高中化学选修5 第一章 专题与练习 有机物分子式的确定
高中化学选修5 第一章 第二节 有机化合物的结构特点(学案和课后习题,课后习题配有答案)
第二节有机化合物的结构特点教学目标知识与技能：1、掌握有机物的成键特点，同分异构现象。
2、掌握有机物同分异构体的书写。
过程与方法：1、用球棍模型制作C3H6、C4H8、C2H6O的分子模型。
2、强化同分异构体的书写，应考虑几种异构形式——碳链异构、位置异构、官能团异构，强化同分异构体的书写练习。
情感、态度与价值观：通过同分异构体的书写练习，培养思维的有序性、逻辑性、严谨性。
教学重点有机化合物的成键特点；有机化合物的同分异构现象。
教学难点有机化合物同分异构体的书写。
【教学过程设计】第一课时[新课导入]有机物种类繁多，有很多有机物的分子组成相同，但性质却有很大差异，为什么？多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合。
［板书设计］一．有机物中碳原子的成键特点与简单有机分子的空间构型1、有机物中碳原子的成键特点：(1)在有机物中，碳原子有4个价电子，碳呈价，价键总数为。
（成键数目多）(2)碳原子既可与其它原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键，既可以形成键，也可以形成键或键。
（成键方式多）(3)多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合。
［归纳总结］①有机物常见共价键：C-C、C=C、C≡C、C-H、C-O、C-X、C=O、C≡N、C-N、苯环。
②在有机物分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；连接在双键、叁键或在苯环上的碳原子（所连原子的数目少于4）称为不饱和碳原子。
③C—C单键可以旋转而C＝C不能旋转（或三键）。
2、碳原子的成键方式与分子空间构型的关系：当一个碳原子与其它4个原子连接时，这个碳原子将采取取向与之成键；当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成双键时，形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于上；当碳原子之间或碳原子与其它原子之间形成叁键时，形成该叁键的原子以及与之直接相连的原子处于上。
［归纳总结］1、有机物的代表物基本空间结构：甲烷是正四面体结构（5个原子不在一个平面上）；乙烯是平面结构（6个原子位于一个平面）；乙炔是直线型结构（4个原子位于一条直线）；苯环是平面结构（12个原子位于一个平面）。
化学人教版高中选修5 有机化学基础选修五 第一章 第一节 有机化合物的分类 教案
选修五第一章第一节有机化合物的分类教案一、教材分析在学习了甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸等典型有机化合物代表物的结构与性质的基础上，本章一开始便引出官能团的概念，介绍有机化合物的分类方法，呈现给学生一个系统学习有机物的学科思维，使学生在高一掌握的一些零散的有机知识系统化和明朗化。
在分类表中增加了卤代烃、酚、醚、醛、酮、酯等各类有机化合物的官能团及其代表物。
其中，酮类化合物是课程标准不要求的内容，将其列入表中是为了在后续课程中理解酮糖──果糖的结构特点。
二、教学目标1.知识目标（1）了解有机物的基本分类方法。
（2）能够识别有机物中含有的基本官能团。
2.能力目标能够熟练运用官能团分类以及碳骨架分类法指出有机物的所属类别。
3.情感、态度和价值观目标体会物质之间的普遍联系与特殊性，体会分类思想在科学研究中的重要意义。
三、教学重点难点（1）了解有机物常见的分类方法（2）了解有机物的主要类别及官能团四、学情分析学生在高一时学习了部分典型的有机物的性质，对于不同官能团的物质性质不同有一定的了解。
本节课的内容相对较简单。
大多数学生可以通过自学来解决问题。
采用自学，讨论，指导、总结的方法来进行教学。
五、教学方法1.学案导学：见后面的学案。
2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1．学生的学习准备：预习有机物的分类方法，初步把握分类的依据。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置：对学生进行分组以利于组织学生讨论。
七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师：通过高一的学习，我们知道有机物就是有机化合物的简称，世界上绝大多数含碳的化合物都是有机物，种类繁多。
高三化学有机物分子式和结构式的确定
