有机物确定分子式的方法
有机物分子式确定的方法简述有机物分子式是推导有机物结构的关键,快速准确的推导出分子式能使同学们在有机分析题中事半功倍,以下是我就一些简单、常见的有机物分子式确定的方法作一个简单的归纳: 确定有机物分子式需要两个条件:1、确定分子组成2、确定分子中各元素对应的原子的个数一、确定分子组成确定分子组成最常见的方法就是燃烧法,而燃烧法核心原理就是质量守恒,有机物大多有C H O 构成,判断C H 很简单,而有机物中是否含O 则需要以下方法确定.利用测定燃烧产物得到m (CO 2)→n (C )→m (C )m (H 2O )→n (H )→m (H )m (C )+ m (H )是否等于有机物中质量,如相等就证明有机物只含C H ,反之则必定有O二、确定分子中各元素对应的原子的个数1、 实验式法(最简式法):分子式为实验式的整数倍,利用已知条件找到各个原子的个数比值确定出实验式再结合分子相对分子质量推导出分子式提示:对分子质量的基本求法:1、 列式计算下列有机物的相对分子质量;① 标准状况下某烃A 气体密度为0.717g/L ;② 某有机物B 的蒸气密度是相同条件下氢气的14倍; ③ 标准状况下测得0.56g 某烃C 气体的体积为448mL ;【例1】常温下某气态烃A 的密度为相同条件下氢气密度的15倍,该烃中C 的质量分数为80%,则该烃的实验式为 ,分子式为 。
解析:相同条件下不同气体的密度与摩尔质量M (相对分子质量M r )成正比,r r r 2r 22M (A)(A)15M (A)15M (H )15230M (H )(H )ρρ====⨯=80%20%N(C):N(H):1:3121== 该烃的实验式是CH 3。
设该烃A 的一个分子中含n 个CH 3,则: r r 3M (A)30n 2M (CH )15=== 该烃的分子式为C 2H 6。
答案:CH 3、C 2H 6。
2、直接法:直接计算出1mol 气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式【例2】某烃A 0.1 mol ,完全燃烧只生成标况下的CO 24.48L 和水5.4g解析: CO 24.48L →n (C )=0.2mol水5.4g →n (H )=0.6mol有元素守恒得出0.1 mol A 含l C 0.2mol 含H 0.6mo1molA 中有C 2mol 含H 6mo 及一个A 分子中有C 2个 含H 6个所以分子式为C 2H 6【例3】0.1L 某气态烃完全燃烧,在相同条件下测得生成0.1LCO 2和0.2L 水蒸气,该烃的分子式是:A. CH 4B. C 2H 4C. C 2H 2D. C 3H 6解析:在同温、同压条件下,气体的体积比等于其物质的量比,故该烃分子中含碳、氢比为:x y n(C H ):n(C):n(H)0.1:0.1:0.221:1:4=⨯=,1mol 该烃中含C 、H 分别为1mol 、4mol ,即CH 4。
答案:A 。
3、通式法:根据有机物原子的组成通式来确定有机物分子式烷烃C n H 2n+2烯烃C n H 2n 炔烃C n H 2n-2苯的同系物C n H 2n-6烃C x H y饱和一元醇C n H 2n+2O 饱和一元醛C n H 2n O 饱和一元酸C n H 2n O 2【例4】m g 某饱和一元醇A ,在氧气中完全燃烧,生成水14.4g ,生成CO 213.44L (标况下)试确定该有机物的分子式解析:水14.4g → H 1.6molCO 213.44L (标况下)→ C 0.6molA 的通式为C n H 2n+2O C/H=n/2n+2=0.6/1.6 → n=3分子式为:C 3H 8O【例5】某烷烃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。
