下列等式： 则饱和一元醇的分子式是 C2H6O。 例例 44有机物 A 是烃的含氧衍生物，在同温同压下，A 蒸气与乙醇蒸气的相对密度是 2。1.38gA 完全燃烧后，若将燃烧的产物通过碱石灰，碱

12、石灰的质量会增加 3.06g；若将燃 烧产物通过浓硫酸，浓硫酸的质量会增加 1.08g；取 4.6gA 与足量的金属钠反应，生成的气 体在标准状况下的体积为 1.68L；A 不与纯碱反应。通过计算确定 A 的分子式和结构简式。 解：解：燃烧产物通过碱石灰时，CO2气体和水蒸气吸收，被吸收的质量为 3.06g；若通过浓 硫酸时，水蒸气被吸收，被吸收的质量为 1.08g。故 CO2和水蒸气被吸收的物质的量分别为： 列方程解之得 x=3 y=8 由题意知 A 与金属钠反应，不与 Na2CO3反应，可知 A 含羟基不含羧基（COOH）。 4.6gA 所含物质的量为 4.6gA 中取代的 H 的物质的量

13、为 。 即 1molA 取代 H 的物质的量为 3mol，可见 1 个 A 分子中含有 3 个羟基，故 A 为丙三醇， 结构简式为： 【练习】 解析：解析：烃完全燃烧产物为 CO2、H2O，CO2中的 C、H2O 中的 H 全部来自于烃。13.2g CO2 物质的量为，7.2gH2O 物质的量为， 则 0.1mol 该 13.2g 0.3mol 44g/mol 7.2g 0.4mol 18g/mol 烃中分子含 C：0.3mol，含 H：0.4mol20.8mol（CO2C、H2O2H），所以 1mol 该烃分 子中含 C3mol、含 H8mol。答案：C3H8。 解析：解析：，即最简式为 C

14、H2、化学式为， 85.7%14.3% n(C):n(H):1:2 121 2n (CH ) 该烃的相对分子质量：Mr(A)Mr(N2)228256，故分子式 r r2 M (A)56 n4 M (CH )14 为 C4H8。 解析：解析：任意烃与一定量氧气充分燃烧的化学方程式： CxHy + (x + )O2 xCO2 + H2O y 4 点燃 y 2 当温度高于 100时，生成的水为气体。若烃为气态烃，反应前后气体的体积不变，即 反应消耗的烃和 O2与生成的二氧化碳和气态水的体积相等。 1(x + )x y4 y 4 y 2 就是说气态烃充分燃烧时，当烃分子中氢原子数等于 4 时（与碳原子

15、数多少无关），反 应前后气体的体积不变（生成物中水为气态）。答案：A、B。 解析：解析：混合气体的平均摩尔质量为 12.52g/mol25 g/mol，则混合气的物质的量为 ；又烯烃中最简单的乙烯的摩尔质量是 28g/mol，故烷烃的摩尔质量一 定小于 25g/mol，只能是甲烷。当混合气通过溴水时，由于只有烯烃和溴水反应，因此增重 的 8.4g 为烯烃质量，则甲烷质量为 10g8.4g 1.6g，甲烷的物质的量为 0.1mol，则烯 烃的物质的量为 0.3mol，烯烃的摩尔质量为 ，根据烯烃通式 CnH2n， 即 14n28，可求出 n 2，即烯烃为乙烯。答案：C。 解析：解析：烃在过量氧气

16、中完全燃烧产物为 CO2、H2O 及剩余 O2，由于是恢复到室温，则通 过 NaOH 溶液后气体体积减少 40mL 为生成 CO2体积。 CxHy + (x + )O2 xCO2 + H2O（g）V y 4 点燃 y 2 1x + x1+ y 4 y 4 0.04 0.05 列式计算得：y5x4 当： x1y1x2y6x3y11只有符合。（为什么？）答案： C。 解析：解析：烃 A 完全燃烧，CCO2HH2O产物中12，即 A 中 2 CO n 2 H O n nCnH14，只有 CH4能满足该条件，故 A 为甲烷，摩尔质量为 16g/mol； 相同状况下，不同气体密度与摩尔质量成正比：MAM

17、B13.5， MB3.5MA3.516g/mol56g/mol。设烃 B 分子式为 CxHy ，则： 12xy56y5612x只有当 x4 y8 时合理。答案：A：CH4；B：C4H8 解析：解析：该题已知混合气体完全燃烧后生成 CO2和 H2O 的质量，从中可以计算出这两种 物质的物质的量，n(CO2)3.52g44g/mol0.08mol、n(H2O) 1.92g18g/mol0.11mol；进而求出混合气体中每含 1 摩 C 所含 H 的物质的量， 0.11mol20.08mol11/4；而组分气体中乙烷和丙烷的同样定义的化学量分别是，乙烷 C2H6为 3，丙烷 C3H8为 8/3；将这

18、些平均量应用于十字交叉法可得这两组分气体在混合气体中 所含 C 原子数之比。 C2H6每含 1 摩 C 所含 H 的物质的量：3 11/48/3 C3H8每含 1 摩 C 所含 H 的物质的量：8/3 311/4 11/4 C C 11/48/3 1:3 3 11/4 丙丙丙丙丙丙丙丙丙丙丙丙 丙丙丙丙丙丙丙丙丙丙丙丙丙 即混合气体中每含 4molC 原子，其中 1molC 原子属于 C2H6（乙烷物质的量则为 1/20.5mol），3molC 原子属于 C3H8（丙烷物质的量则为 3/31mol）。 所以混合气体中乙烷和丙烷的物质的量之比为：n(C2H6)n(C3H8)(1/2)(3/3)12 答案：A A 9解析解析：25时生成的水为液态；生成物经 NaOH 溶液处理，容器内几乎成为真空，说 明反应后容器中无气体剩余，该气态烃与 O2恰好完全反应。设该烃的分子式为 CxHy，则有： CxHy + (x + )O2 xCO2 + H2O