有机物计算方法和类型题(2)老师专用

有机物计算方法及类型题（2）

一、有机物分子式、结构式的确定中的计算

【基本步骤】有机物分子式、结构式的确定步骤可按如下路线进行：

【方法指导】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。

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（通过实验确定），实验式又叫最简式。

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

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 (阿伏伽德罗定律的推论)

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，(12a+b+16c)n==Mr（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。

⑥通式法：根据有机物的通式，结合反应方程式计算确定。

4.结构式的确定：

通过有机物的性质分析判断其结构

一、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（ D ）

A CH2O

B CH2O2

C .C2H4O2

D C2H4O

二、有机物分子式的确定

例题2：写出相对分子质量为142的烃的分子式为_________ (C10H22C11H10)

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（要求写出所有可能组合）

(1) 2.7g (2) C2H4(3) C4H6H2或C3H8CO 或C3H6CH2O

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________.(CH4O)

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（B ）

A CH4和C3H8

B CH4和C3H4

C C2H4和C3H4

D C2H4和C2H6

三、结构式的确定：

例题6：有机物甲能发生银镜反应，甲催化加氢还原为乙，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（CD ）

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________

（1）C3H4O2（2）CH2==CH—COOH

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34.8%。

A溶液具有酸性，不能使三氯化铁溶液显色。

（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______

(1) 42 (2) 3 (3) C9H8O4(4) 略

4、高考试题：

例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。

（1）285 C17H19NO3（2）369 C21H23NO5

例3.（09海南）某含苯环的化合物A，其相对分子质量为104，碳的质量分数为92.3％。(1)A的分子式为____________(C8H8)

例4．（09江苏卷）用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是（C ）

A. 25℃时，PH=13的1.0L Ba（OH）2溶液中含有的氢氧根离子的数目为0.2N A

B. 标准状况下，2.24L Cl2与过量稀NaOH溶液反应，转移的电子总数为0.2N A

C. 室温下，21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5N A

D. 标准状况下，22.4L 甲醇中含有的氧原子数为1.0N A

五、有机物燃烧规律及其计算

燃烧通式为：C x H y＋(x＋y/4)O2＝xCO2＋y/2 H2O

C x H y O z＋(x＋y/4－z/2)O2＝xCO2＋y/2 H2O

1、气态烃燃烧体积的变化

若水为液体，燃烧后体积缩小，减小值只与烃中氢原子数目有关；若水为气体，总体积变化也只与氢原子数目有关：H=4，V前＝V后；H＞4，V前＜V后；H＜4，V前＞V后。

例1、体积为10mL的某气态烃，在50mL足量O2里完全燃烧，生成液态水和体积为35 mL气体（气体体积均在同温同压下测定），此烃的分子式是（）A、C2H4B、C2H2C、C3H6D、C3H8

解析：因为水为液体，由燃烧通式得出体积差为(1＋y/4)，由差量法求得y＝6，选D。

2、烃的物质的量与燃烧产物中CO2和H2O的物质的量的关系

n(烷烃)＝n(H2O)－n(CO2)；烯烃：n(H2O)＝n(CO2)；n(炔烃)＝n(CO2)－n(H2O)。

例2、由两种烃组成的混合物，已知其中之一为烯烃。燃烧1mol该混合物，测得产生CO2 4.0mol及H2O 4.4mol，试求混合烃的组成情况？

解析：烯烃：n(H2O)＝n(CO2)，所以得出n(烷烃)＝n(H2O)－n(CO2)＝0.4mol、n(烯烃)=0.6mol，设烷烃为C m H2m+2、烯烃为C n H2n，得出0.4m+0.6n＝4 mol，讨论有3组符合题意，即：m＝1和n＝6；m＝4和n＝4；m＝7和n＝2。

3、等质量的不同烃完全燃烧消耗O2及生成CO2和H2O的情况

C/H个数比越大，生成CO2越多；H/C值越大，生成水越多，消耗O2也越多；实验式相同的不同烃，上述三者对应都相等。

例3、完全燃烧某混合气体，所产生的CO2的质量一定大于燃烧相同质量丙烯所产生CO2的质量，该混合气体是（）

A、乙炔、乙烯

B、乙炔、丙烷

C、乙烷、环丙烷

D、丙烷、丁烯

解析：烯烃和环烷烃C/H=1/2；烷烃C/H＜1/2；炔烃C/H＞1/2，所以炔烃与炔烃或炔烃与烯烃的组合，C的质量分数大于烯烃，选A。

4、总质量一定的两种有机物以任意比混合，完全燃烧消耗O2及生成CO2和H2O 为定值

CO2或H2O为定值，两种有机物满足C或H的质量分数相等，包括实验式相同的情况；消耗O2不变，满足实验式相同。

例4、某种含三个碳原子以上的饱和一元醛A和某种一元醇B，无论以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧生成CO2和H2O的质量不变。

