高中化学有机物补充第5讲有机物分子式的确定

第5讲 有机物分子式的确定

［考点点拨］

在确定有机物化学式时要做到几个相结合，即课本知识（特别是典型反应）与信息给予反应相结合（新旧联系）、定性与定量相结合、正向思维与逆向思维相结合，最大限度挖掘题给条件，特别是隐藏的信息，加强思维的灵活性，做到左右逢源，运用自如。

［智能整合］

1、有机物化学式的确定步骤可按如下路线进行：

2、其中涉及以下方法：基本方法、物质的量比法（又称摩尔比法）、燃烧规律法、商余法、平均分子式法、设“1”讨论法、分子组成通式法、等效转换法、官能团法、残基分析法、不饱和度法以及综合分析法等

3、在有机信息题中，有一种是“给方法”的信息迁移。“给一种方法”是信息迁移题的走向，1994年高考科研测试题中出现，此方法又一次在1996年全国高考题计算题中运用，近年一直为人们所重视，该方法不仅适用于有机物分子式的计算，也适用于无机化合物化学式的确定。解这类题，考生必须认真领会题中所给信息中的思想方法，理解这些方法对考生来说并不是很容易，它要求考生有较强的思维能力和逻辑推理能力，因此考生在平时练习中要多从思想方法上考虑，努力提高思维能力，认识题目的“神似”。

［典例解析］

［典型例题1］（、一定状况下，8gA 和17gB 的混合物气体体积为672mL 。相同状况下，4g 和14gB 的混合物气体体积为448mL ，A 、B 可能是下列各组合中的

A. 乙烯和乙炔 B. 乙炔和苯 C . 甲烷和甲醇 D. 环己烷和1-丁烯

［典型例题2］（2000江苏预赛）碳碳双键与臭气反应，接着再用Zn ＋H 2O 还原可得到羰基化合物：

某液态有机化合物A ，其蒸气对氢气的相对密度为53.66；A 经元素分析得知含碳88.82%，含氢11.18%。2.164克A 与6.392克溴（溶在CCl 4中）能完全反应生成化合物B 。1molA 经臭气氧化再还原水解得

