高三化学有机物分子式和结构式的确定

专题：有机物分子式和结构式的确定

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  ---------四甲中学高三化学备课组

【考点分析】

1．掌握确定有机物实验式 分子式 结构式的方法。

2．利用实验式 分子组成通式 相对分子质量 相对密度等有关概念，确定有机物分子式。

3．根据有机物的性质推断有机物的组成与结构。

【典型例题】

1.实验式的确定

例题1：

某有机物由碳、氢、氧三种元素组成，该有机物含碳的质量分数为54.5%，所含氢原子数是碳原子数的2倍；又知最简式即为分子式，则有机物的分子式为（　　 ）

  A　CH₂O　　　  B　CH₂O₂　　　　C C₂H₄O₂　　　　　 D　C₂H₄O

2.有机物分子式的确定

例题2：

写出下列烃的分子式：

（1）相对分子质量为142的烃的分子式为_­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­________________________

（2）相对分子质量为178的烃的分子式为_________________________

（3）相对分子质量为252的烃的分子式为__________________________

例题3：

标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀质量为15.0g，若用碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3g

（1）　　　 计算燃烧产物中水的质量。

（2）　　　 若原气体是单一气体，通过计算推断它的分子式。

（3）　　　 若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出他们的分子式（只要求写出一组）

 例题4：

0.16g某饱和一元醇与足量的金属钠充分反应，产生56ml氢气（标准状况下）。则饱和一元醇的分子式为_ ________.

例题5：

某混合气体由两种气态烃组成。取2.24L该混合气体完全燃烧后得到4.48L二氧化碳（气体已折算为标准状况）和3.6g水，则这两种气体可能是（　 ）

A CH₄ 和 C₃H₈　　B CH₄和 C₃H₄ 　C C₂H₄ 和C₃H₄ 　D C₂H₄ 和C₂H₆

3.结构式的确定：

例题6：

有机物甲能发生银镜反应，甲催化氢还原为乙，1mol乙与足量金属钠反应放出22.4LH₂（标准状况），据此推断乙一定不是（　　）

A　CH₂OH—CH₂OH　　  B CH₂OH---CHOH—CH₃

C　CH₃—CH(OH)—CH(OH)—CH₃　 D　CH₃CH₂OH

例题7：

某一元羧酸A，含碳的质量分数为50%，氢气、溴、溴化氢都可以跟A起加成反应。试求：

（1）A的分子式_____________

（2）A的结构式_____________

（3）写出推算过程。

　

例题8：

A 、B都是芳香族化合物，1mol A水解得到1 molB和1mol醋酸。AB式量都不超过200，完全燃烧A、B只生成CO₂和水，B中氧的含量为65.2%。A溶液具有酸性，不能使溶液显色。

（1）A、B式量之差为­­­­­­­____________

（2）1个B分子中应有________个氧原子。

（3）A的分子式是_______________

（4）B可能有的三种结构简式是____________  ____________　______________

【方法指导】

1．  实验式的确定：

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。实验式又叫最简式。

方法：

①若已知有机物分子中C、H等元素的质量或已知C 、H等元素的质量比或已知C、H等元素的质量分数，则N(C):N(H):N(O)==______

②若有机物燃烧产生的二氧化碳和水的物质的量分别为n(CO₂)和n(H₂O),

则N(C):N(H)==__________

2．确定相对分子质量的方法：

①M==m/n(M表示摩尔质量 m表示质量 n表示物质的量)

②已知有机物蒸气在标准状况下的密度：Mr== 22.4* 密度（注意密度的单位）

③已知有机物蒸气与某物质（相对分子质量为M’）在相同状况下的相对密度D：则Mr==M’* D

④M== M(A)* X(A) + M(B)*X(B)……（M表示平均摩尔质量，M(A)、M(B)分别表示A、B物质的摩尔质量，X(A)、X(B)分别表示A B 物质的物质的量分数或体积分数）

⑤根据化学方程式计算确定。

3.有机物分子式的确定：

　①直接法

密度（相对密度）→摩尔质量→1摩尔分子中各元素原子的物质的量→分子式

②最简式法

最简式为CaHbOc，则分子式为（CaHbOc）n， n==Mr/(12a+b+16c)（Mr为相对分子质量）.

③余数法：

　a)用烃的相对分子质量除14，视商和余数。M(CxHy)/M(CH₂)==M/14==A……

　　若余2，为烷烃 ;若除尽 ,为烯烃或环烷烃; 若差2，为炔烃或二烯烃;若差为6，为苯或其同系物.　　　其中商为烃中的碳原子数。（此法运用于具有通式的烃）

b)若烃的类别不确定：CxHy，可用相对分子质量除以12，看商和余数。

即M/12==x…余，分子式为CxHy

④方程式法：

　 利用燃烧的化学方程式或其他有关反应的化学方程式进行计算确定。

⑤平均分子式法：

　  当烃为混合物时，可先求出平均分子式，然后利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式。

4.结构式的确定：

通过有机物的性质分析判断其结构

【课堂练习】

　1．吗啡和海洛因是严格查禁的毒品，吗啡分子含C 71.58%　 H 6.67%　 N 4.91%　其余为O，已知其相对分子质量不超过300。试求：

（1）吗啡的相对分子质量和分子式。

（2）已知海洛因是吗啡的二乙酸酯，可以看成是2个乙酰基（CH₃CO-）取代吗啡分子的2个氢原子所得，试求海洛因的相对分子质量和分子式。

2．25℃某气态烃与O₂混合，在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 C₂H₄　　　　 B C₂H₆　　　C　C₃H₆　 D C₃H₈

