《有机化学计算》
《有机化学计算》
注意:
1、牢固掌握各有机物的性质、各有机物之间的相互关系、有关有机物之间的化学反应及化学反应方程式
2、有关重要计算公式
（1）根据标准状况下的气体密度ρ0 算出该气体的摩尔质量即该气体的分子量M =2240.ρ
（2）根据气体的相对密度D, 求气体的分子量 M D M A A B B =→·
（3）求混和气的平均分子量: M m n --=总总（m 为质量, n 为物质的量）
6、有机物完全燃烧化学方程式为 C H (x y 4)O xCO y 2H O C H O (x y 4z 2)O xCO y 2H O x y 222x y z 222++
?→??+++-?→??+点燃点燃
燃烧规律的应用
（1）最简式相同的有机物, 以任意比例混合总质量一定时, 生成的CO 2是一定值, 生成水的量也是定值, 消耗氧的量也是定值。
（2）混合物总质量不变, 以任意比例混合时, 生成CO 2相等, 即含碳量相等（质量分数）, 生成H 2O 相等, 即含氢量相等（质量分数）
（3）具有相同碳原子数的有机物, 无论以任意比例混合, 只要总物质的量一定, 生成的CO 2为一定值。
（4）最简式相同, 无论有多少种有机物, 也无论以何种比例混合, 混合物中元素质量比为定值。
【有机化学计算题型】
1、相对分子质量、分子式、结构式的确定
2、有机物燃烧问题
3、混合物组成
4、有机化学计算的综合应用
【题型与解法】
（一）求有机物分子量
根据化学方程式的有关计算求物质的分子量
《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, 求这饱和一元醇的分子量？
解: 设饱和一元醇为R －OH, 分子量为x
2ROH + 2Na →2RONa + H 2↑
2xg 22.4L
3.2g 1.12L
232224112x ...
= x = 32 答: 该饱和一元醇分子量为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: 根据分子量、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) =612∶11
=1∶2 最简式 CH 2 式量 = 12 + 2 = 14
分子量式量==2814
2 ∴分子式为C 2H 4 解Ⅱ: 根据分子量、通过计算每摩物质分子量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) = 1mol 28g /mol 6712g /mol
2mol ??= 1摩该烃分子量n(H) = 1mol 28g /mol 171g /mol
4mol ??= ∴该烃分子式为C 2H 4
《例3》某气态烃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H 2SO 4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）的有关计算求分子式
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 2.244mol 0.918
mol 301.5x 0.05
= x = 1 301.5y
20.05= y = 2
分子量 = 30 1×12 + 1×2 + 16×z = 30 z = 1
∴分子式CH 2O 答（略）
解Ⅱ: 根据关系式的有关计算求分子式
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 442.2
= x = 0.6g 2H ～H 2O
2g 18g
y 0.9g 2y 180.9
= 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==3030
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==12
∴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 12
O 2+点燃?→??nCO 2 + (n + 1) H 2O （标况下水为液态）
1mL 3n 12+mL nmL 10mL x 10nmL 1103n 2x =+ x = 5(3n + 1)mL 依据题意 805(3n 1)10n 1080100%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, 通过差量法解题求有机物分子式
C H 3n 12O nCO (n 1)H O()n n 2n 2222+++?→??++点燃液态减少?
1mol 13n 12n(mol)++-
10mol (10 + 80)·(1－55.56%)(mol) 110n 3240
n 5=+= ∴烷烃分子式为C 5H 12
（三）有机物燃烧问题
《例6》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: 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 24.4y 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) 答（略）
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 2447(g /mol)-== 十字交叉法 ∴n(CO) = 0.7mol ?47= 0.4mol n(CO 2)= 0.7mol ?34= 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)== 答（略）
（四）有关混合物组成有机计算:
《例7》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8》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
《例9》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 2
H 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
即V V 21C H CH 410
4=