解析:根据方程式:C n H 2n+2+Cl 2→C n H 2n+1Cl+HCl HCl+NaOH =NaCl+H 2O 得关系式:C n H 2n+2 ~ Cl 2 ~ NaOH1mol 1moln 0.5×0.2mol/L n =0.1mol∴ 该烃的摩尔质量m 7.2g M 72g /mol n 0.1mol=== 该烃为烷烃,通式为C n H 2n+2,则:14n+2=72 n=5 故分子式为C 5H 12 答案:C 5H 12。
4、平均值法:对于有机混合物,通常假设一个混合物的平均分子式(C x H y 或C x H y O z ),通过已知条件推断出平均分子式,在利用平均分子式中碳氢个数来讨论混合物的组成可能。
【例6】由两种气态烃组成的混合烃20mL ,跟过量O 2完全燃烧。
同温同压条件下当燃烧产物通过浓H 2SO 4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?解析:因为V (混烃):V (CO 2):V (H 2O )=1:2:1.5,所以:V (混烃):V (C ):V (H )=1:2:3,平均组成为C 2H 3(直接法)根据平均组成C 2H 3分析,能满足平均组成的混烃只有两组,即C 2H 2和C 2H 6或C 2H 2和C 2H 4组成的混烃。
答案:C 2H 2和C 2H 6或C 2H 2和C 2H 45、方程式法:利用燃烧的化学方程式进行计算推断适用于已知条件是反应前后气体体积的变化、气体压强的变化或气体密度的变化的题型。
C H (x )O xCO H O x y 222+++点燃y y 42−→−−− 规律:气体混合烃与足量的氧气充分燃烧后,若总体积保持不变,则原混合烃中的氢原子平均数为4;若体积扩大,则原混合烃中的氢原子平均数大于4;若体积缩小,则原混合烃中氢原子平均数小于4,必有C 2H 2。
(温度在100℃以上)【例7】20℃时,某气态烃与氧气混合装入密闭容器中,点燃爆炸后回到原温度,此时容器内气体的压强为反应前的一半,经氢氧化钠溶液吸收后,容器内几乎成真空,此烃可能是A 、CH 4B 、C 2H 6 C 、C 3H 8D 、C 2H 4解析:由题意可得 烃与氧气恰好完全反应(反应后的气体经氢氧化钠溶液吸收后,容器内几乎成真空,即剩余气体全为CO 2(此时水为液态))已知反应为:C H (x )O xCO H O x y 222+++,点燃y y 42−→−−− 又知反应后压强为反应前压强的一半,反应后的气体是反应前的一半 所以即有x (1x )=++124y 即:x 1=+y 4而x ,y 必为正整数,所以y 必须为4的倍数. 以为该有机物为气态烃x 小于等于4讨论当==当==已为饱和烷烃y 4 x 2 C H y 8 x 3 C H 2438 选(C)(D)练习1、某有机物13.2g在过量的氧气中完全燃烧,把燃烧后的气体缓慢通过足量的碱石灰,碱石灰增重44.88g;若把燃烧后的气体通过浓硫酸,浓硫酸增重15.84g。
已知该有机物的蒸气密度是相同条件下氢气的30倍。
通过计算写出该有机物的分子式。
______ _________练习2、某有机物含碳62.1%、氢10.3%、氧27.6%。
它的蒸气密度是氢气的29倍。
则这种有机物的分子式是_______________。
练习3、燃烧8.8克某气态烃,得到26.4克二氧化碳。
已知该烃的密度在标准状况下1.96g/L,求该烃的分子式_______________练习4、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______________。
练习5、某烃0.1mol,在氧气中完全燃烧,生成13.2g CO2、7.2gH2O,则该烃的分子式为练习6、某苯的同系物0.1mol,在氧气中完全燃烧,将高温产物依次通入浓硫酸和碱石灰,发现浓硫酸增重9克,碱石灰增重35.2克,则该物质的分子式练习7、在室温时,将20 mL某气态烃与足量的氧气混合,充分燃烧后冷却至室温,发现混合气体的体积减少40 mL,将所得混合气体通过苛性钠溶液后,体积又减少60 mL。
求这种气态烃的分子式。
练习8、某饱和一元醇的蒸气的密度是相同状况下氢气密度的23倍,求该烃的分子式。
