有机物分子式的确定
一．有机物组成元素的判断
一般来说，有机物在O2或空气中完全燃烧，各元素对应的
产物是：C→，H→，S→SO2，N→N2等。
烃、烃的含氧衍生物，在氧气中完全燃烧，都生成且仅生
成CO2之间碳质量守恒，有机物和
H2O之间氢质量守恒。即有机物完全燃烧后若产物仅为
CO2和H2O，则其组成元素可能为有机物中是否含氧元素的求算方法，燃烧前后C、H质量守
恒，可根据产物CO2和H2O中含C、H的质量计算出有机物中C、H的总质量。若m(有机物(C)＋m(H)，则有机物中只
含 两种元素；若m(有机物) m(C)＋m(H)，则有机物中含C、H、 三种元素，m(O)＝m(有机物)－m(C)－m(H)。
二、有机物分子式的确定
1、根据最简式和分子量确定分子式
例1：某有机物中含碳40%、氢6.7%、氧53.3%，且其分子量为90，求其分子式。 例2:某烃中碳和氢的质量比是24∶5，该烃在标准状况下的密度是2.59g/L，写出该烃的分子式。
注意：(1)某些特殊组成的最简式，在不知化合物相对分子质量时，也可根据组成特点确定其分子式。例如最简式为CH3的在机物，其分子式可表示为(CH3)n ，仅当n=2时，氢原子已达饱和，故其分子式为C2H6 。同理，最简式为CH3O的有机物，当n=2时，其分子式为C2H6O2
(2)部分有机物的最简式中，氢原子已达饱和，则该有机物的最简式即为分子式。例如最简式为CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有机物，其最简式即为分子式。
常见最简式相同的有机物
① (ＣＨ)n
Ｃ2Ｈ２、 、 －ＣＨ＝ＣＨ２ 等 ② (ＣＨ２Ｏ)n
ＣＨ２Ｏ、Ｃ２Ｈ４Ｏ２、Ｃ３Ｈ６Ｏ３、Ｃ６Ｈ１２Ｏ６ 等 ③ (CH2)n
烯烃、环烷烃
④ (Ｃ２Ｈ４Ｏ)n
Ｃ２Ｈ４Ｏ、Ｃ４Ｈ８Ｏ２
2、商余法确定分子式
①M/12得整数商和余数，商为可能的最大碳原子数，余数为 最小的H原子数。
② 若H原子个数未达到饱和，则将碳原子数依次减少一个，每减少1个碳原子即增加12个H原子，直到分子中H原子数达到饱和。
例：相对分子量为128的烃的分子式是什么？
则128/14=9……2，则此烃则此烃含9个CH2和2个H，其分子式为C9H20、C10H8
3、根据化学方程式确定分子式
（1）当烃为混合物时，一般是设平均分子式，结合反应方程式和体积求出平均组成，利用平均值的含义确定混合烃可能的分子式。有时也利用平均分子量来确定可能的组成，此时，采用十字交叉法计算较为简捷。
例 有A、B两种气态烃组成的混合气体，对H2的相对密度为17．常温常压下，取这种混合气体10 mL与80 mL O2（过量）混合，当完全燃烧后恢复到原状态，测得气体的体积为70 mL.
求(1)混合气体的平均组成；
(2)两种烃的可能组成及体积比．
x＝2.5.
平均组成为 C2.5H4．由此可知一定含有炔烃．
可能的组合及体积比为：
【例1】有机物A和B无论以何种比例混合，组成中所含原子核
外电子总数均不变。
（1）若A是分子中含8个氢原子的烃，B是分子中含3个碳原
子的烃的含氧衍生物。写出两组符合下述条件的有机物的分
子式：
①相对分子质量之差为②相对分子质量相等:A C7H8 B C3H8O3
（2）若A是分子中含有4个碳原子的烃，B是饱和链烃的一元
含氮衍生物，则A的分子式为 C4H10 B的分子式为 C3H9N
符合B的分子式的同分异构体有 种。
解析：本题是一道开放性试题，解题时要紧紧抓住A与B电子数相等这一主线，灵活运用等量代换思想，由A变式过渡到B。（1）设A的分子式为CxH8，B的分子式为C3HyOz。A与B电子数相等，相对分子质量相差2，注意观察C和O的电子数之差和相对原子质量之差，如表所示：
①若A为C4H8，则B为C3H6O（用O替换CH2，既是等电子代
换又是相对分子质量之差为2）。若A为C8H8，则B可以用3个
氧原子代替4个碳原子（等电、等质代换），再用1个氧原子替
换1个亚甲基（—CH2），那么B的分子式为C3H6O4。②若选
定A为C7H8，根据电子总数相等，相对分子质量相等，即4个
碳原子换为3个氧原子，即B为C3H8O3。
（2）设A为C4Hx，将A分子中的CH用N替换（等电子代换）可
得B。由于B是饱和链烃的一元含氮衍生物，可推知相应的A为
C4H10，B为C3H9N，B的同分异构体有4种。
变式练习
1.有机物A可视为是烃B分子中的所有氢原子被烃C分子中最简
单的烃基取代而得到的。且已知：
①A遇Br2的CCl4溶液不褪色，其一氯代物只有一种。
②一定量的B完全燃烧，产物中n(CO2):n(H2O) =2∶1，且
26
③烃C为饱和链烃，通常情况下呈气态，其同分异构体不超过
2种，而二溴代物有3种。
试回答下列问题：
（1）烃B的最简式为 CH 分子式为 C4H4
（2）烃C的3种二溴代物的结构简式
（3）A的分子式为 C8H12
解析：由②可知，B的最简式为CH，又烃中氢为偶数，且
26
可知烃C为异丁烷，因为只有异丁烷的二溴代物有3种。最简单的烃
基为甲基（—CH3），取代B中的四个氢原子，则A为C4（CH3）4，分子式为C8H12
（2）两混合烃，若平均分子量小于或等于26，则该烃中必含甲烷。
3）（温度在100℃以上）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，则原混合烃中的氢原子平均数大于4；若体积缩小，则原混合烃中氢原子平均数小于4，必有C2H2。
根据混合链烃完全燃烧生成的nCO2和nH2O的多少来判断混合烃的可能组成．
(1)当nH2O＞nCO2时，一定会有烷烃，也可能有烯烃、炔烃．
可能组合及各类烃的关系：
2)当nH2O＝nCO2，其可能的组合为
① 均为烯烃
(3) 当nCO2＞nH2O可能组合，则一定有炔烃．
思考：以上的各种关系如何推出？
提示：设烷烃含x mol，烯烃含 y mol，炔烃 z mol.
