(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 + 2Na?2RONa + H2? 2xg 3.2g
22.4L 1.12L
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) =最简式
CH2
∶=1∶2
式量 = 12 + 2 = 14 ∴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) =
1摩该烃分子量n(H) = ∴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
30g 1.50g
xmol
摩尔质量M = 1.34g / L×22.4L / mol = 30g / mol
x = 1
M = 30
y = 2
1×12 + 1×2 + 16×z = 30 z = 1
答(略)
∴分子式CH2O
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~CO2 12g 44g x
2.2g
x = 0.6g
2H~H2O 2g 18g y
0.9g
y = 0.1g
0.6g + 0.1g<1.50g n(C)∶n(H)∶n(O) = 最简式 CH2O
∴有机物中含氧元素 ∶
∶
= 1∶2∶1
式量 = 30
∴分子式CH2O
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(CxHy) =
n(Br2) = 0.2mol / L×0.1L = 0.02mol
∴该烃为炔烃或二烯烃 依据CnH2n-2通式 ∴分子式为C4H6 结构简式
名称: 1—丁炔
12n + 2n-2 = 54
n = 4
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
依据题意 CnH2n+2 + 1mL 10mL
x mL
nCO2 + (n + 1) H2O (标况下水为液态) nmL 10nmL
x = 5(3n + 1)mL
∴烷烃的分子式为C5H12
解Ⅱ: 根据反应前后压强变化, 通过差量法求有机物分子式
1mol 10mol
(10 + 80)·(1-55.56%)(mol)
∴烷烃分子式为C5H12
《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CO2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CxHyOz
根据题意
∴
∴分子式C2H2O4
∴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、CO2和H2O(气)组成的混合气体49.6克, 将混合气体缓慢通过无水CaCl2并作用完全、CaCl2质量增加25.2克, 计算混合气中CO、CO2和H2O(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(H2O) = 25.2g
∴
m(CO) + m(CO2) = 49.6g-25.2g = 24.4g ∵关系式
CH4~2H2O
2mol
1mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CO) + n(CO2) = 0.7mol
设: 生成CO的物质的量为x、生成CO2物质的量为y。
设: 此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为z
2CO2
2mol
22.4L
0.4mol z
z = 4.48(L)
解Ⅱ: 通过平均值法解题 由题意得知m(H2O) = 25.2g
∴n(H2O) =
∴m(CO) + m(CO2) = 49.6g-25.2g = 24.4g ∵关系式
CH4~2H2O
1mol
2mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CO) + n(CO2) = 0.7mol ∴CO与CO2混合气平均摩尔质量
十字交叉法
∴n(CO) = 0.7mol= 0.4mol n(CO2)= 0.7mol
= 0.3mol
设此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为x 2CO + O2
2CO2
2mol 22.4L
0.4mol x
= 1.4mol