1mol 和

1mol 。

（1）写出化合物A 和B 的各一种可能的结构简式（用键线式表示）。

（2）写出有关反应方程式及必要的计算过程。

［思路分析］（1）

（2）A 的分子量＝1.0079×2×53.66＝108.17

分子中含碳原子数为：108.17×88.82%÷12.011≈8

分子中含氢原子数为：108.17×11.18÷1.0079≈12

所以分子式为C 8H 12 （2分）

2. 164=0. 02mol 108. 17

6. 3926.392gBr 2相当于=0. 04mol 79. 90⨯2因为 2.164gA 相当于

所以A 分子中应有2个双键或一个叁键，还有一个不饱和度可能为一单环。

又因为A 臭氧化还原水解产物恰好为1＋7个碳原子与C 8H 12相应，又从产物之一有3

个醛基，可知A 分子中有两个双键，且定位如下：。

＋2Br 2∕CCl 4 →

［典型例题3］（2004南通二模）由A 、B 两种物质组成的混合气体，其平均相对分子质量

随A 的物质的量分数变化关系如

右图所示。

（1）A 的相对分子质量为 。

（2）若测得混合气体中仅含两种元素，A 、B 都

是无机物时，化学式分别为 、 ，

A 、B 都是有机物时，化学式分别为、

（3）某混合气由A 、B 等体积混合而成，将其与适量氧气混

合，引燃后反应物均无剩余，将产物依次通过足量浓H 2SO 4（减少的体积恰好等于消耗氧气

的体积、足量碱石灰（体积减半），又知通过浓H 2SO 4与通过碱石灰所减少的气体体积之比

为5∶2。气体体积均在105℃和1.01×105Pa 条件下测定的，据此确定混合气体的组成。

［思路分析］（1）、（2）略

（3）根据题意，混合气体平均相对分子质量为37；水蒸气和CO 2的体积比为5∶

产物中的CO 2和CO 物质的量相等，设混合气体的平均组成为

C x H y O z ，则有：C x H y O z +y/2O2→x/2 CO2+ x/2 CO+ y/2H2O 2；

z+y=x+ x/2+ y/2

12x+y+16z=37

y/2 ∶ x/2 = 5∶2

得：x=2 y=5 z=0.5

所以混合气体的平均分子式为：C 2H 5O 0.5

结合A 、B 的相对分子质量为44和30，可推得此混合气体可能为：

C 3H 8和CH 2O 或C 2H 4O 和C 2H 6

［参考答案］(1) 44

(2) N 2O 、NO ， C 3H 8、C 2H 6

(3) C 3H 8和CH 2O 或C 2H 4O 和C 2H 6

［典型例题4］（2002年春季高考）（1）由2个C 原子、1个O 原子、1个N 原子和若干个

H 原子组成的共价化合物，H 的原子数目最多为 ．．

。 个，试写出其中一例的结构简式（2）若某共价化合物分子只含有C 、N 、H 三种元素，且以 n(C)和n(N)分别表示C 和N 的原子数目，则H 原子数目最多等于 ．．