练习9、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,但不含乙烯练习10、.在标况下某气态烷烃与烯烃的混合气2.24L,完全燃烧生成4.05g水和6.6gCO2,该烃组成为( )A.CH4.、C2H4B.C2H6、C2H4C.CH4、C3H6D、C 2H6、C3H6则烷烃与烯烃的体积比为()A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1练习11、在120℃时,某混合烃和过量O2在一密闭容器中完全反应,测知反应前后的压强没有变化,则该混合烃可能是:A、CH4和C2H4B、C2H2和C2H6C、C2H4和C2H6D、C3H4和C3H6练习12:a mL三种气态烃混合物与足量氧气混合点燃爆炸后,恢复到原来的状态(常温、常压),体积共缩小2a mL,则三种烃可能是A、CH4,C2H4,C3H4B、C2H6,C3H6,C4H6C、CH4,C2H6,C3H8D、C2H4,C2H2,CH4练习13:两种烃以任意比例混合,在475K时1L的混合物与9L的氧气混合,充分燃烧恢复到原状态,所得气体仍为10L。
则下列组合符合此条件的是()A.CH4.、C2H4B.C2H4、C3H4C.CH4、C3H6D C2H2、C3H6。
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―→CO2,H―→H2O,Cl―→HCl。
某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O,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1mol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CH y O=0为烃,燃烧通式为CH y O++y/4-/2O2―→CO2+y/2H2O2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,=,讨论:①若<,该烃必定是烷烃。
可直接求分子式,据烷烃的通式C n H2n+2,=,求出n值即可。
②若=,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<<1,该烃可能是C n H2n-2或C n H2n-6。
可直接求分子式,用C n H2n-2或C n H2n-6分别代入验证,看是否符合。
④若=1,是C2H2或C6H6或C8H8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。
例如C2H6,只能是CH3CH3;CH4O只能是CH3OH。
2通过定性实验确定:实验→有机物表现的性质及相关结论―→官能团―→确定结构式。
确定有机物分子式的几种巧妙方法
确定有机物分子式的几种巧妙方法作者:华雪莹来源:《中学化学》2014年第01期在学习有机化学的过程中,我们经常会遇到有机物分子式的确定问题。
对于此类问题只要我们能够灵活地运用所学的知识,便可快速、准确、巧妙地确定。
下面举例说明,希望同学们能够从中受到有益的启示。
一、直接求分子式此法是根据相对分子质量,直接求出1个有机物分子中所含各原子个数以确定其分子式。
例1减弱“温室效应”的有效措施之一是大量的植树造林。
绿色植物在叶绿素存在下的光合作用是完成二氧化碳循环的重要一环,已知叶绿素的相对分子质量小于900,其分子中含C为73.8%(质量分数,下同)、含H为8.3%、含O为8.9%,其余为Mg。
试确定叶绿素的分子式。
二、先求实验式再求分子式此法是根据题给条件求出实验式,再结合相对分子质量或有机物的结构特点,进而确定其分子式。
五、利用假设法求分子式此法是根据题意对所给有机物的分子式进行大胆假设,再代入题目进行验证。
例5某一元羧酸A,含碳的质量分数为50.0%,氢气、溴、溴化氢都可以与A发生加成反应,试确定A的分子式。
解析因A是一元羧酸,则A的结构中含1个-COOH,A能与氢气、溴、溴化氢发生加成反应,故A分子中含有碳碳不饱和键。