专题：有机物分子式和结构式确实定---------四甲中学高三化学备课组【考点分析】1．掌握确定有机物实验式分子式结构式的方法.2．利用实验式分子组成通式相对分子质量相对密度等有关概念,确定有机物分子式. 3．根据有机物的性质推断有机物的组成与结构.【典型例题】1.实验式确实定例题1：某有机物由碳、氢、氧三种元素组成,该有机物含碳的质量分数为54.5%,所含氢原子数是碳原子数的2倍；又知最简式即为分子式,那么有机物的分子式为〔〕A CH2OB CH2O2C C2H4O2D C2H4O2.有机物分子式确实定例题2：写出以下烃的分子式：〔1〕相对分子质量为142的烃的分子式为_________________________〔2〕相对分子质量为178的烃的分子式为_________________________〔3〕相对分子质量为252的烃的分子式为__________________________例题3：标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧.假设将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0g,假设用碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g（1）计算燃烧产物中水的质量.（2）假设原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式.（3）假设原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出他们的分子式〔只要求写出一组〕例题4：0.16g某饱和一元醇与足量的金属钠充分反响,产生56ml氢气〔标准状况下〕.那么饱和一元醇的分子式为_ ________.例题5：某混合气体由两种气态烃组成.取2.24L该混合气体完全燃烧后得到4.48L二氧化碳〔气体已折算为标准状况〕和3.6g水,那么这两种气体可能是〔〕A CH4和C3H8B CH4和C3H4C C2H4和C3H4D C2H4 和C2H63.结构式确实定：例题6：有机物甲能发生银镜反响,甲催化氢复原为乙,1mol乙与足量金属钠反响放出22.4LH2〔标准状况〕,据此推断乙一定不是〔〕A CH2OH—CH2OHB CH2OH---CHOH—CH3C CH3—CH(OH)—CH(OH)—CH3D CH3CH2OH例题7：某一元羧酸A,含碳的质量分数为50%,氢气、溴、溴化氢都可以跟A起加成反响.试求：〔1〕A的分子式_____________〔2〕A的结构式_____________〔3〕写出推算过程.例题8：A 、B都是芳香族化合物,1mol A水解得到1 molB和1mol醋酸.AB式量都不超过200,完全燃烧A、B只生成CO2和水,B中氧的含量为65.2%.A溶液具有酸性,不能使溶液显色. 〔1〕A、B式量之差为____________〔2〕1个B分子中应有________个氧原子.〔3〕A的分子式是_______________〔4〕B可能有的三种结构简式是____________ ____________ ______________【方法指导】1．实验式确实定：实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子.实验式又叫最简式. 方法：①假设有机物分子中C、H等元素的质量或C 、H等元素的质量比或C、H等元素的质量分数,那么N(C):N(H):N(O)==______②假设有机物燃烧产生的二氧化碳和水的物质的量分别为n(CO2)和n(H2O),那么N(C):N(H)==__________2．确定相对分子质量的方法：①M==m/n(M表示摩尔质量 m表示质量 n表示物质的量)②有机物蒸气在标准状况下的密度：Mr== 22.4* 密度〔注意密度的单位〕③有机物蒸气与某物质〔相对分子质量为M’〕在相同状况下的相对密度D：那么Mr==M’*D④M== M(A)* X(A) + M(B)*X(B)……〔M表示平均摩尔质量,M(A)、M(B)分别表示A、B物质的摩尔质量,X(A)、X(B)分别表示A B 物质的物质的量分数或体积分数〕⑤根据化学方程式计算确定.3.有机物分子式确实定：①直接法密度〔相对密度〕→摩尔质量→1摩尔分子中各元素原子的物质的量→分子式②最简式法最简式为CaHbOc,那么分子式为〔CaHbOc〕n, n==Mr/(12a+b+16c)〔Mr为相对分子质量〕.③余数法：a)用烃的相对分子质量除14,视商和余数.M(CxHy)/M(CH2)==M/14==A……假设余2,为烷烃 ;假设除尽 ,为烯烃或环烷烃; 假设差2,为炔烃或二烯烃;假设差为6,为苯或其同系物. 其中商为烃中的碳原子数.〔此法运用于具有通式的烃〕b)假设烃的类别不确定：CxHy,可用相对分子质量除以12,看商和余数.即M/12==x…余,分子式为CxHy④方程式法：利用燃烧的化学方程式或其他有关反响的化学方程式进行计算确定.⑤平均分子式法：当烃为混合物时,可先求出平均分子式,然后利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式.4.结构式确实定：通过有机物的性质分析判断其结构【课堂练习】1．吗啡和海洛因是严格查禁的毒品,吗啡分子含C 71.58% H 6.67% N 4.91% 其余为O,其相对分子质量不超过300.