（3）若某共价化合物分子中只含有C 、N 、O 、H 四种元素，且以n(C)，n(N)和n(O)分别表

示C 、N 和O 的原子数目，则H 原子数目最多等于 ．． 。

［思路分析］ 由于O 原子能以两个价键（-O-）形式插入分子中，所以这不会影响H 原子

数目。同理N 原子可形成-NH-插入分子链中，显然分子中每增加一个N 原子，H 原子即增

多1个，所以分子中出现n (N)个N 原子，H 原子数目最多为2n (C)＋n (N)＋2。

该题还可以用不饱和度的知识来解：

令Ω=1+N(C)-N (H ) N (N ) =0 即有n(H)=2n (C)＋n (N)＋2。 2

［参考答案］ （1）7；

（2）2n (C)＋n (N)＋2

（3）2n (C)＋n (N)＋2

［典型例题5］（2004南通四县联考）有机物的结构式中，四价的碳原子以一个、两个、三

个或四个单键分别连接一、二、三或四个其它碳原子时，被分别称为伯、仲、叔或季碳原子。

若其数目分别a 、b 、c 、d 用表示：

（1）对烷烃（除甲烷外），下列说法正确的是

A ．a 的数目与b 的数目的大小无关

B ．c 增加1，a 就会增加3

C ．d 增加1，a 就会增加2

D ．b 增加1，a 就会增加2

（2）若某烷烃分子中，b=c=d=1则满足此条件的该分子的结构可能有 种，写出其中

一种的名称 。

（3）用6个叔碳原子和6个伯碳原子（其余为氢原子）建造饱和烃的结构式可能的形式有 种（不考虑顺反异构和光学异构），请列出其中几种（不少于五种）。

(4) 只用8个叔碳原子，其余的为氢原子建造一个不含烯、炔键的烃的结构简式。

［思路分析］根据氢原子必有：3a+2b+c = 2（a+b+c+d）+2 即：

a = c + 2d + 2 ，故（1）中A 、C 正确。

余略

［参考答案］（1） AC

（2）3 ， 2，2，3－三甲基戊烷（或2，3，3－三甲基戊烷或2，2，4－三甲基戊烷）

（3）9 ，略。

（4）立方烷等合理的均可。

［知能训练］

5、由苯乙烯（）和羟基乙酸乙酯（CH 2–COOCH 2CH 3）OH

组成的混合物中，若碳元素的质量分数为70%，那么氢元素的质量分数约为

（A ）4.6% （B ）7.7% （C ）15.6% （D ）无法计算

6、毒品一直影响社会安定。吗啡与海洛因都是被严格查禁的毒品，已知吗啡的分子式是

C 17H 19NO 3，海洛因是吗啡的二乙酸酯，则海洛因的分子式是

A.C 21H 23NO 3 B.C 21H 22NO 5 C .C 21H 23NO 5 D.C 21H 27NO 7

9、两种有机物以一定比例混合，一定条件下在aLO 2(足量) 中燃烧，充分反应后恢复到原状

态，再通过足量Na 2O 2层，得到气体仍是aL, 下列混合有机物中可能符合此条件的是

A ．CH 4 C 2H 4 B ．CH 3OH CH 3COOH

C ．C 2H 6 HCHO D ．HCOOH CH 3COOCH 3

11、燃烧某一类有机物，消耗氧气与所生成的二氧化碳的物质的量相等．则：

（1）该类有机物符合的通式为：_________；

（2）该类有机物中式量最小的A 是________（填化学式），A 能与________（填试剂

名称）反应，生成银白色金属；

（3）符合条件的物质B 式量为A 的三倍，能够发生分子内酯化反应，分子内有一个甲

基，其结构简式为：

______________________________________________________________；

物质B 还可以发生分子间脱水反应生成一种对环境友好的高分子材料（可自动降解），

其结构简式为：

_______________________________________________________________．

答案：（1）C m (H2O) n （或C x H y O y ） （2）HCHO 银氨溶液

2

12、A 是一种只含碳、氢、氧三种元素的有机物，含碳72.0%，在稀酸中加热可得到B 和C ；C 的分子量为60，可与NaHCO 3溶液反应放出CO 2；B 的分子量为108，可使灼热的氧化铜变红。请回答：

（1）A 的分子式是 ，其结构简式是 。

（2）C 和NaHCO 3溶液反应的离子方程式是 。

（3）B 与灼热的氧化铜反应的化学方程式是 。

答案：（1）C 9H 10O 2，

－－ （2）CH 3COOH+HCO3====CH3COO +H2O+CO2↑

（3） 13、有总物质的量一定的甲烷和某有机物A （分子式为：C a H b O c ， a 、b 、c 均为正整数）的混合物。

（1）若混合物中甲烷和A 不论以何种比例混合，其完全燃烧所生成水的物质的量不变，则A 的组成必须满足的条件是。 ；符合此条件的A 中，相对分子质量最小的A 的分子式为

（2）若混合物中甲烷和A 不论以何种比例混合，其完全燃烧所消耗的氧气和生成水的物质的量均不变，则A 的组成必须满足的条件是 ；符合此条件的A 中，相对分子质量最小的A 的分子式为 。

（3）若有机物C x H y (x、y 为正整数) 和C a H b O c (a ≥ x) 不论以何种比例混合，只要混合物的总物质的量一定，完全燃烧所消耗的氧气和生成水的物质的量均不变，那么，这两种有机物组成必须满足的条件是（用含x 、y 、a 、b 、c 等的代数式表示）

答案、（1）b=4 ； CH 4O

（2）b = 4 ,2a －2 = c (a≥2) ； C 2H 4O 2

（3）b = y , a－x = c /2 ( a ≥x +1)

14、A 、B 、C 三种有机物，其相对分子质量都小于150，已知B 完全燃烧时所消耗的O 2和生成的CO 2的物质的量相等，C 中碳、氢元素总的质量分数为48.39%。在热的稀硫酸溶液中，1molA 水解能生成2mol B和1mol C。B 不能发生银镜反应，但能与NaHCO 3

溶液反应

放出CO 2。

（1）B 的分子组成中氢氧原子个数比为 ；

（2）C 分子中含有的氧原子个数为 ；

（3）有机物A 的结构简式为 ；

（4）写出有机物A 水解生成B 和C 的化学方程式 。

2OOCCH 3

14、（1）2 : 1 （2） （3）CH 2OOCCH 3