含碳碳不饱和键的最简单满足上述条件的化合物为丙烯酸和丙炔酸,经验证只有丙烯酸中含碳质量分数为50%,所以A为丙烯酸,分子式为C3H4O2。
六、采用讨论的方法求分子式例6有机物A是烃或烃的含氧衍生物,其分子中碳原子数少于5,取0.05 mol A在0.2 mol O2燃烧,在101℃和1.01×105 Pa的条件下,将生成的混合气体依次通过足量的无水CaCl2和足量的碱石灰吸收,减少的气体体积比为2∶1,剩余气体在标准状况下体积为2.24 L,试确定A可能的分子式。
八、利用部分求整体例8某片状有机含氮化合物,在水中溶解度不大(100 g水中溶解不到3 g),但却溶于盐酸或氢氧化钠溶液。
有机物分子式和结构式的确定
有机物分子式和结构式的确定有机物是化学中的一个重要分支,它主要研究含碳元素的化合物。
有机物的分子式和结构式是用来描述有机物化学组成和空间构型的重要工具。
下面我将就有机物分子式和结构式的确定进行详细的介绍。
一、有机物分子式的确定:步骤一:根据元素的相对原子质量及元素在分子式中的相对数量,计算出每个元素的相对原子数目。
步骤二:将每个元素的原子数目按照化学符号的顺序写在元素符号的右下角。
步骤三:将写出的元素符号及其相对原子数目按照化学符号的习惯顺序排列,并在各元素符号之间加上符号连接符号。
举例来说,对于乙烯分子(C2H4),可以按照以上步骤确定其分子式。
乙烯分子中含有碳和氢两个元素,根据它们的相对原子质量,可以得到碳的相对原子质量为12,氢的相对原子质量为1、根据乙烯分子中碳和氢的相对原子数目,可以得到碳的相对原子数目为2,氢的相对原子数目为4、将这些数据按照步骤二和步骤三的要求排列,可以得到乙烯分子的分子式为C2H4二、有机物结构式的确定:有机物结构式是用来表示有机物分子中原子间连接关系的化学式。
步骤一:确定有机物分子中各原子的相对位置及连接关系。
步骤二:根据有机物分子的分子式和阴离子的电子离对数,确定有机物分子中各原子间的化学键的种类(如单键、双键、三键等)。
步骤三:根据有机物分子中原子间的连接关系,使用化学键的表示方法(如普通线条、斜线、双线等)来表示有机物分子的结构式。
举例来说,对于乙烯分子(C2H4),可以按照以上步骤确定其结构式。
根据乙烯分子的分子式C2H4,可以确定乙烯分子中含有两个碳原子和四个氢原子。
根据碳原子间的相对位置及连接关系,可以知道乙烯分子中两个碳原子之间存在一个双键,碳原子与氢原子之间存在单键。
根据这些信息,可以使用普通线条来表示乙烯分子的结构式,即H-C=C-H。
总结起来,有机物分子式和结构式的确定是通过确定有机物分子中各原子的种类、个数和原子间连接关系,从而准确描述有机物的化学组成和空间构型。
有机物分子式及结构式的确定方法
专题讲座(三) 有机物分子式及结构式的确定方法一、有机物分子式的确定1.最简式的确定。
(1)燃烧法。
则n (C)=m (CO 2)44 g·mol -1,n (H)=m (H 2O )18 g·mol -1×2,n (O)=m 有机物-n (C )×12 g·mol -1-n (H )×1 g·mol -116 g ·mol -1由它们的物质的量之比等于原子个数比可确定最简式。
(2)计算法。
根据有机物中C 和H 的质量分数来计算。
n (C)∶n (H)∶n (O)=w (C )12∶w (H )1∶1-w (C )-w (H )16。
2.相对分子质量的确定。
利用公式:a.M =m n ,b.ρ1ρ2=M 1M 2,c.M =ρ(标况)×22.4 L ·mol -1。
3.分子式的确定。
(1)由最简式和相对分子质量确定。
(2)根据计算确定1 mol 有机物中含有的各原子的数目。
(3)根据相对分子质量计算。
二、有机物结构式的确定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。
例如C2H6,只能为CH3CH3。
2.通过定性实验确定。
实验→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有机物分子中可能含有,不能使溴的四氯化碳溶液褪色却能使酸性高锰酸钾溶液褪色的可能是苯的同系物等。
