高中化学有机物分子式和结构式的确定方法总结(2)

2018-12-20 22:04

选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 3.根据标准状况下,一定质量气体的体积计算相对分子质量.

答案:58、54、 44

[例6] 某气态碳氢化合物中含碳75%,它的密度是同温同压下氢气密度的8倍,求有机物的分子式. 分析:计算推断分子式此题有三种方法

1.基本方法:先根据测得的气体密度计算气体的摩尔质量,然后计算1mol气态有机物中各元素原子的物质的量,最后确定该气态有机物的分子式.M=8×2=16

所以该有机物的分子式为CH4

2.最简式法:根据已知先求出摩尔质量,再据质量分数求出碳氢原子个数比,然后找到最简式式量与相对分子质量的关系,最后确定分子式. M=8×2=16

所以最简式为CH4 其式量=16 设分子式为(CH4)n

因为最简式式量=相对分子质量

所以分子式就是最简式,即为CH4

3.商余法:根据碳氢化合物中对其相对分子质量碳、氢原子的影响大小,用碳相对原子质量除以相对分子质量,所得商的整数部分就是烃分子中所含碳原子数的最大值,而余数就是氢原子数的最小值.注意从

为CH4

[例7] 某烃1.68g,完全燃烧生成CO25.28g和H2O2.16g,经测定这种烃在标准状况下的密度为3.75g/L则其分子式是 [ ]

A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C6H12

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 分析:本题是计算推断分子式的又一种类型,就是利用烃的完全燃烧反应方程式列出比例式求解类型.设烃分子式为CxHy,则有

解得 x=6 y=12 答案: D.

[例题8] 2.3g某有机物A完全燃烧后,生成0.1molCO2和2.7g H2O,测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是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CO2和H2O,因此,该有机物中一定含有C和H;至于O,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O,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.

(1)求2.3g该有机物中组成元素的质量:

C: C ——→ CO2 12 44

m(C) 44g/mol×0.1mol

=1.2g H: 2H ——→ H2O 2 18 m(H) 2.7g

=0.3g

m(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5g<2.3g

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 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O,其质量为:

m(O)=m(A)-m(C)-m(H) =2.3g-1.5g =0.8g

(2)求该有机物的相对分子质量: Mr(A)=d×Mr(空气) =1.6×29 =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C2H6O.

[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:

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计算该烃1mol完全燃烧时,生成CO2和H2O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、y g.

根据题意和题中数据: CO2 ~ C H2O ~ 2H 44g 12g 18g 2g 1.1g x 0.9g y 44∶1.1=12∶x 18∶0.9=2∶y x=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=0.717×22.4=16

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.

0.56∶22.4=1.1∶x 0.56∶22.4=0.9∶y x=44(g) y=36(g)

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该烃分子式为CH4.其分子空间结构示意图为

解法3:

该烃摩尔质量=0.717×22.4=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7.2g,并测得剩余气体中CO2为11.2L(标准状况),求此烯烃分子式.

烧方程式列方程求

解.

设混气中烯烃为xmol,则CO为(0.2-x)mol.

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