有機物分子式的確定

摘 要: 有機物分子式的確定是中學化學的常見題型，也是高考的熱點內容，本文主要通過舉例歸納了有機物分子式的幾種常見計算方法。

關鍵詞: 中學化學 有機物分子式 計算

從近幾年各地的高考理綜試卷可以看出，經過幾年的不斷完善，理綜化學部分已經做到了回歸教材，體現學科本身的價值，凸顯科學素養和思維能力，特別是在突出能力立意的命題指導思想下，重視雙基的考查。有機物分子式的計算屬于中學化學的常見題型，也是高考的熱點內容，但許多同學對這部分內容往往模糊不清，應用時容易產生混淆，現將常見題型歸納如下。

一、直接求算法

直接求算出氣體中各元素原子的物質的量，即可推出分子式，如給出一定條件下的密度(或相對密度)與各元素的質量比，求算分子式的途徑為:

密度(或相對密度)→摩爾質量→氣體中元素原子各多少摩爾→分子式

例1:某有機物的密度是相同條件下氫氣密度的43倍，其中碳的質量分數為55.8%，氫為7.0%，其余為氧。求算有機物的分子式。

解析:根據有機物的密度是相同條件下氫氣密度的43倍，不難算出其相對分子質量是86。

N(C)==4

N(H)==6

N(O)==2

即可得出有機物的分子式為CHO。

二、最簡式法

根據分子式為最簡式的整數倍，利用相對分子質量和最簡式可確定其分子式，如烴的最簡式的求法為:

n(C)∶n(H)=(碳的質量分數/12)∶(氫的質量分數/1)=x∶y(最簡整數比)，

則最簡式為CH，分子式為(CH)n，n=Mr/(12x+y)(Mr為烴的相對分子質量，12x+y為最簡式的式量)。

注意:若烴的最簡式為CH，則x/y=m，

若m<1/2，該烴為烷烴，由烷烴通式CH，得n/(2n+2)=m，求出n值即可求出該烴的分子式。

若m=1/2，該烴為烯烴或環烷烴，要由相對分子質量才能確定其分子式。

若1/2

例2:某烴分子中碳的質量分數為92.3%，氫的質量分數為7.7%，且相對分子質量為78，確定其分子式。

解析:n(C)∶n(H)=(92.3%÷12)∶(7.7%÷1)=1:1，可知最簡式為CH，分子式為(CH)，n=78/(12+1)=6，該烴的分子式為CH。

三、商余法

已知相對分子量、耗氧量、電子數，均可根據CH的量、耗氧量、電子數確定有機物的分子式，如:

某烴相對分子質量是128，則128÷14=9……2(14為CH的式量)，因此該烴分子式為CH，變形亦可得到CH(12個H相當于1個C的相對原子量);某烴1mol充分燃燒耗氧氣7.5mol，則7.5÷1.5=5(1.5為CH的耗氧量)，因此該烴分子式為CH，變形亦可得到CH(4個H相當于1個C的耗氧量);某烴分子中含有42個電子，則42÷8=5……2(8為CH的電子數)，因此該烴分子式為CH，變形亦可得到CH(6個H相當于1個C的電子數)。

四、燃燒方程式法

由燃燒方程式CH+[x+(y/4)]O→xCO+(y/2)HO進行計算、推理，可以使復雜問題簡單化，如:

當溫度低于100℃時，氣態烴燃燒前后氣體總體積的變化為y/(4+1);當溫度高于100℃時，氣態烴燃燒前后氣體總體積的變化為y/(4-1);

若y=4，燃燒前后氣體總體積無變化;若y<4，燃燒后氣體總體積減小;若y>4，燃燒后氣體總體積增大。

由以上分析可知，烴類燃燒前后氣體總體積的變化與分子中碳原子數無關，只取決于分子中氫原子的數目及水的狀態。

例3:20℃時，某氣態烴與氧氣混合裝入密閉容器中，點燃爆炸后，恢復到20℃，此時容器內氣體的壓強為反應前的一半，經氫氧化鈉溶液吸收后，容器內幾乎成為真空，此烴的分子式為(?搖?搖)。

A.CH B. CH C. CH D. CH

解析:設烴的分子式為CH，CH+[x+(y/4)]O→xCO+(y/2)HO，注意到題中所給溫度下，水為液態，與容器內氣體的壓強無關;反應后氣體經氫氧化鈉溶液吸收后，容器內幾乎成為真空，說明烴與氧氣剛好完全反應生成CO。根據反應前后壓強的關系(即物質的量的關系，因為同溫、同體積條件下，壓強與物質的量成正比。)列出:1/2[1+x+(y/4)]=x，即y=4x-4，經討論知該烴分子式為CH或CH。

五、平均值法

當烴為混合物時，一般是設平均分子式，結合反應式和體積求出平均組成，利用平均值的含義確定各可能混合烴的分子式。有時也利用平均相對分子質量來確定可能的組成，采用十字交叉法計算較為簡便。

兩混合烴，若其平均相對分子量小于或等于26，則該烴中必含甲烷。

兩混合氣態烴，充分燃燒后，生成CO氣體的體積小于原混合烴體積的2倍，則原混合烴中必含有甲烷;若生成水的物質的量小于原混合烴物質的量的2倍，則必含有乙炔。

氣態混合烴與足量的氧氣充分燃燒后，若總體積保持不變，則原混合烴的氫原子平均數為4;若體積增大，氫原子平均數大于4;若體積減小，氫原子平均數小于4，即必含有乙炔(溫度在100℃以上)。

例4:兩種氣態烴組成的混合氣體0.1mol，完全燃燒得到0.16mol CO和3.6gHO，下列說法正確的是(?搖?搖)。

A.混合氣體中一定有甲烷B. 混合氣體中一定有乙烯

C.混合氣體中一定有乙烷D. 混合氣體中一定有乙炔

解析:設烴的分子式為CH，通過已知數據可得n(CH)∶n(C)∶n(H)=0.1∶0.16∶0.4=1∶1.6∶4，可得混合氣體的平均分子式為CH。分子式中碳原子數小于1.6的只有CH，因此混合氣體中必含CH，甲烷有4個氫原子，為了達到平均值4，另一種烴的分子式設為CH，x可取2，3，4，另一種烴的分子式可能為CH，CH，CH。

在計算出烴或烴的衍生物的分子式之后，再根據題目中的描述，確定有機物的官能團，從而準確寫出有機物的結構式，進而寫出對應的化學反應方程式，有機物的相關題目便可迎刃而解。