试求：〔1〕吗啡的相对分子质量和分子式.〔2〕海洛因是吗啡的二乙酸酯,可以看成是2个乙酰基〔CH3CO-〕取代吗啡分子的2个氢原子所得,试求海洛因的相对分子质量和分子式.2．25℃某气态烃与O2混合,在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25℃.此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空.该烃的分子式可能为〔〕A C2H4B C2H6C C3H6D C3H83〔2022年上海〕某芳香族有机物的分子式为,它的分子〔除苯环外不含其他环〕中不可能有〔〕A 两个羟基B 一个醛基C 两个醛基D 一个羧酸4.〔2022年广州〕某有机物甲经水解可得乙,乙在一定条件下经氧化后可得丙,1mol丙和2mol 甲反响得一种含氯的酯〔C6H8O4Cl2〕.由此推断有机物丙的结构式为〔〕A CH2Cl-CHOB HOCH2CH2OHC CH2COOHD HOOC--COOH【专题练习】1.甲、乙两种化合物都只含有X、Y两种元素,甲、乙中X元素的质量分数分别为30.4%和25.9%.假设甲的化学式是X2Y,那么乙的化学式只可能是〔〕A XYB X2YC X2Y3D X2Y52.有A B C 三种气态烃组成的混合物共x mol,与足量氧气混合点燃完全燃烧后恢复原状况〔标准状况〕时,气体体积减少了2x mol,那么3种烃可能为〔〕A CH4C2H6C3H8B CH4C2H4 C3H4C C2H4C2H2 CH4D C2H6C3H6C2H23.甲、乙、丙三种醇与足量的金属钠完全反响,在相同条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之比为3：6：2,那么甲、乙、丙三种醇分子—OH基数之比为〔〕A 3：1：2B 3：2：1C 2：6：3D 2：1：34.甲苯和甘油组成的混合物中,假设碳元素的质量分数为60%,那么可能推断氢元素的质量分数约为〔〕A 5 %B 8.7 %C 17.4%D 无法计算5.一定量的乙醇在氧气缺乏的情况下燃烧,得到CO 、CO2和水的总质量为27.6g,假设其中水的质量为10.8g,那么CO的质量是〔〕A 1.4gB 2.2gC 4.4gD 在2.2g和4.4g之间6.两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积为10L.以下各组混合烃中不符合条件的是〔〕A CH4C2H4B CH4C3H6C C2H4C3H4D C2H2C3H67.一定条件下,混合1体积的烷烃与4体积的单烯烃,所得混合气体的体积为相同条件下等质量氢气体积的1/12,那么该烷烃和烯烃是〔〕A C2H6 C2H4B C3H8C3H6C C3H8C2H4D CH4C4H88. 碳原子相邻的两种饱和一元醇共3.83g,与足量的金属钠反响放出H2 0.84L〔标准状况下〕.求两种醇的分子式.9. 把0.2mol某醇和0.4mol O2在密闭容器里燃烧,产物经浓H2SO4吸收后,浓H2SO4增重10.8g,通过灼热的CuO并充分反响后,CuO减轻3.2g,最后通过碱石灰,碱石灰增重17.6g,计算该醇是分子式并写出结构简式.10.有机物A 、B 分别是烃和烃的衍生物.由等物质的量的A和B组成的混合物0.5moi在28L 氧气〔标准状况〕中恰好完全燃烧生成44g二氧化碳和18g水蒸气.试通过计算答复：所消耗氧气的量也一定,那么A 、B的分子式分别是_______ __________〔3〕另取a mol的以任意比混合的A和B 的混合物,在足量的氧气中完全燃烧,假设生成的CO2量为定值,那么生成水的质量范围是：______________【答案】例题：1．D 2.(1) __C10H22 ____C11H10 (2) C13H22______C14H10 (3) C18H36___C19H24___C20H12_3. (1) 2.7g (2) C2H4 (3) C4H6 H2 或C3H8 CO 或C3H6 CH2O4. _CH405. B6. CD7. 〔1〕C3H4O2 〔2〕CH2==CH---COOH 〔3〕略8. (1) 42 (2) 3 (3) C9H8O4 (4) 略课堂练习：1. 〔1〕285 C17H19NO3〔2〕369 C21H23N052. AD3. D4. D专题练习：1．D 2．BD 3．D 4．B 5．A 6．BD 7．D 8．乙醇和丙醇〔用平均分子量〕9．C2H6O2, CH3CHOHCH2OH 或CH2OHCH2CH2OH10. (1) 5种CH4、C3H4O2或C2H2 、C2H6O2或C2H4、C2H4O2或C2H6、C2H2O2或C3H6、CH2O2(2) C2H2C3H6O2(3) 18a g~ 54a g 18a g<m(H2O)<54a g。
高中化学时有机物分子式与分子结构的确定训练选修5