3.通过定量实验确定。
(1)通过定量实验确定有机物的官能团,如乙醇结构式的确定;(2)通过定量实验确定官能团的数目,如1 mol某醇与足量钠反应可得到1 mol气体,则可说明该醇分子中含2个—OH。
4.根据实验测定的有机物的结构片段“组装”有机物。
实验测得的往往不是完整的有机物,这就需要我们根据有机物的结构规律,如价键规律、性质和量的规律等来对其进行“组装”和“拼凑”。
有机物分子式的确定
确定有机物分子式的方法小结一、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),分子式为最简式的整数倍。
有机物最简式的求法为:c b a O H C O N H N C N ::16)(:1)(:12)()(:)(:)(==ωωω(最简整数比),最简式为C a H b O c ,则分子为(C a H b O c )n ,得c b a M n 1612++=(M 为有机物的相对分子质量)。
【例1】某有机物组成中含碳54.5%, 含氢9.1%,其余为氧,又知其蒸汽在标准状况下的密度为3.94 g·L -1,试求其分子式。
【解析】此有机物的摩尔质量为:M=ρ×V m =3.94 g/L×22.4 L/mol = 88 g/mol 。
C 、H 、O 的个数比为:1:4:216%1.9%5.541:1%1.9:12%5.54)(:)(:)(=--=O N H N C N 此有机物的最简式为C 2H 4O ,设其分子式为(C 2H 4O)n 。
则有:M=(12×2+1×4+16)×n=88,解得:n=2。
所以该有机物的分子式为C 4H 8O 2。
二、直接法直接计算出1mol 气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式。
同例1【解析】此有机物的摩尔质量为:M=ρ×V m =3.94 g/L×22.4 L/mol = 88 g/mol,,所以该有机物的分子式为C 4H 8O 2。
三、燃烧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、物质的量或体积求出 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),根据燃烧通式:C x H y O z +(x +4y -2z )O 2 −−→−点燃 x CO 2+2y H 2O进行计算,解出x 、y 、z 最后求得分子式。
有机物分子式的确定
有机物分子式的确定
有机物是指以碳元素为基本组成元素的化合物,基本上都在微生物、植物和动物体内发挥重要作用,其中以烃、醛、酮、酰胺和其他衍生物等成分构成。
有机物分子式确定是一项复杂的任务,它涉及到各种反应机理及化学原理的应用,并需要通过合理的化学结构来反映分子结构,以便得到完整的信息。
确定有机物分子式的最常用的方法是利用质谱和红外光谱技术。
其中质谱技术可以得出有机物的分子量大小,从而根据比例关系计算出分子中各元素的原子个数,辅以红外光谱及核磁共振等技术,可以反映分子内原子之间的配位关系,最终计算出有机物的分子式。
当然,确定有机物分子式还需要考虑反应机理,比如氧化反应、还原反应等来引导有机物发展特性,使得有机物的确切结构得以明确解析。
此外,另一种确定有机物分子式的简易方法是基于碳烃序数的概念,其基本思想是碳原子按照其在分子中的序数排列,通过键的数量和类型来代表分子的结构,于是得出的有机物分子式大体接近实际结构,但是比质谱和红外等技术反映的数据要少得多。
在高等化学领域仍了解到并应用这种方法,对于有机物分子式确定是一种简便的方式。
总而言之,有机物分子式确定是一个复杂的过程,需要综合运用化学原理和分析技术,结合具体的反应机制,才能得出准确无误的结果。
尽管大多数人在应用碳烃序数的概念时可以得出基本的有机物分子式,但其仍不能取代质谱、红外光谱及核磁共振等主流分析技术,这些方法可全面而准确地反映出有机物的分子结构。
确定有机物分子式的几种巧妙方法
