有机计算题与解析
（一）求有机物相对分子质量
根据化学方程式的有关计算求物质的相对分子质量
《例1》某饱和一元醇3.2克跟足量的钠反应, 放出的氢气在标况状况下的体积为1120毫升, 求这饱和一元醇的相对分子质量？
解: 设饱和一元醇为R－OH, 相对分子质量为x
2ROH + 2Na2RONa + H2
2xg 22.4L
3.2g 1.12L
2 32224 112
x .
.
.
=x = 32
（二）求有机物的分子式
《例2》某气态烃含碳、氢元素质量比为6∶1, 又知同温、同压下该气体密度为氢气密度的14倍, 求该烃的分子式:
解Ⅰ: 根据相对分子质量、通过最简式求分子式
该烃的摩尔质量M = 14×2g / mol = 28g / mol
该烃n(C)∶n(H) =
6
12
∶
1
1
=1∶2
最简式CH2式量 = 12 + 2 = 14
分子量式量==
28
14
2∴分子式为C2H4
解Ⅱ: 根据相对分子质量、通过计算每摩物质所含各元素的原子的“物质的量”求分子式该烃的摩尔质量M = 14×2g / mol = 28g / mol
1摩该烃分子量n(C) = 1mol28g/mol
6
7
12g/mol
2mol ??
=
1摩该烃分子量n(H) = 1mol28g/mol
1
7
1g/mol
4mol ??
=
∴该烃分子式为C2H4
《例3》某气态有机物标准状况下密度为1.34克/升, 取1.50克该有机物在足量的氧气中燃烧。将所得气体通过装有浓H2SO4的洗气瓶后再通过碱石灰干燥管, 结果洗气瓶和干燥管分别增重0.9克和2.2克, 测得尾气中除氧气外无其它物质, 求该有机物的分子式？
解Ⅰ: 根据有机物燃烧化学方程式（通式）求分子式 摩尔质量M = 1.34g / L×22.4L / mol = 30g / mol
C H O (x y 4z 2)O xCO y
2H O x y z 222++-?→??+点燃
30g
xmol y
2
mol 1.50g
2.2
44
mol 0.9
18
mol
301.5x
0.05=
x = 1
30
1.5y 20.05
= y = 2
M = 30 1×12 + 1×2 + 16×z = 30 z = 1
∴分子式CH 2O
答（略）
解Ⅱ: 根据反应关系式求分子式 摩尔质量M = 1.34g / L×22.4L / mol = 30g / mol 关系式 C ～CO 2 12g 44g x 2.2g
12x 44
2.2
=
x = 0.6g 2H ～H 2O 2g 18g
y 0.9g
2y 18
0.9
=
y = 0.1g
0.6g + 0.1g<1.50g ∴有机物中含氧元素
n(C)∶n(H)∶n(O) = 0612.∶011.∶150060116...
-- = 1∶2∶1
最简式 CH 2O 式量 = 30
分子量式量==30
30
1 ∴分子式CH 2O 答（略）
《例4》某气态不饱和烃在标准状况下的密度为2.41克/升。取0.54克该烃恰与浓度为0.2摩/升的溴水100毫升完全反应, 使溴水完全褪色。求该烃的分子式、结构简式及名称？ 根据有机物分子式通式求有机物分子式
解: 摩尔质量M = 2.41g / L×22.4L / mol = 54g / mol
n(C x H y ) =
0.54g
54g /mol
0.01mol =
n(Br 2) = 0.2mol / L×0.1L = 0.02mol
n(C H )n(Br )
0.01mol 0.02mol x y 2=
=1
2
∴该烃为炔烃或二烯烃 依据C n H 2n －2通式 12n + 2n －2 = 54
n = 4
∴分子式为C 4H 6 结构简式
名称: 1—丁炔
名称: 2—丁炔
名称: 1, 3—丁二烯
《例5》标准状况下10毫升某气态烷烃跟80毫升过量的氧气混合, 通入一个容积为90毫升的密闭容器中点火爆炸后, 恢复到原状态, 测得的压强为原来的55.56%。求烷烃的分子式？
解Ⅰ: 利用燃烧化学方程式计算
C n H 2n+2 + 3n 12O 2+点燃
?→?
