有機(jī)物分子式確定的計(jì)算方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
  有機(jī)物分子式的確定,即是確定有機(jī)物分子里所含元素的種類及各原子的數(shù)目。有機(jī)物分子式的確定是有機(jī)物學(xué)習(xí)中,最為重要的知識(shí)點(diǎn)之一。關(guān)于確定有機(jī)物分子式的計(jì)算題目,也是有機(jī)物計(jì)算題目當(dāng)中的重要考題之一。那么,如何確定有機(jī)物的分子式呢?總體來(lái)講,先得確定有機(jī)物的組成元素,然后再確定各原子的數(shù)目從而確定有機(jī)物的分子式。下面筆者重點(diǎn)介紹一下在確定有機(jī)物分子式的計(jì)算當(dāng)中的一些具體計(jì)算方法。
  
  1、確定元素的組成
  
  一般來(lái)說(shuō),有機(jī)物完全燃燒后,各元素對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為C→CO2,H→H2O。若有機(jī)物完全燃燒后的產(chǎn)物只有CO2和H2O,則其組成的元素可能為C、H或C、H、O。欲判斷該有機(jī)物是否含有氧元素,首先應(yīng)求出產(chǎn)物中CO2中的碳元素質(zhì)量及H2O中的氫元素的質(zhì)量,然后將這兩種元素的質(zhì)量相加,再和原有機(jī)物的質(zhì)量進(jìn)行比較,若相等,則原有機(jī)物中不含氧元素,若不相等則原有機(jī)物中必定含有氧元素。
  
  2、確定分子式
  
  在確定有機(jī)物的組成元素之后,接下來(lái)根據(jù)題目條件來(lái)最終確定這幾種元素構(gòu)成的物質(zhì)的分子式。在確定分子式進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候,通?梢圆捎靡韵聨追N計(jì)算方法。
  
  方法一、實(shí)驗(yàn)式法(即最簡(jiǎn)式法)
  
  根據(jù)有機(jī)物的分子式為最簡(jiǎn)式的整數(shù)倍,利用其相對(duì)分子質(zhì)量及求得的最簡(jiǎn)式便可
  
  確定其分子式。如烴的最簡(jiǎn)式求法為:
  
  例1:某含C、H、O三元素的有機(jī)物,其C、H、O的質(zhì)量比為6:1:8,該有機(jī)物蒸汽的密度是相同條件下的H2密度的30倍,求該有機(jī)物的分子式。
  
  【解析】該有機(jī)物中的原子個(gè)數(shù)比為
  
  故其實(shí)驗(yàn)式為CH2O,設(shè)其分子式為(CH2O)n,根據(jù)題意得:。
  
  則該有機(jī)物的分子式為C2H4O2。
  
  方法二、單位物質(zhì)的量法
  
  根據(jù)題目中的已知條件,確定有機(jī)物的元素組成后,直接求出1mol該有機(jī)物中各元素原子的物質(zhì)的量,即可推算出分子式。若給出一定條件下該有機(jī)物氣體的密度(或相對(duì)密度)及各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),則求解分子式的基本途徑為:密度(或相對(duì)密度)→M→1mol有機(jī)物氣體中各元素原子的物質(zhì)的量→分子式。
  
  例2:6.2g某有機(jī)物A完全燃燒后,生成8.8gCO2和5.4gH2O,并測(cè)得該有機(jī)物的蒸汽與H2的相對(duì)密度是31,求該有機(jī)物的分子式。
  
  【解析】分別根據(jù)C、H的質(zhì)量守恒求得A中的C、H質(zhì)量分別為
  
  m(C)=2.4g,m(H)=0.6g
  
  m(C)+m(H)=3g<6.2g
  
  所以有機(jī)物A中含有O元素,且m(O)=6.2g-3g=3.2g。
  
  因?yàn)镸(A)=31×2g/mol=62g/mol,故1molA中各元素原子的物質(zhì)的量分別為
  
  則該有機(jī)物的分子式為C2H6O2。
  
  方法三、列方程組法
  
  若已知有機(jī)物的元素組成,則可直接設(shè)1個(gè)分子中所含各元素原子的個(gè)數(shù)分別為x、y、z,即設(shè)出有機(jī)物的分子式。如有機(jī)物中含有C、H或C、H、O元素的時(shí)候可以假設(shè)該有機(jī)物的分子式為CxHyOz,根據(jù)題設(shè)條件列方程組解得x、y、z,即可求出該有機(jī)物的分子式(當(dāng)z=0的時(shí)候該有機(jī)物不含氧,否則含有氧元素)。
  
  例3:0.2mol某有機(jī)物和0.4molO2在密閉容器中燃燒后的產(chǎn)物為CO、CO2和H2O(g),產(chǎn)物通過(guò)濃硫酸后,濃硫酸增重10.8g,再通過(guò)灼熱的CuO,充分反應(yīng)后,CuO的質(zhì)量減輕3.2g,最后剩余氣體通過(guò)堿石灰被完全吸收,堿石灰的質(zhì)量增加17.6g。試求該有機(jī)物的分子式。
  
  【解析】根據(jù)濃硫酸增重10.8g,得出m(H2O)=10.8g,根據(jù)通過(guò)灼熱CuO減輕3.2g,由方程式利用差量法可知m(CO)=5.6g,根據(jù)通過(guò)堿石灰增重17.6g可知總的CO2質(zhì)量為17.6g,即可計(jì)算出燃燒所得到的CO2質(zhì)量為:

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