第2课时有机物分子式与分子结构的确定课后篇巩固提升基础巩固1.乙醇和二甲醚属于同分异构体,其结构简式分别为:和在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的( )A.李比希元素分析仪B.红外光谱仪C.核磁共振仪D.质谱仪C、H、O元素,则元素分析仪显示出的信号完全相同,A项正确;二甲醚和乙醇含有的官能团不同,红外光谱信号不同,B项错误;二者含有的H原子的种类和性质不同,核磁共振氢谱信号不同,C项错误;二者的相对分子质量相等,质谱法测定的最大质荷比相同,但信号并不完全相同,D项错误。
2.在核磁共振氢谱中出现两组峰,其氢原子数之比为3∶2的化合物是( )A. B.C. D.解析在核磁共振氢谱中出现两组峰,说明该有机物分子中处在不同化学环境中的氢原子有两种,且根据题意这两种氢原子个数之比为3∶2。
A项中处在不同化学环境中的氢原子有2种,其个数比为3∶1,不合题意;B项如图所示,,氢原子有3种,其个数比为3∶1∶1,不合题意;C项如图所示:,氢原子有3种,其个数比为3∶1∶4,不合题意;D项如图所示:,氢原子有2种,其个数比为3∶2,符合题意。
3.下列说法正确的是( )A.根据红外光谱图的分析可以初步判断有机物中具有哪些基团B.甲烷、乙烯和苯在工业上都通过石油分馏得到C.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料D.核磁共振氢谱能反映出有机物中不同环境氢原子的种类和个数,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息,可以初步判断有机物中具有哪些基团,A正确;石油分馏得到烷烃,苯通常由煤的干馏获得,乙烯通过石油分馏产品裂解获得,B错误;煤的气化可以生成CO、氢气,液化可得到甲醇等,都为化学变化,C错误;核磁共振氢谱能反映出有机物分子中不同环境氢原子的种类及相对数目,D错误。
4.研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式。
以下用于研究有机物的方法错误的是( )A.蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物B.核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量C.燃烧法是研究确定有机物元素组成的有效方法之一D.对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团5.某烃分子中碳和氢的质量比是24∶5,该烃在标准状况下的密度是2.59 g·L-1,其分子式为( )A.C2H6B.C4H10C.C5H8D.C7H8=2412∶51=2∶5,其实验式为C2H5,M=ρV m=2.59g·L-1×22.4L·mol-1≈58g·mol-1,(24+5)n=58,n=2,故其分子式为C4H10。
高中化学新人教版选修5练习：第一章认识有机化合物第三节有机化合物的命名含答案
第一章 认识有机化合物第三节 有机化合物的命名知识归纳一、烷烃的命名1．烃基（1）概念：烃分子失去一个__________所剩余的原子团。
（2）烷基：烷烃分子失去一个__________所剩余的原子团。
如甲基：__________，乙基：__________。
2．烷烃的命名（1）习惯命名法：烷烃可以根据分子里所含碳原子的数目来命名，碳原子数后加“烷”字，就是简单烷烃的命名。
⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎩碳原子数在十以内的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示根据分子中所含碳原子的个数来命名习惯命名法碳原子数在十以上的用数字来表示区别同一种烷烃的同分异构体时，分别用正、异、新表示C 5H 12叫__________；如C 14H 30叫__________；如C 5H 12的同分异构体有3种，用习惯命名法命名分别为CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3___________、__________、__________。
（2）系统命名法①选取分子中__________的碳链为主链，按主链中__________数目称作“某烷”；②选主链中离支链__________的一端为起点，用__________依次给主链上的各个碳原子编号定位，以确定支链在主链中的位置；③将__________的名称写在__________名称的前面，在支链的前面用阿拉伯数字注明__________，并在数字与名称之间用__________隔开；④如果主链上有相同的支链，可以将支链合并，用__________表示支链的个数；两个表示支链位置的阿拉伯数字之间需用逗号隔开。
命名为__________，命名为__________。
二、烯烃和炔烃的命名1．选主链：将含有___________________________作为主链，称为某烯或某炔。
2．编号位：从_________________________的一端给主链上的碳原子依次编号定位。
