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1、(一)求有机物相对分子质量(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 ROH, 相对分子质量为 x2ROH + 2Na?2RONa + H2?2xg22.4L1.12L3.2g2x22.432 .112.x = 32(二)求有机物的分子式(二)求有机物的分子式例 2某气态烃含碳、氢元素质量比为61, 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: 根据相
2、对分子质量、通过最简式求分子式根据相对分子质量、通过最简式求分子式该烃的摩尔质量 M = 142g / mol = 28g / mol61该烃 n(C)n(H) =12121最简式CH2分子量28 2式量14式量 = 12 + 2 = 14分子式为 C2H4解: 根据相对分子质量、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 = 142g / mol = 28g / mol61mol 28g / mol 7 2mol1 摩该烃分子量 n(C) =12g / mol1mol 28g / mol
3、17 4mol1 摩该烃分子量 n(H) =该烃分子式为 C2H41g / mol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: 根据有机物燃烧化学方程式(通式)求分子式根据有机物燃烧化学方程式(通式)求分子式摩尔质量 M = 1.34g / L22.4L / mol = 30g / molyzyCxHyOz (x )O2点燃 xCO2H2O42230g xmolymo
4、l20.9mol181.50g2.2mol4430x1.50.05y3021.50.05x = 1y = 2M = 30112 + 12 + 16z = 30z = 1答(略)分子式 CH2O解: 根据反应关系式求分子式根据反应关系式求分子式摩尔质量 M = 1.34g / L22.4L / mol = 30g / mol关系式CCO212g 44gx2.2g2HH2O2g 18gy 0.9g218y0.91244x = 0.6gx2.2y = 0.1g0.6g + 0.1g1.50g有机物中含氧元素0.601 .150. 0.6 01 .n(C)n(H)n(O) = 12112116最简式C
5、H2O 式量 = 30分子量301分子式 CH2O式量30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 / L22.4L / mol = 54g / moln(CxHy) =0.54g 0.01mol54g / moln(Br2) = / L0.1L =n(CxHy)n(Br2)0.01mol10.02mol2该烃为炔烃或二烯烃依据 CnH2n2通式分子式为
6、C4H6结构简式名称: 1丁炔12n + 2n2 = 54n = 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%。求烷烃的分子式解: 利用燃烧化学方程式计算利用燃烧化学方程式计算3n 1点燃nCO2 + (n + 1) H2O (标况下水为液态)CnH2n+2 +O221mL10mL3n 1mL2x nmL 10nmL3n1210xx = 5(3n + 1)mL依据题意80 5(3n 1) 10n100% 55.56%10 80n 5烷烃的分子
7、式为 C5H12解: 根据反应前后压强变化根据反应前后压强变化, , 通过差量法求有机物分子式通过差量法求有机物分子式3n 1CnH2n2O2点燃 nCO2 (n 1)H2O(液态)21moln 5n减少13n 1 n(mol)210moln 3121040(10 + 80)(1%)(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 21。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
8、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VCO2VH2O21n(C)1n(H)1x y z 86x y 8z 46x yx 2y 2z 4分子式 C2H2O42.7n(C2H2O4)0.03190n(Na2CO3)1 0.030.031有机物为二元羧酸结构简式(三)有机物燃烧问题(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
9、升氧气解: 常规方法,通过联立方程组法解题常规方法,通过联立方程组法解题:由题意得知 m(H2O) = 25.2gn(H2O) 25.2g1.4mol18g / molm(CO) + m(CO2) = 49.6g25.2g = 24.4g关系式CH42H2O 2mol1moln(CO) + n(CO2) =设: 生成 CO 的物质的量为 x、生成 CO2物质的量为 y。x y 0.728x 44y 24.4x 0.4moly 0.3mol设: 此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为z2CO O22mol z点燃2CO2 22.4L222.40.4z25.2g =18g / molz = (L)解:
10、 通过平均值法解题通过平均值法解题由题意得知 m(H2O) = 25.2gn(H2O) =m(CO) + m(CO2) = 49.6g25.2g = 24.4g关系式CH42H2O 2mol1moln(CO) + n(CO2) =24.4g244CO 与 CO2混合气平均摩尔质量M (g / mol)0.7mol7十字交叉法n(CO) =4=73=4 n(CO2)=设此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为x2CO + O2点燃2CO2 2mol 22.4L x222.40.4xx 4.48(L)解: 通过极限法解题通过极限法解题由题意得知 m(H2O) = 25.2gn(H2O) =25.2g =
11、18g / molm(CO) + m(CO2) = 49.6g25.2g = 24.4g关系式CH42H2O 2mol1moln(CH4) =完全燃烧生成 CO2的质量应为44g/mol=30.8g与实际燃烧产物质量的差量为=6.4g即 CO 完全燃烧所需 O 原子的质量n(CO) = n(CO2)=甲烷完全燃烧还需标况下氧气例8 把MmolH2和NmolC2H4混合, 在一定条件下使它们一部分发生反应生成WmolC2H6, 将反应后所得的混合气体完全燃烧, 消耗氧气的物质的量为多少利用守恒法解决可燃物完全燃烧时耗氧量利用守恒法解决可燃物完全燃烧时耗氧量分析: 反应过程不用讨论和计算多少 H2
12、、多少 C2H4参加了反应及剩余多少 H2、C2H4再按混合物各成分计算耗氧量。可按反应物各组分, 分别计算它们完全燃烧耗氧量即为答案。解: 2H2 + O22mol点燃2H2O 2CO2 + 2H2OC2H4 + 3O2点燃 1molMMmolmol2耗氧量为1mol 3molNmol 3NmolM 3N(mol)2例 9标准状况下, 将 1 升 CH4、2 升 C2H6的混合气体, 向该混合气体通入相同状况下50升的空气, 完全燃烧后, 所得气体经干燥恢复到原状态, 气体总体积为多少升利用差量法解题利用差量法解题解:VO2 50L 21% 10.5升CH42O2C2H67O221 升 2
13、升2 升 7 升CH4、C2H6适量2 升 + 7 升10.5 升CH4 2O2点燃 CO2 2H2O(液态) V减1 升(31)升 = 2 升2C2H6 7O2点燃 4CO2 6H2O(液)V减少2 升(2 + 74)升= 5 升答(略)V气体总 = 1 + 2 + 50(2 + 5)= 46 升例 10 平均相对分子质量为的CO、 C2H4和 O2混合气体经点燃完全反应后, 测知反应后混合气体不再含 CO 和 C2H4。试推算原混合气体各成分的体积分数(确定体积组成范围)利用含不等式联立方程组法及平均值法解题。解: 认真分析混合气组成中各组分的相对分子质量, 可以看出MCO MC2H4 2
14、8(分子量)平均值法解出VO2%(体积分数)点燃VO2%3100% = 60%52CO + O22CO2C2H4 + 3O2点燃 2CO2 + 2H2O1 3Vy 3y2 1xx2CO、C2H4共占 40%设混合气总体积为 100(L)、CO 气体积为 x, C2H4气体积为 y。x y 400.5x 3y 60%0 y 1624 x 40答:VO%为 60%224% VCO%40%O VC2H4% 16%(四)有关混合物组成有机计算(四)有关混合物组成有机计算: :例 11 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
15、简式平均值法解题平均值法解题解: 混合气平均摩尔质量M MO2 32g / mol烯烃分子式为 C4H8可能结构简式CH3CH = CHCH3CH3CH2CH = CH2例 12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%, 则三种气体的体积比是A125C515答案: DB521D215解: 混合气平均摩尔质量M = 222g / mol = 44g / molMCO2 44g / molCO2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即D 为答案VC4H10VCH421例
16、13两种气态烃组成的混合物(分子中碳原子数4)20 毫升, 与过量氧气混合充分燃烧, 燃烧所得气体产物通过浓H2SO4时, 体积减少了30 毫升, 剩余气体再通过碱石灰时体积又减少了 40 毫升(以上气体均在相同状况下测定的), 求这两种气态烃的可能组成及体积百分含量根据混合物平均分子组成来确定混合物中各成分及体积百分含量解: 设混合气态烃的平均分子组成为CxHyyyCxHy (x )O2点燃 xCO2H2O421mL20mL1x2040y122030x 2xmLymL240mL 30mLy 3平均分子组成 C2H3讨论(1)一种烃的碳原子数 1 即 CH4, 则另一种烃的碳原子数为 3 或
17、4。但混合烃氢原子数为 3, 那么这种烃的氢原子数必须小于3, 如 C3H2、C3H1、C4H2,、C4H1是不存在的。(2)一种烃的碳原子数为2, 则另一种烃的碳原子数也必须为2, 碳原子数为 2 的烃(满足n(H) 3mol)C2H2C2H2或C2H2、C2H4、C2H6其中合理的组合为C H24C2H6C2H2C2H410mL10mLC H22C2H63 20 15mL41 20 5mL4例 14a 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ACH4、C2H6、C3H8BC2H4、C2H2、CH4CCH4、C2H4、C3H4答案: CDC2H6、C3H6、C4H6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CxHy。yyCxHy (x )O2点燃 xCO2H2O(液态)421mLV减少y x(mL)1 x amL1y14a2ay = 4满足n(H) 4mol合理An(H) 4molCn(H) 4mol选 C4 2amLBn(H) 4molDn(H) 6mol