每一种烃燃烧生成的nH2O－nCO2＝△ni
CnH2n＋2 ～ nCO2＋(n＋1)H2O △n1
1 1
x x
CnH2n ～ nCO2＋nH2O △n2
1 0
y 0
CnH2n－2 ～ nCO2＋(n－1)H2O △n3
1 －1
z －z
(1)若组成为烷烃和烯烃的混合物
总：nH2O－ nCO2＝△n1＋△n2＝x＝n烷
(2)若组成为烷烃和炔烃的混合物
总：nH2O－ nCO2＝△n1＋△n3＝x－z＝n烷－n炔
其它同理可得．
例 充分燃烧3L甲烷、乙烯、乙炔组成的混合物气体，生成7LCO2和4.82g水（气体体积为S.T.P测定），则原混合物气体中甲烷、乙烯、乙炔的体积比可能是（ ）
Ａ.1:1:1 Ｂ.1:2:3 Ｃ.3:2:1 Ｄ.3:1:2
∵ nCO2＞nH2O
∴ n烷＜n炔
要得正确答案：Ｂ．
3、运用等效原理推断有机物的分子组成
进行等量代换确定出同式量其他烃或烃的衍生物的化学式：
(1)1个C原子可代替12个H原子；
(2)1个O原子可代替16个H原子或1个“CH4”基团；
(3)1个N原子可代替14个H原子或1个“CH2”基团，注意H原子数要保持偶数。 例：某有机物分子中含有40个电子,它燃烧时只生成等体积的CO2和H2O(g),该有机物
若为烃,分子式为______________________
若为烃的衍生物,分子式为______________
解析：①先求出烃的分子式. 根据题意,生成的CO2和H2O(g)体积相等,可设该烃分子式为(CH2)n,而CH2含8e.故为C5H10.
②推断烃的含氧衍生物
一个O原子含8e，正好相当于CH2所含电子数(等效原理）
即O～CH2
故可用一个O代替一个CH2进行变换
若已知有机物的式量、耗氧量、电子数，均可据CH2的式量(14)、耗氧量(1.5)、电子数(8)确定有机物的分子式。如：
(1)某烃1mol充分燃烧耗氧7.5mol则7.5/1.5=5，则此烃分子含5个CH2，其分子式为C5H10，由等量变换(4个H耗氧量与1个C同)可得变式C6H6。
(2)某烃分子中含42个电子，则42/8=5……2，5表示该烃含5个CH2,2表示余2个电子即表示除5个CH2外还有2个H，其分子式为C5H12，由等量变换(6个H含电子数与1个C同)可得变式C6H6。
例：常温有A、B两份混和气体，A是烷烃R与足量O2的混合气体；B是烷烃R与炔烃Q及足量O2的混合气体，各取2.24升A、B引燃，充分燃烧后气体总体积A仍为2.24升，B为2.38升．（同温同压且t＞100℃）
求：①烷烃R和炔烃Q的分子式
②2.24升B中，R所允许最大值．
解 ∵ A燃烧前后△Vg＝0且t＞100℃
∴ 烷烃R中H原子数为4，可推出R一定为CH4.
又B燃烧V后－V前＝△Vg＞0，设B的平均组成为CxHy.则y＞4
Q的通式为 CnH2n－2．
∵ Q为气态（常温）． ∴ n≤4而y＞4.
即 2n－2＞4． n＞3
∴ Q只能为 C4H6.
设C4H6为xL，CH4为yL.C4H6完全燃烧耗O2 zL.
2C4H6＋11O2 → 8CO2＋6H2O(g) △Vg
2 11 1
x z 2.38－2.24
x＝0.28L z＝1.54L
CH4 ～ 2O2
y 2y
3y≤2.24－0.28－1.54＝0.42
y≤0.14L
答：(1)R为CH4． Q为C4H6.
(2)2.24LB中，R所允许的最大值为0.14L.