?nCO 2 + (n + 1) H 2O （标况下水为液态） 1mL 3n 1
2+mL nmL 10mL
x
10nmL
1
103n 2x
=+
x = 5(3n + 1)mL
依据题意
805(3n 1)10n
1080
100%55.56%
n 5-+++?==
∴烷烃的分子式为C 5H 12
解Ⅱ: 根据反应前后压强变化, 通过差量法求有机物分子式
C H 3n 1
2O nCO (n 1)H O()
n n 2n 2222+++?→??++点燃液态减少? 1mol
13n 1
2
n(mol)+
+-
10mol
(10 + 80)·(1－55.56%)(mol)
1
10n 3240
n 5=+=
∴烷烃分子式为C 5H 12
《例6》某有机物由C 、H 、O 三种元素组成, 分子中含有8个原子。1摩该有机物含有46摩质子, 完全燃烧该有机物在相同条件下测定CO 2和水蒸气体积比为2∶1。取2.7克该有机物恰好与1摩/升的碳酸钠溶液30毫升完全反应, 求(1)有机物分子式？(2)有机物结构简式？
利用解联立方程组法求有机物分子式 解: 设有机物分子式C x H y O z
根据题意
V V 2
1
CO H O
22= ∴
n(C)n(H)1
1
=
x y z 8x 26x y 8z 46y 2x y z 4
++==++====???
?
? ∴分子式C 2H 2O 4
n(C H O )n(Na CO ) 2.7
9010.030.030.031
1
22423=?==
∴有机物为二元羧酸 结构简式
（三）有机物燃烧问题
《例7》一定量的甲烷不完全燃烧, 生成由CO 、CO 2和H 2O （气）组成的混合气体49.6克, 将混合气体缓慢通过无水CaCl 2并作用完全、CaCl 2质量增加25.2克, 计算混合气中CO 、CO 2和H 2O （气）的物质的量？若将此甲烷完全燃烧还缺少标准状况下多少升氧气？ 解Ⅰ: 常规方法，通过联立方程组法解题: 由题意得知m(H 2O) = 25.2g
∴n(H O)25.2g
18g /mol
1.4mol 2=
=
m(CO) + m(CO 2) = 49.6g －25.2g = 24.4g ∵关系式
CH 4～2H 2O
1mol 2mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CO) + n(CO 2) = 0.7mol
设: 生成CO 的物质的量为x 、生成CO 2物质的量为y 。
x y 0.7x 0.4mol
28x 44y 24.4
y 0.3mol
+==+==??
?
设: 此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为z
2CO O 2+点燃
2CO 2
2mol
22.4L
0.4mol z 204224
..=
z
z = 4.48(L)
解Ⅱ: 通过平均值法解题 由题意得知m(H 2O) = 25.2g
∴n(H 2O) =
25.2g
18g /mol
= 1.4mol
∴m(CO) + m(CO 2) = 49.6g －25.2g = 24.4g ∵关系式
CH 4～2H 2O
1mol 2mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CO) + n(CO 2) = 0.7mol
∴CO 与CO 2混合气平均摩尔质量M 24.4g 0.7mol 244
7(g /mol)-==
十字交叉法
∴n(CO) = 0.7mol ?
4
7
= 0.4mol n(CO 2)= 0.7mol ?
3
4
= 0.3mol 设此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为x 2CO + O 2
点燃
2CO 2
2mol 22.4L
0.4mol x
20.422.4x
x 4.48(L)==
解Ⅲ: 通过极限法解题
由题意得知m(H2O) = 25.2g ∴n(H2O) =
25.2g
18g/mol
= 1.4mol
∴m(CO) + m(CO2) = 49.6g－25.2g = 24.4g
∵关系式CH4～2H2O
1mol 2mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CH4) = 0.7mol
∴完全燃烧生成CO2的质量应为0.7mol×44g/mol=30.8g
与实际燃烧产物质量的差量为30.8－24.4=6.4g
即CO完全燃烧所需O原子的质量
∴n(CO) = 0.4mol
n(CO2)= 0.3mol
甲烷完全燃烧还需标况下氧气0.2mol
《例8》把MmolH2和NmolC2H4混合, 在一定条件下使它们一部分发生反应生成WmolC2H6, 将反应后所得的混合气体完全燃烧, 消耗氧气的物质的量为多少？
利用守恒法解决可燃物完全燃烧时耗氧量
分析: 反应过程
∴不用讨论和计算多少H2、多少C2H4参加了反应及剩余多少H2、C2H4再按混合物各成分计算耗氧量。可按反应物各组分, 分别计算它们完全燃烧耗氧量即为答案。
解: 2H2 + O2点燃
2H2O C2H4 + 3O2点燃
?→
??2CO2 + 2H2O
2mol 1mol 1mol 3mol
Mmol M
2
mol Nmol 3Nmol
∴耗氧量为M
2
3N(mol)
+
《例9》标准状况下, 将1升CH4、2升C2H6的混合气体, 向该混合气体通入相同状况下50升的空气, 完全燃烧后, 所得气体经干燥恢复到原状态, 气体总体积为多少升？
利用差量法解题
解: V 50L 21%10.5O 2=?=升 CH 4～2O 2
C 2H 6～72
O 2 1升 2升
2升 7升
2升 + 7升<10.5升
∴CH 4、C 2H 6适量
CH 2O CO 2H O V 4222+?→??+点燃（液态）减?