确定有机物分子式的几种巧妙方法作者:华雪莹来源:《中学生理科应试》2017年第01期在学习有机化学的过程中,经常会遇到有机物分子式的确定问题.对于此类问题只要能够灵活地运用所学的知识,便可快速、准确、巧妙地确定.下面举例说明,希望学生能够从中受到有益的启示.一、直接求分子式此法是根据相对分子质量,直接求出1个有机物分子中所含各原子个数以确定其分子式.例1减弱“温室效应”的有效措施之一是大量地植树造林.绿色植物在叶绿素存在下的光合作用是完成二氧化碳循环的重要一环,已知叶绿素的相对分子质量小于900,其分子中含C为73.8%(质量分数,下同)、含H为8.3%、含O为8.9%,其余为Mg.试确定叶绿素的化学式.解析镁元素的质量分数为1-73.8%-8.3%-6.3%-8.9%=2.7%,因为镁的质量分数最小,但相对原子质量却最大,所以叶绿素分子中镁原子个数最少.因为900×2.7%=24.3,所以1个叶绿素分子中只有1个镁原子,即Mr(叶绿素)= 242.7%=889,所以1个叶绿素分子中所含碳原子个数为889×73.8%12=55;同理求出1个叶绿素分子中所含H、O、N原子的个数依次为74、5、4.故叶绿素的化学式为C55H74O5N4Mg.二从最简式入手求分子式例2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11.2 L此化合物气体的质量为14 g,求此化合物的分子式.解析由此化合物在标准状况下11.2 L,质量为14 g,求得此烃的分子量为28,C与H的个数之比为:85.7%12:14.3%1=1∶2,所以此烃的最简式为CH2,分子式为(CH2)n,则有12n+2n=28,解之得n=2,故此烃的分子式为C2H4.三、先求实验式再求分子式此法是根据题给条件求出实验式,再结合相对分子质量或有机物的结构特点,进而确定其分子式.例3A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物,已知A中碳的质量分数为44.1%,氢的质量分数为8.82%.A只含一种官能团,且每个碳原子上最多只连一个官能团,与乙酸发生酯化反应,但不能在相邻碳原子上发生消去反应.请写出A的分子式.解析A中氧元素的质量分数为1-44.1%-8.82% = 47.08%,N(C)∶N(H)∶N(O)=(44.1%÷12)∶(8.82÷1)∶(47.08÷16)=5∶12∶4,所以A的实验式为C5H12O4,因为实验式中H原子已达饱和,所以A的分子式为C5H12O4.四、列方程组求分子式此法是先设有机物的分子式为CxHy或CxHyOz,或根据题目分析出符合条件的物质的分子通式,再通过燃烧方程式或其它方程式列出关于x、y、z的方程组,进而求出分子式.例4将含C、H、O的有机物3.24mg装入元素分析装置,通入足量的O2使它完全燃烧,将生成的气体依次通过盛氯化钙的管A和盛碱石灰的管B,测得A管质量增加了2.16 mg,B 管质量增加了9.24 mg.已知该有机物的相对分子质量为108,试确定该化合物的分子式.解析设该化合物的分子式为CxHyOz,根据CxHyOz+\[(4x+y-2z)/4\]O2点燃xCO2+y/2H2O10844x9y3.24mg9.24mg2.16mg则有1083.24=44x9.24=9y2.1612x+y+16z=108,解之得:x=7,y=8,z=1,所以该化合物的分子式为C7H8O.五、利用除法运算求分子式例5有两种烃A,B,其相对分子质量都是128,其中A易升华,试确定A、B的分子式.解析因为A、B都为烃,用128除以14(即“CH2”的式量)商9余2,故其中一种烃的分子式为C9H20;用128除以12商10余8,故另一种烃的分子式为C10H8.又因为A容易升华为气体,所以A的分子式为C10H8,B的分子式为C9H20.六、利用假设法求分子式此法是根据题意对所给有机物的分子式进行大胆假设,再代入题目进行验证.例6某一元羧酸A,含碳的质量分数为50.0%,氢气、溴、溴化氢都可以与A发生加成反应,试确定A的分子式.解析因A是一元羧酸,则A的结构中含1个-COOH,A能与氢气、溴、溴化氢发生加成反应,故A分子中含有碳碳不饱和键.