第5讲有机物分子式的确定
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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＋H2O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l4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C8H12 （2分）
因为 2.164gA相当于
6.392gBr2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C8H12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： 。
＋2Br2ㄍl4 →
［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H2SO4（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H2SO4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CO2的体积比为5∶2；产物中的CO2和CO物质的量相等，设混合气体的平均组成为
CxHyOz ，则有：CxHyOz+y/2O2→x/2 CO2+ x/2 CO+ y/2H2O
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：C2H5O0.5
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：
C3H8和CH2O或C2H4O和C2H6
［参考答案］(1) 44
(2) N2O、NO ， C3H8、C2H6
(3) C3H8和CH2O或C2H4O和C2H6
［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)- =0 即有n(H)=2n(C)＋n(N)＋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（ ? ）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C17H19NO3，海洛因是吗啡的二乙酸酯，则海洛因的分子式是
A.C21H23NO3 B.C21H22NO5 C.C21H23NO5 D.C21H27NO7
9、两种有机物以一定比例混合，一定条件下在aLO2¬(足量)中燃烧，充分反应后恢复到原状态，再通过足量Na2O2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．CH4 C2H4 B．CH3OH CH3COOH
C．C2H6 HCHO D．HCOOH CH3COOCH3
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） （或 ） （2）HCHO 银氨溶液
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NaHCO3溶液反应放出CO2；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NaHCO3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）C9H10O2，
（2）CH3COOH+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：Ca 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CxHy(x、y为正整数)和C aH bO 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 ； CH4O
（2）b = 4 ,2a －2 = c (a≥2) ； C2H4O2
（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O2和生成的CO2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NaHCO3溶液反应放出CO2。
（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 。
14、（1）2 : 1 （2） （3）CH2OOH3