人教版高中化学选修5-1.4知识总结：确定有机物分子式和结构式的途径和技巧
确定有机物分子式和结构式的途径、技巧1．有机物组成元素的推断一般来说，有机物完全燃烧后，各元素的对应产物为：C ―→CO 2，H ―→H 2O ，Cl ―→HCl 。
某有机物完全燃烧后若产物只有CO 2和H 2O ，其有机物组成元素可能为C 、H 或C 、H 、O 。
2．有机物分子式的确定(1)燃烧通式法根据有机物完全燃烧反应的通式及反应物和生成物的质量或物质的量或体积关系，利用原子个数守恒来求出1 mol 有机物所含C 、H 、O 原子的物质的量，从而求出分子式。
如烃和烃的含氧衍生物的通式可设为C x H y O z (z ＝0为烃)，燃烧通式为C x H y O z ＋(x ＋y /4－z /2)O 2―→x CO 2＋y /2H 2O(2)平均值法根据有机混合物中的平均碳原子数或氢原子数确定混合物的组成。
平均值的特征为：C 小≤C≤C 大；H 小≤H≤H 大。
（3）实验室法首先根据题意求出烃的实验式，设为C a H b ，a b ＝x ，讨论：①若x <12，该烃必定是烷烃。
可直接求分子式，据烷烃的通式C n H 2n ＋2，n 2n ＋2＝x ，求出n 值即可。
②若x ＝12，该烃可能是烯烃。
不能直接根据通式求分子式，需再知道相对分子质量才能确定分子式。
③若12<x <1，该烃可能是C n H 2n －2或C n H 2n －6。
可直接求分子式，用C n H 2n －2或C n H 2n －6分别代入验证，看是否符合。
④若x ＝1，是C 2H 2或C 6H 6或C 8H 8等，不能直接求分子式。
特别提醒 对无机物来说，可以根据该物质所含元素的原子个数比来确定其分子式，对于有机物，这种方法仅能得到该物质的有机物表现的性质及相关结论―→官能团―→确定结构式。
如能使溴的四氯化碳溶液褪色的实验式。
当求得的有机物实验式中H已达到饱和，该有机物实验式就是分子式。
3．确定有机物结构式的技巧(1)根据价键规律确定：某些有机物根据价键规律只存在一种结构，则直接根据分子式确定其结构式。
人教版高中化学选修5 课时作业 学科素养1 认识有机化合物
学科素养1认识有机化合物教师用书独具要点一同分异构体数目的判断和书写方法1．同分异构体数目的判断方法(1)记忆法：记住已掌握的常见有机物的同分异构体数。
如①凡只含一个碳原子的分子均无异构体；甲烷、乙烷、新戊烷(看作CH4的四甲基取代物)、2,2,3,3-四甲基丁烷(看作乙烷的六甲基取代物)、苯、环己烷、C2H2、C2H4等分子的一取代物只有1种。
②丙基、丁烷有2种；戊烷、二甲苯有3种。
(2)基元法：如丁基(C4H9—)有4种，则丁醇(C4H9—OH)、一氯丁烷(C4H9—Cl)或C4H10的一氯代物、戊醛(C4H9—CHO)、戊酸(C4H9—COOH)等的同分异构体数都有4种(均指同类有机物)。
(3)替代法：如二氯苯C6H4Cl2的同分异构体数有3种，四氯苯的同分异构体数也有3种。
(4)等效氢原子法(又称对称法)。
①同一碳原子上的氢原子是等效的；②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的；③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面镜成像时，物与像的关系)。
2．有机物同分异构体的书写有机物同分异构体的书写方法有多种，总体来说，必须遵循“价键数守恒”的原则，同时注意“有序性和等效性”两个特性和“四顺序”原则。
(1)所谓“价键数守恒”指的是在有机物中各元素所能形成的共价键数目是一定的。
如：碳原子有4个价键、氢原子有1个价键、氧原子有2个价键等。
(2)所谓“有序性”即从某一种形式开始排列，依次进行，一般为先看种类(指官能团异构)；二定碳链；三写位置(指官能团或支链的位置)；最后补氢。
(3)所谓“等效性”即防止将结构式相同的同一种物质判断成同分异构体。
(4)所谓“四顺序”原则是指主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻、对到间。
[典例1]相对分子质量为100的烷烃，主链上有5个碳原子的同分异构体有() A．3种B．4种C．5种D．6种[解析] 根据烷烃的通式C n H 2n ＋2可知，12n ＋2n ＋2＝100，n ＝7，则此烷烃为庚烷，最长碳链为5个碳原子，另两个碳原子可作为两个甲基或一个乙基，若为两个甲基，加在相同碳原子上有2种同分异构体，若加在不同碳原子上有2种同分异构体，若为一个乙基，则只能加在3号碳原子上，只有1种，共5种。
选修五第一章认识有机物第四节研究有机物的步骤和方法第2课时有机物的元素分析及分子式确定
m(O)= 5.8g- 3.6g -0.6g = 1.6g
再确定该有机物中各元素的原子数之比:
N(C) : N(H) : N(O) =
3. 6g 12
:
0.6g 1:
1.6g 16
= 3 :6 :1
则该未知物A的实验式为C3H6O
思考:能否直接确定该有机物的分子式?实验式和分子式
有何区别?