含碳碳不饱和键的最简单满足上述条件的化合物为丙烯酸和丙炔酸,经验证只有丙烯酸中含碳质量分数为50%,所以A为丙烯酸,分子式为C3H4O2.七、采用讨论的方法求分子式例7有机物A是烃或烃的含氧衍生物,其分子中碳原子数少于5,取0.05 mol A在0.2 mol O2中燃烧,在101℃和1.01×105Pa的条件下,将生成的混合气体依次通过足量的无水CaCl2和足量的碱石灰吸收,减少的气体体积比为2∶1,剩余气体在标准状况下体积为2.24 L,试确定A可能的分子式.解析经分析可知剩余气体可能是O2或CO.(1)若剩余气体为O2,则有机物分子式中碳氢原子个数比一定是1∶4,其组成符合(CH4)xOy,通过计算验证x只能为1,只有CH4符合要求.(2)若剩余气体为CO,则有机物的组成符合C2(CH4)xOy,其燃烧方程式为:C2(CH4)xOy+4O2点燃2CO+xCO2+2xH2O,根据O守恒,有y=4x-6.若x=1,y=-2,无解;若x=2,y=2,分子式为C4H8O2;若x≥3,则碳原子数不少于5,不合题设条件.故A的分子式只可能为CH4或C4H8O2.八、利用原子守恒求分子式例8吗啡和海洛因都是严查禁止的毒品,吗啡分子中含C为71.58%,含H为6.67%,含N为4.91%,其余为O.已知其相对分子质量不超过300,又知海洛因是吗啡的二乙酸酯,试确定吗啡和海洛因的分子式.解析吗啡中氧元素的质量分数为1-71.58%-6.67%-4.91%=16.84%,经对比可知吗啡中含氮原子个数最少.因为300×4.19%=14.73,所以一个吗啡分子中只有一个氮原子.Mr(吗啡)=144.91%=285,利用直接法可求出吗啡的分子式为C17H19O3N.因为吗啡+2CH3COOH→海洛因+2H2O根据原子守恒,求出海洛因的分子式为C21H23O5N.九、利用部分求整体例9某片状有机含氮化合物,在水中溶解度不大(100 g水中溶解不到3 g),但却溶于盐酸或氢氧化钠溶液.其分子量在120~150之间.经元素分析知道,它含氧质量分数为43.5%.试推测该有机物的分子式和相对分子质量.解析因为120(收稿日期:2016-10-22)。
有机物分子式和结构式的确定方法
有机物分子式和结构式的确定方法有机物分子式和结构式的确定方法是化学研究的重要内容之一,它对有机化学的发展和应用起着重要的推动作用。
有机物的分子式和结构式表示了有机物分子中原子的种类、数量以及它们之间的连接方式。
下面将介绍几种确定有机物分子式和结构式的常用方法。
一、元素分析元素分析是确定有机物分子式的最基本方法,其原理是分析有机物样品中的碳、氢、氧、氮、硫等元素的含量,并据此计算出分子中不同元素的比例,从而得到该有机物的分子式。
例如,对于一个有机物样品经元素分析得到的结果为:C62.14%、H10.43%、O27.43%,可以根据C:H:O的比例计算出其分子式为C4H8O。
二、质谱分析质谱分析是一种通过测定有机分子在高真空条件下,通过电子轰击产生的碎片离子的质荷比,以及测定碎片离子的相对丰度,从而确定有机物的分子式和结构的方法。
质谱仪测定到的质荷比,往往能反映出有机分子的相对分子量或碎片离子的相对原子量,通过测出的质谱图的特征峰的相对丰度,可以进一步得到有机物的分子式和一些结构信息。
三、红外光谱分析红外光谱是确定有机物结构的常用方法之一、有机分子在吸收红外辐射时,会引起分子内部化学键的振动、扭转和拉伸等。
每种具有特定化学键类型的振动都会对应产生一个特定的红外吸收峰,从而提供了有机物分子中特定键的信息。
根据吸收峰的位置和强度,可以初步推断有机物中存在的官能团,从而确定有机物的结构类型。
四、核磁共振(NMR)分析核磁共振是一种利用分子中的核自旋能级差异导致的能量吸收和释放现象以及核自旋与周围电子的相互作用来研究分子结构的分析方法。
核磁共振仪测定得到的谱图,包括质子谱、碳谱、氮谱等。
通过对NMR谱图的分析,可以确定有机物中原子的化学环境和化学位移,从而进一步获得有机物分子的结构信息。
五、X射线衍射分析X射线衍射是一种利用波长短于可见光的X射线对物质进行结构表征的方法。