1升 （3－1）升 = 2升
2C H 7O 4CO 6H O V 26222+?→??+点燃（液）减少?
2升 （2 + 7－4）升= 5升
∴V 气体总 = 1 + 2 + 50－（2 + 5）= 46升
答（略）
《例10》平均相对分子质量为30.4的CO 、C 2H 4和O 2混合气体经点燃完全反应后, 测知反应后混合气体不再含CO 和C 2H 4。试推算原混合气体各成分的体积分数？（确定体积组成围）
利用含不等式联立方程组法及平均值法解题。
解: 认真分析混合气组成中各组分的相对分子质量, 可以看出
M M 28CO C H 24==（分子量）
∴平均值法解出V %O 2 （体积分数）
∴V %
3
5
O 2×100% = 60% ∵2CO + O 2点燃
2CO 2 C 2H 4 + 3O 2点燃?→??2CO 2 + 2H 2O 2 1
1 3V
x x 2
y 3y
CO 、C 2H 4共占40%
设混合气总体积为100(L)、CO 气体积为x, C 2H 4气体积为y 。
x y 400 0.5x 3y 60% +=≤≤+≤?? ? 答: V %O 2为60% 24%≤V %CO <40% O V %16%C H 24<≤ （四）有关混合物组成有机计算: 《例11》相同状况下9升甲烷与6升某烯烃混合, 所得混合气的密度等于相同条件下氧气的密度, 求该烯烃的分子式、可能的结构简式？ 平均值法解题 解: 混合气平均摩尔质量M M 32g /mol O 2== ∴烯烃分子式为C 4H 8 可能结构简式 CH 3－CH = CH －CH 3 CH 3－CH 2－CH = CH 2 《例12》丁烷、甲烷、二氧化碳的混合气体其密度是同条件下氢气的22倍, 又知其中二氧化碳占混合气体体积的62.5%, 则三种气体的体积比是 A ．1∶2∶5 B ．5∶2∶1 C ．5∶1∶5 D ．2∶1∶5 答案: D 解: 混合气平均摩尔质量M = 22×2g / mol = 44g / mol ∵M 44g /mol CO 2= ∴CO 2气体体积分数不影响混合气平均摩尔质量, 因此应由丁烷、甲烷的体积分数确 定答案, 它们体积分数必须满足下列关系 ∴D 为答案 即 V V 2 1 C H CH 4104 = 《例13》两种气态烃组成的混合物（分子中碳原子数≤4）20毫升, 与过量氧气混合充分燃烧, 燃烧所得气体产物通过浓H 2SO 4时, 体积减少了30毫升, 剩余气体再通过碱石灰时体积又减少了40毫升（以上气体均在相同状况下测定的）, 求这两种气态烃的可能组成及体积百分含量？ 根据混合物平均分子组成来确定混合物中各成分及体积百分含量 解: 设混合气态烃的平均分子组成为C x H y C H (x y 4)O xCO y 2H O x y 222++?→??+点燃 1mL xmL y 2 mL 20mL 40mL 30mL 120x 40 x 2 1 20y 230 y 3 ==== ∴平均分子组成C 2H 3 讨论 （1）一种烃的碳原子数1即CH 4, 则另一种烃的碳原子数为3或4。但混合烃氢原子 数为3, 那么这种烃的氢原子数必须小于3, 如C 3H 2、C 3H 1、C 4H 2,、C 4H 1是不存在的。 （2）一种烃的碳原子数为2, 则另一种烃的碳原子数也必须为2, 碳原子数为2的烃 C 2H 2、C 2H 4、C 2H 6 其中合理的组合为C H C H C H C H n(H)3mol 222422 26 ??????=- 或（满足） ∴C H 10mL C H 10mL 22 24 ?? ? ∴C H 3 4 2015mL C H 1 4 205mL 2226?=?=?? ????? 《例14》a 毫升A 、B 、C 三种气态烃的混合物跟足量氧气混合点燃后, 恢复到原常温常压状态, 气体体积共缩小了2a 毫升, 那么A 、B 、C 三种烃可能是 A ．CH 4、C 2H 6、C 3H 8 B ．C 2H 4、C 2H 2、CH 4 C ．CH 4、C 2H 4、C 3H 4 D ．C 2H 6、C 3H 6、C 4H 6 答案: C 解: 依据题意做出敏捷判断解题方法为差量法、平均值法, 设混合气态烃平均分子组成C x H y 。 C H (x y 4)O xCO y 2H O V x y 222++?→??+点燃（液态） 减少? 1mL 1x y 4 x(mL)++- amL 2amL 1a 1y 42a =+ ∴y = 4 满足n(H)4mol - =合理 A ．n(H)4mol - > B ．n(H)4mol - < C ．n(H)4mol -= D ．n(H)6mol - = ∴选C