实验式:所含元素的原子数目最简整数比的式子。
化学《选修5》
第一章 认识有机化合物
第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
第2课时 有机物的元素分析及分子式的确定
成都实验学校 阳辉建
【学习目标】
1、了解有机物的元素分析方法和实验式的确定; 2、会通过计算确定有机物的分子式。
【自学指导】
认真阅读课本P20页的内容,思考如下几个问 题:
①元素分析包含哪几部分？
该有机物的分子式为 C4H8O2
小结: 确定有机化合物的分子式的方法:
[方法一] 由物质中各原子(元素)的质量分数→ 各原子的个数比(实验式)→由相对分子质量和实 验式 → 有机物分子式
[方法二] 1 mol物质中各原子(元素)的质量除以 原子的摩尔质量→ 1 mol物质中的各种原子的物 质的量→知道一个分子中各种原子的个数 → 有 机物分子式
1.某有机物组成中含碳54.5%%, 含氢9.1%,其余为氧又 知其蒸汽在标况下的密度为3.94g/L,试求其分子式。
解:M=3.94g/L×22.4L/moL=88g/moL 1moL该有机物中,所含各原子的物质的量分别为:
n(C)=1moL×88g/moL×54.5%/12g/moL=4moL n(H)=1moL×88g/moL×9.1%/1g/moL=8moL n(O)=1moL×88g/moL×36.4%/16g/moL=2moL
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专题与练习有机物分子式的确定1．有机物组成元素的判断一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：C→CO2，H→H2O，Cl→HCl。
某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O。
欲判定该有机物中是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原有机物质量比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧；否则，原有机物的组成含氧。
2．实验式(最简式)和分子式的区别与联系(1)最简式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。
不能确切表明分子中的原子个数。
注意：①最简式是一种表示物质组成的化学用语；②无机物的最简式一般就是化学式；③有机物的元素组成简单，种类繁多，具有同一最简式的物质往往不止一种；④最简式相同的物质，所含各元素的质量分数是相同的，若相对分子质量不同，其分子式就不同。
例如，苯(C6H6)和乙炔(C2H2)的最简式相同，均为CH，故它们所含C、H元素的质量分数是相同的。
(2)分子式是表示化合物分子所含元素的原子种类及数目的式子。
注意：①分子式是表示物质组成的化学用语；②无机物的分子式一般就是化学式；③由于有机物中存在同分异构现象，故分子式相同的有机物，其代表的物质可能有多种；④分子式＝(最简式)n。
即分子式是在实验式基础上扩大n倍，。
3．确定分子式的方法(1)实验式法由各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比(实验式)→相对分子质量→求分子式。
(2)物质的量关系法由密度或其他条件→求摩尔质量→求1mol分子中所含各元素原子的物质的量→求分子式。
（标况下M=dg/cm3×103·22.4L/mol）(3)化学方程式法利用化学方程式求分子式。
(4)燃烧通式法利用通式和相对分子质量求分子式。
由于x、y、z相对独立，借助通式进行计算，解出x、y、z，最后求出分子式。
[例1] 3.26g样品燃烧后，得到4.74gCO2和1.92gH2O，实验测得其相对分子质量为60，求该样品的实验式和分子式。
(1)求各元素的质量分数（2）求样品分子中各元素原子的数目（N）之比（3）求分子式通过实验测得其相对分子质量为60，这个样品的分子式=（实验式）n。
[例2]实验测得某烃A中含碳85.7%，含氢14.3%。
在标准状况下11.2L此化合物气体的质量为14g。
求此烃的分子式。