通过对物质样品进行X射线的照射,观察并测定样品产生的衍射图样,然后运用数学方法对衍射峰的位置和强度进行分析,可以确定有机物的晶体结构和分子结构。
有机物分子式的确定方法
有机物分子式的确定方法一,“单位物质的量”法根据有机物的摩尔质量(分子量)和有机物中各元素的质量分数,推算出1 mol 有机物中各元素原子的物质的量,从而确定分子中各原子个数,最后确定有机物分子式。
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 此化合物的质量为14g ,求此化合物的分子式.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)求有机物的分子式。
三,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 xHy O z (Z=0为烃),燃烧通式为CxHyO z +(x+y/4-z/2)O 2 → xCO 2+y/2H 2O【例2】某有机物0.6g 完全燃烧后生成448mL (标准状况)CO2和0.36g 水。
已知该物质的蒸气对氢气的相对密度为30,求有机物的分子式。
四,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【例3】某混合气体由两种气态烃组成,取0.1 mol 该混合气态烃完全燃烧后得4.48LCO 2(标准状况)和3.6gH2O 则这两种气体可能是( )A .CH4和C 3H 8B .CH4和C 3H 4 C .C2H4和C 3H 4D .C2H2和C 2H 6五,商余通式法(适用于烃类分子式的求法)根据烷烃(CnH2n +2),烯烃和环烷烃(CnH2n ),炔烃和二烯烃(CnH2n -2),苯和苯的同系物(CnH2n -6)的通式可以看出这些烃类物质的分子中都有一个共同的部分为CnH 2n ,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碳原子数即n 值,再根据余数就可以求得烃的分子式。
有机物确定分子式的方法
CO2→m(C) H2O→m(H) 若m(C)+m(H)=m(有机物)→只含C、H 若m(C)+m(H)< m(有机物)→含C、H、O
(2)确定分子式的方法:
→ ①直接法:有机物的密度(或相对密度) 摩尔质量→1 mol 有机 物中各原子的物质的量→分子式。 摩尔质量 ②最简式法:各元素的质量分数→最简式 ―― → 分子式。
14,看商数和余数。 ③ 余数法:用烃的相对分子质量除以
③ 余数法:用烃的相对分子质量除以14,看商数和余数。
其中商数A为烃中的碳原子数,此法适用于具有特定通式的烃 如烷烃、烯烃、炔烃、苯和苯的同系物等 余数为2,则为烷烃 除尽则为单烯烃或者环烷烃 差2则为炔烃或者二烯烃
差6则为苯或者苯的同系物
④化学方程式法:利用有机反应中反应物、生成物 “量” 之间的关系求分子式的方法。
例:某化合物 6.4 g 在氧气中完全燃烧,生成 8.8 g CO2 和 7.2 g H2O,下列说法中正确的是( ) A.该化合物含碳、氢两种元素 B.该化合物中碳、氢原子个数比为 1:4 C.无法确定该化合物是否含有氧元素 D.该化合物一定是 C2H8O2
8.8 g 【解析】 n(CO2)= =0.2 mol, 知 m(C)=0.2 mol×12 1 - 44 g· mol 7.2 g 1 - g· mol =2.4 g,n(H2O)= mol 1=0.4 mol,知 m(H)=1 g· - 18 g· mol
-1×0.8
mol=0.8 g;则 m(C)+m(H)=2.4 g+0.8 g=3.2 g,3.2 g<6.4
g,故该化合物中含氧元素,其质量为 6.4 g-3.2 g=3.2 g,其物质 3.2 g 的量 n(O)= 1=0.2 mol。n(C):n(H) :n(O)=1:4:1, - 16 g· mol 实验式为 CH4O, 分子式一定不是 C2H8O2, 因为实验式中 H 原子已 饱和。 【答案】 B