（1）醇B应符合的组成通式？（2）醇B的分子结构满足的条件？

解析：饱和一元醛的通式为C n H2n O，与醇混合燃烧符合题干条件，二者实验式应相同，由此推出二者通式也相同；

与饱和一元醇的通式相比，此醇分子中应含有一个碳碳双键或一个碳环。

5、等物质的量的不同有机物完全燃烧，消耗O2及生成CO2和H2O相等

CO2或H2O相等，分子式中碳原子或氢原子个数相等；消耗O2相等，燃烧通式中O2系数相等，或将分子式变形，提出(CO2)m ( H2O)n后剩余部分相等。

例5、燃烧等物质的量的有机物A和乙醇用去等量的O2，此时乙醇反应后生成的水量是A的1.5倍，A反应后生成的CO2是乙醇的1.5倍，A是（）A、CH3CHO B、C2H5COOH C、CH2=CHCOOH D、CH3-CH(CH3)-OH

解析：由乙醇分子中C、H的个数，可确定A的分子式为C3H4O x，再由消耗O2相等，可确定A中氧原子为2，选C。

6、总物质的量一定的不同有机物以任意比混合

1、消耗O2和生成水为定值：两分子式满足H相等，相差n个C，同时相差2n 个O。

2、消耗O2和生成CO2为定值：两分子式满足C相等，相差n个O，同时相差2n个H。

例6、有机物A、B分子式不同，它们只可能含C、H、O中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混合，只要物质的量之和不变，完全燃烧时，消耗的O2和生成的水的物质的量也不变。

（1）A、B组成必须满足的条件？（2）若A是CH4，则符合上述条件的化合物B中相对分子质量最小的是？并写出含有－CH3的B的两种同分异构体？

解析：两分子式满足H相等，相差n个C，同时相差2n个O ；

B比CH4多一个C，两个O，分子式为C2H4O2，结构为：CH3COOH和HCOOCH3。

7、根据有机物完全燃烧消耗O2与CO2的物质的量之比，推导有机物可能的通式

将CaHbOc提出若干个水后，有三种情况：V(O2)/V(CO2) ＝1，通式为Ca(H2O)n；V(O2)/V(CO2) ＞1，通式为(CaHx)m (H2O)n；V(O2)/V(CO2) ＜1，通式为(C aOx)m (H2O)n

例7、现有一类只含C、H、O的有机物，燃烧时所消耗O2和生成的CO2

的体积比为5∶4(相同状况)按照上述要求,该化合物的通式可表示为？(最简化的通式)并写出这类化合物相对分子质量最小的物质的结构简式？

解析：因为V(O2)/V(CO2) ＝5∶4＞1，所以通式为(C a H x)m (H2O)n的形式，再由C和H消耗O2的关系可得出：通式为(CH)m(H2O)n；CH3CHO。

8、根据有机物完全燃烧生成水与CO2的量或比例，推导分子式或通式

根据CO2与H2O的物质的量多少或比值，可以知道C、H原子个数比，结

合有无其他原子，可以写出有机物的分子式或通式。

例8、某有机物在O2中充分燃烧，生成物n(H2O) ∶n(CO2) ＝1∶1，由此可以得出的结论是( )

A、该有机物分子中C∶H∶O原子个数比为1∶2∶1

B、分子中C∶H原子个数比为1∶2

C、有机物必定含O

D、无法判断有机物是否含O

解析：由H2O和CO2的物质的量比可以确定通式为：C n H2n O x，无法确定氧，选

B、D。

9、有机物燃烧产物与Na2O2反应的规律

分子式能改写为(CO)m H2n形式的物质，完全燃烧后的产物与过量Na2O2反应，固体增加的质量与原物质的质量相等。

例9、某温度下mg仅含三种元素的有机物在足量O2充分燃烧。其燃烧产

物立即与过量Na2O2反应，固体质量增加了mg。

（1）下列物质中不能满足上述结果的是（）

A、C2H6O2

B、C6H12O6

C、C12H22O11

D、(C6H10O5)n

（2）A是符合上述条件且相对分子质量最小的有机物，则A的结构简式为？

解析：（1）C D （2）HCHO

10、不完全燃烧问题

有机物不完全燃烧产物中会有CO生成，而CO不能被碱石灰等干燥剂吸收。

例10、1L丙烷与XLO2混合点燃，丙烷完全反应后，生成混合气体为aL(在120℃，1.01×105Pa时测定)。将aL混合气体通过足量碱石灰后，测得剩余气体体积为bL。若a－b=6，则X的值为( )

A、4

B、4.5

C、5.5

D、6

解析：假设1L丙烷完全燃烧，应产生3 L CO2和4 L水蒸气，通过足量碱石灰后全被吸收，因此a－b=7，由此断定为不完全燃烧，再经原子守恒可确定X=4.5。