解：（1）求该化合物的摩尔质量（2）求1mol该物质中碳和氢原子的物质的量[例3] 6.0g某饱和一元醇跟足量的金属钠反应，让生成的氢气通过5g灼热的氧化铜，氧化铜固体的质量变成4.36g。
这时氢气的利用率是80%。
求该一元醇的分子。
[例4]有机物A是烃的含氧衍生物，在同温同压下，A蒸气与乙醇蒸气的相对密度是2。
1.38gA完全燃烧后，若将燃烧的产物通过碱石灰，碱石灰的质量会增加3.06g；若将燃烧产物通过浓硫酸，浓硫酸的质量会增加1.08g；取4.6gA与足量的金属钠反应，生成的气体在标准状况下的体积为1.68L；A不与纯碱反应。
通过计算确定A的分子式和结构简式。
说明：由上述几种计算方法，可得出确定有机物分子式的基本途径：【练习】⒈某烃0.1mol，在氧气中完全燃烧，生成13.2g CO2、7.2gH2O，则该烃的分子式为。
⒉已知某烃A含碳85.7%，含氢14.3%，该烃对氮气的相对密度为2，求该烃的分子式。
⒊125℃时，1L某气态烃在9L氧气中充分燃烧反应后的混合气体体积仍为10L（相同条件下），则该烃可能是A. CH4B. C2H4C. C2H2D.C6H6⒋一种气态烷烃和气态烯烃组成的混合物共10g，混合气密度是相同状况下H2密度的12.5倍，该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时，试剂瓶总质量增加了8.4g，组成该混合气体的可能是A. 乙烯和乙烷B. 乙烷和丙烯C. 甲烷和乙烯D. 丙稀和丙烷⒌室温下，一气态烃与过量氧气混合完全燃烧，恢复到室温，使燃烧产物通过浓硫酸，体积比反应前减少50mL，再通过NaOH溶液，体积又减少了40mL，原烃的分子式是A. CH4B. C2H4C. C2H6D.C3H8⒍A、B两种烃通常状况下均为气态，它们在同状况下的密度之比为1∶3.5。
若A完全燃烧，生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，试通过计算求出A、B的分子式。
⒎使乙烷和丙烷的混合气体完全燃烧后，可得CO2 3.52 g，H2O 1.92 g，则该混合气体中乙烷和丙烷的物质的量之比为A.1∶2B.1∶1C.2∶3D.3∶4⒏两种气态烃的混合气共1mol，在空气中燃烧得到1.5molCO2和2molH2O。
关于该混合气的说法合理的是A．一定含甲烷，不含乙烷B．一定含乙烷，不含甲烷C．一定是甲烷和乙烯的混合物D．一定含甲烷，但不含乙烯9．25℃某气态烃与O2混合充入密闭容器中，点燃爆炸后又恢复至25℃，此时容器内压强为原来的一半，再经NaOH溶液处理，容器内几乎成为真空。
该烃的分子式可能为A. C2H4B. C2H2C. C3H6D. C3H810．某烃7.2g进行氯代反应完全转化为一氯化物时，放出的气体通入500mL0.2mol/L 的烧碱溶液中，恰好完全反应，此烃不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，试求该烃的分子式。
11．常温下某气态烷烃10mL与过量O285mL充分混合，点燃后生成液态水，在相同条件下测得气体体积变为70mL，求烃的分子式。
12．由两种气态烃组成的混合烃20mL，跟过量O2完全燃烧。
同温同压条件下当燃烧产物通过浓H2SO4后体积减少了30mL，然后通过碱石灰又减少40mL。
这种混合气的组成可能有几种？《有机物分子式的确定》参考答案[例1] 3.26g样品燃烧后，得到4.74gCO2和1.92gH2O，实验测得其相对分子质量为60，求该样品的实验式和分子式。
解：(1)求各元素的质量分数样品CO2H2O3.26g4.74g 1.92g（2）求样品分子中各元素原子的数目（N）之比这个样品的实验式为CH2O。
（3）求分子式通过实验测得其相对分子质量为60，这个样品的分子式=（实验式）n。
故这个样品的分子式为C2H4O2。
答：这个样品的实验式为CH2O，分子式为C2H4O2。
[例2]实验测得某烃A中含碳85.7%，含氢14.3%。
在标准状况下11.2L此化合物气体的质量为14g。
求此烃的分子式。
解：（1）求该化合物的摩尔质量根据得（2）求1mol该物质中碳和氢原子的物质的量即1mol该化合物中含2molC原子和4molH原子，故分子式为C2H4。