3（2004年上海）某芳香族有机物 的分子式为，它的分子（除苯环外不含其他环）中不可能有（　　 ）

  A　两个羟基　　　B 一个醛基　　C 两个醛基　　 D　一个羧酸

4.（2004年广州）某有机物甲经水解可得乙，乙在一定条件下经氧化后可得丙，1mol丙和2mol甲反应得一种含氯的酯（C₆H₈O₄Cl₂）。由此推断有机物丙的结构式为（　 ）

  A CH₂Cl-CHO　　　B HOCH₂CH₂OH　　C CH₂COOH　　 D HOOC--COOH

【专题训练】

1.甲、乙两种化合物都只含有X、Y两种元素，甲、乙中X元素的质量分数分别为30.4%和25.9%。若已知甲的化学式是X₂Y，则乙的化学式只可能是（　 ）

 A  XY　　　B X₂Y　　  C X₂Y₃　　　　D X₂Y₅

2.有A B C 三种气态烃组成的混合物共x mol，与足量氧气混合点燃完全燃烧后恢复原状况（标准状况）时，气体体积减少了2x mol，则3种烃可能为（　 ）

A  CH₄　C₂H₆　C₃H₈　　　　B CH₄　 C₂H₄  C₃H₄

C  C₂H₄　C₂H₂  CH₄　　　　D C₂H₆　C₃H₆　C₂H₂

3.甲、乙、丙三种醇与足量的金属钠完全反应，在相同条件下产生相同体积的氢气，消耗这三种醇的物质的量之比为3：6：2，则甲、乙、丙三种醇分子—OH基数之比为（　　）

A 3：1：2　　B 3：2：1　 C 2：6：3　　  D 2：1：3

4.甲苯和甘油组成的混合物中，若碳元素的质量分数为60%，那么可能推断氢元素的质量分数约为（　　）

A  5 %　　　 B　8.7 %　　　C 17.4%　　　　 D 无法计算

5.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧，得到CO 、CO₂ 和水的总质量为27.6g，若其中水的质量为10.8g，则CO的质量是（　）

  A　1.4g　　 B 2.2g　　　　 C 4.4g　　　　　 D　在2.2g和4.4g之间

6.两种气态烃以任意比例混合，在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积为10L。下列各组混合烃中不符合条件的是（　）

 A CH₄　C₂H₄　　 B　CH₄　C₃H₆　 C C₂H₄　C₃H₄　 D C₂H₂　C₃H₆

7.一定条件下，混合1体积的烷烃与4体积的单烯烃，所得混合气体的体积为相同条件下等质量氢气体积的1/12，则该烷烃和烯烃是（　）

  A　C₂H₆ 　C₂H₄ 　　B C₃H₈　C₃H₆　 C C₃H₈　C₂H₄　 D CH₄　C₄H₈

8. 碳原子相邻的两种饱和一元醇共3.83g，与足量的金属钠反应放出H₂ 0.84L（标准状况下）。求两种醇的分子式。

 

9. 把0.2mol某醇和0.4mol O₂在密闭容器里燃烧，产物经浓H2SO4吸收后，浓H2SO4增重10.8g，通过灼热的CuO并充分反应后，CuO减轻3.2g，最后通过碱石灰，碱石灰增重17.6g，计算该醇是分子式并写出结构简式。

　

10.有机物A 、B 分别是烃和烃的衍生物。由等物质的量的A和B组成的混合物0.5moi在28L氧气（标准状况）中恰好完全燃烧生成44g二氧化碳和18g水蒸气。试通过计算回答：

 （1）该混合物的组合可能有 ______ 种，它们分别是：（填写分子式，不一定填满）

组　别	1	2	3	4	5	6	………
分子式

　（2）取一定质量A和B 完全燃烧。将其以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定时，所消耗氧气的量也一定，则A　、B的分子式分别是_______　__________

　 （3）另取a mol的以任意比混合的A和B 的混合物，在足量的氧气中完全燃烧，若生成的CO₂量为定值 ，则生成水的质量范围是：______________

【答案】

例题：

 1．D　　　 2.(1) __C₁₀H₂₂ ____C₁₁H₁₀ (2) C₁₃H₂₂______C₁₄H₁₀ (3) C₁₈H₃₆___C₁₉H_{24_}__C₂₀H_12­­­­­­­_

 3. (1) 2.7g　 (2) C₂H₄ 　　(3) C₄H₆H₂  或C₃H₈ CO　或C₃H₆ CH₂O

 4. _CH₄0　　　5. B　　　 6. CD

 7. （1）C₃H₄O₂ 　 （2）CH₂==CH---COOH　　 （3）略

 8. (1)　42　　 (2) 3　　(3) C₉H₈O₄  (4)　略

课堂练习：

1.  （1） 285　 C₁₇H₁₉NO₃　　　　　 （2） 369　C₂₁H₂₃N0₅

2.　 AD　　　3.　D　　　4.　D

专题训练：

1．D 2．BD 3．D 4．B 5．A　6．BD　7．D　8．乙醇和丙醇（用平均分子量）

9．C₂H₆O₂　 ， CH₃CHOHCH₂OH　或 CH₂OHCH₂CH₂OH

10. (1)　5种　 CH₄ 、 C₃H₄O₂　或　C₂H₂  、C₂H₆O₂　或 C₂H₄ 、 C₂H₄O₂

或 C₂H₆ 、C₂H₂O₂　或C₃H₆ 、CH₂O₂

　 (2)　C₂H₂　　C₃H₆O₂

　 (3)　18a g~ 54a g　 18a g<m(H₂O)<54a g