有机物分子式求解方法

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1、有机物分子式求解方法浙江省玉环县玉城中学 刘瑞东发表于中学化学教学参考2000年第5期求有机物分子式的途径有很多，笔者根据多年的教学就有机物分子式的求解总结出八种通用的方法。一、“单位物质的量”法根据有机物的摩尔质量（或分子量）和有机物中各元素的质量分数（或质量之比），推算出1mol该有机物 中各元素原子的物质的量，从而确定分子中的各原子个数来确定有机物的分子式。例1.某化合物由碳、氢两种元素组成，其中含碳的质量分数为85.7%，在标准状况下11.2L此化合 物气体的质量为14g，求此化合物的分子式。（高中化学必修本第二册P65。）解：此烃的摩尔质量为：Mr=14g：（11.2L：22.4L/

2、mol） =28gmol1mol此烃中碳原子和氢原子的物质的量分别为：C： （1molx28g/molx85.7%）： 12g/mol=2molH： （1molx28g/molx14.3%）： 1g/mol=4mol1mol 烃中含 2molC 和 4molH。即此烃的分子式为c2h4。二、最简式法根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数之比（最简式），然后结合该有机物的 摩尔质量（或分子量）求有机物分子式。例1另解：由前面求得此烃的分子量为28，C和H的个数之比为：（85.7%：1）：（14.3%：1）=1：2.此烃的最简式为CH2，分子式为（CH2）n。则有：12n+2n=

3、28，解得：n=2即此烃的分子式为c2h4。三、燃烧通式法根据有机物完全燃烧反应的通式以及依据反应物和生成物的质量、物质的量或体积关系求分子式。如 烃的分子式可设为CxHy，由于x和y是相对独立的，计算中数据运算简便。根据烃的燃烧反应方程式。借 助通式CxHy进行计算，解出x，y最后得出烃的分子式。例2.0.1mol某烃完全燃烧后，生成13.2gCO2和7.2gH2O，求该烃的分子式。解：设该烃的分子式为CxHy，则有：CxHy+（x+y4）O2xCO2+y2H2O1mol44xg 9yg0.1mol13.2g 7.2g解得：x=3, y=8即该烃的分子式为c3h8。四、守恒法有机物充分燃烧时

4、，碳原子全部变成CO2；氢原子全部变成H2O,若CO2及H2O中含氧量之和等于 燃烧时耗氧量，则有机物为烃；若多于燃烧耗氧量，则有机物为烃的含氧衍生物。故求有机物分子式时可 根据生成物CO2及h2o中的元素含量结合有机物用量直接推算出。例3. 0.94g某有机物在纯氧中充分燃烧，可生成CO2为2.64g, H2O为0.54g,消耗O2为2.24g。又知 此有机物的式量为氢气的47倍，求该有机物的分子式。解：据题意该有机物的摩尔质量为：47x2g/mol=94g/mol.0.94g该有机物的物质的量为0.01mol。2.64gCO20.06molCO20.12molO，0.06molC0.54g

5、H2O0.03molH2O0.03molO，0.06molH2.24gO20.07molO20.14molO.0.01mol该有机物充分燃烧后反应产物中CO2及H2O中氧原子的总物质的量为：0.12mol+0.03mol=0.15mol燃烧时耗O2中的氧原子的物质的量为0.14mol。0.01mol有机物中含氧原子的物质的量为：0.15mol-0.14mol=0.01mol.0.01mol 该有机物中含 0.06molC，0.06molH 和 0.01molO。即该有机物的分子式为C6H6O。五、平均值法根据有机混合物中的平均碳原子数或平均氢原子数确定混合物的组成（常用十字交叉法使复杂的计算

6、简单化）。平均值的特征：C小C平C大或C ,J=C平=。大H小H平H大或H小=日平=日大例4.某混合气体由两种气态烃组成，取0.1mol该混合气体完全燃烧后得到4.48LCO2（标况）和3.6gH2O, 则这两种气体可能是（）。A.CH 和 CH。 B.CH 和 CH C.C H 和 QH. D.C H 和 CH43 843 42 V 3 42226解：4.48LCO20.2molCO20.2molC3.6gH2O0.2molH2O0.4molH1mol混合气体中含2molC和4molH。即混合气体烃的C平=2； H平=4。.符合平均值特征的有B与D。六、商值通式法(适用于烃的分子式的求法)根

7、据烷烃(CH,)、烯烃和环烷烃(CH2)、炔烃和二烯烃(CH,)、苯和苯的同系物(C H分子中都 n 2n+2n nn 2n-2n 2n-6有一个共同部分为CnH2n，这部分的式量为14n。因此用烃的分子量除以14就可以得到分子所含的碳原子 数n的值，再根据余数就可以求得烃的分子式。其规律为： Mr/14能除尽，可推知为烯烃或环烷烃，其商为碳原子数。 Mr/14余数为2,可推知为烷烃，其商为碳原子数。 Mr/14差2能除尽，可推知为二烯烃或炔烃，其商为碳原子数。 Mr/14缺6能除尽，可推知为苯或苯的同系物，其商为碳原子数。例5.某烃相对分子量为106，求该烃的分子式。解：10614 缺 6

8、能除尽，即：(106+6) /14=8.该烃的分子式为c8h10七、区间法根据有机物燃烧耗O2量的上下限值及有机物通式列出不等式进行求解确定其分子式。例6.常温下，在密闭容器中混有2mL气态烷烃和13mLO2，点火爆炸，生成的只是气态产物，其中除 CO2和H2O,又在剩余物中加入6mLO2,再进行一次爆炸，重新得到的只是气态产物，除得UCO2外，还 剩余O2，试确定该烃的分子式。解：设烷烃的分子式为CnH2n+2，则1mLCnH2n+2完全燃烧时耗O2为(3n+1)2mL，则有：133n+113+6即：4vnv6，.n=5即分子式为C5H12。八、讨论法当反应物的相对用量不确定或条件不足时应根

9、据有机物分子式中的碳原子或氢原子数的特点进行讨 论来确定未知有机物的分子式。例7.饱和一元醛和酮的混合物共5.8g，在127C和1.01X105Pa时是气体，测得其体积为3.28L。等质 量的混合物溶于水后，与足量的银氨溶液反应，可析出8.64g银。此混合物由哪种醛和酮混合而成？解：混合物的平均物质的量为：M 平mRT/pV(5.89gx8314.3PaLmol-iK-iX400K) / (1.01x105Pax3.28L) =58g/mol所以混合物的平均分子量为58。由 RCHO2Ag醛有 8.64g： 108g/molX 1/2=0.04mol混合物有 5.8g：58g/mol=0.1mol,所以酮有 0.06mol。设饱和一元醛分子式为CmH2nO，酮为CnH2nO。0.04(14m+16)+0.06(14n+16)=58化简得：2m+3n=15(nN3)讨论：当n=3时，m=3,合理；当n=4时，m=1.5，不合理；当nN5时，mW0，不合理。故混合物中醛的分子式为C3H6O为丙醛(CH3CH2CHO)；酮的分子式为C3H6O为丙酮(CH3COCH3)。J UJJ UJJ本文发表于中学化学教学参考2000年第5期(处女作)