[例3] 6.0g某饱和一元醇跟足量的金属钠反应，让生成的氢气通过5g灼热的氧化铜，氧化铜固体的质量变成4.36g。
这时氢气的利用率是80%。
求该一元醇的分子。
解：设与CuO反应的氢气的物质的量为x而这种一元醇反应后生成的氢气的物质的量为。
饱和一元醇的通式为，该一元醇的摩尔质量为M（A）。
该一元醇的相对分子质量是60。
根据这一元醇的通式，有下列等式：则饱和一元醇的分子式是C2H6O。
[例4]有机物A是烃的含氧衍生物，在同温同压下，A蒸气与乙醇蒸气的相对密度是2。
1.38gA完全燃烧后，若将燃烧的产物通过碱石灰，碱石灰的质量会增加3.06g；若将燃烧产物通过浓硫酸，浓硫酸的质量会增加1.08g；取4.6gA与足量的金属钠反应，生成的气体在标准状况下的体积为1.68L；A不与纯碱反应。
通过计算确定A的分子式和结构简式。
解：燃烧产物通过碱石灰时，CO2气体和水蒸气吸收，被吸收的质量为3.06g；若通过浓硫酸时，水蒸气被吸收，被吸收的质量为1.08g。
故CO2和水蒸气被吸收的物质的量分别为：列方程解之得x=3y=8由题意知A与金属钠反应，不与Na2CO3反应，可知A含羟基不含羧基（—COOH）。
4.6gA所含物质的量为4.6gA中取代的H的物质的量为。
即1molA取代H的物质的量为3mol，可见1个A分子中含有3个羟基，故A为丙三醇，结构简式为：【练习】⒈解析：烃．完全燃烧产物为CO 2、H 2O ，CO 2中的C 、H 2O 中的H 全部来自于烃。
13.2g CO 2物质的量为13.2g 0.3mol 44g /mol =，7.2gH 2O 物质的量为7.2g0.4mol 18g /mol=， 则0.1mol该烃中分子含C ：0.3mol ，含H ：0.4mol ×2＝0.8mol （CO 2～C 、H 2O ～2H ），所以1mol 该烃分子中含C3mol 、含H8mol 。
答案：C 3H 8。
⒉解析：85.7%14.3%n(C):n(H):1:2121==，即最简式为CH 2、化学式为2n (CH )，该烃的相对分子质量：M r (A)＝M r (N 2)×2＝28×2＝56，r r 2M (A)56n 4M (CH )14===，故分子式为C 4H 8。
⒊解析：任意烃与一定量氧气充分燃烧的化学方程式：C x H y + (x + y 4 )O 2−−→−点燃xCO 2 + y 2H 2O当温度高于100℃时，生成的水为气体。
若烃为气态烃，反应前后气体的体积不变，即反应消耗的烃和O 2与生成的二氧化碳和气态水的体积相等。
∴1 ＋ (x + y 4 ) ＝ x ＋ y2y ＝ 4就是说气态烃充分燃烧时，当烃分子中氢原子数等于4时（与碳原子数多少无关），反应前后气体的体积不变（生成物中水为气态）。
答案：A 、B 。
⒋解析：混合气体的平均摩尔质量为12.5×2g/mol ＝25 g/mol ，则混合气的物质的量为；又烯烃中最简单的乙烯的摩尔质量是28g/mol，故烷烃的摩尔质量一定小于25g/mol，只能是甲烷。
当混合气通过溴水时，由于只有烯烃和溴水反应，因此增重的8.4g为烯烃质量，则甲烷质量为10g－8.4g ＝ 1.6g，甲烷的物质的量为0.1mol，则烯烃的物质的量为0.3mol，烯烃的摩尔质量为，根据烯烃通式C n H2n，即14n＝28，可求出n ＝2，即烯烃为乙烯。
答案：C。
⒌解析：烃在过量氧气中完全燃烧产物为CO2、H2O及剩余O2，由于是恢复到室温，则通过NaOH溶液后气体体积减少40mL为生成CO2体积。
C x H y+ (x + y4)O2−−→−点燃xCO2 + y2H2O（g）ΔV1x + y4x 1+y40.04 0.05列式计算得：y＝5x－4 当：①x ＝1 y ＝1 ②x ＝2 y ＝6 ③x ≥3 y ≥11 只有②符合。
（为什么？）答案：C 。
⒍解析：烃A 完全燃烧，C →CO 2 H →H 2O 产物中2CO n ∶2H O n ＝1∶2，即A 中 n C ∶n H ＝1∶4，只有CH 4能满足该条件，故A 为甲烷，摩尔质量为16g/mol ；相同状况下，不同气体密度与摩尔质量成正比：M A ∶M B ＝1∶3.5， M B ＝3.5M A ＝3.5×16g/mol ＝56g/mol 。