有機物分子式和結構式的測定 - 下載本文

所以該烴的分子式為CH4.

解法二:烴分子中C、H原子個數比為:

最簡式為CH4,式量為16.

因為Mr=16,故該烴的分子式為CH4. 答案:CH4

[例5] 已知第一種氣態有機物在標準狀況下的密度為2.59g/L,第二種氣態有機物對空氣的相對密度為1.87,第三種氣態有機物在標準狀況下250mL質量為0.49g.求這三種有機物的相對分子質量.

分析:計算相對分子質量有三種不同方法

1.根據標準狀況下氣體的密度計算相對分子質量.根據標準狀況的氣體密度計算氣體的摩爾質量,其數值即為相對分子質量.M=22.4×d 如第一種有機物 M=22.4×2.59=58 2.根據氣體相對密度計算相對分子質量.M=DA×MA用相對密度乘相對氣體的相對分子質量.如第二種有機物M=1.87×29=54

3.根據標準狀況下,一定質量氣體的體積計算相對分子質量.

答案:58、54、 44

[例6] 某氣態碳氫化合物中含碳75%,它的密度是同溫同壓下氫氣密度的8倍,求有機物的分子式.

分析:計算推斷分子式此題有三種方法

1.基本方法:先根據測得的氣體密度計算氣體的摩爾質量,然后計算1mol氣態有機物中各元素原子的物質的量,最后確定該氣態有機物的分子式.M=8×2=16

所以該有機物的分子式為CH4

2.最簡式法:根據已知先求出摩爾質量,再據質量分數求出碳氫原子個數比,然后找到最簡式式量與相對分子質量的關系,最后確定分子式. M=8×2=16

所以最簡式為CH4 其式量=16 設分子式為(CH4)n

因為最簡式式量=相對分子質量

所以分子式就是最簡式,即為CH4

3.商余法:根據碳氫化合物中對其相對分子質量碳、氫原子的影響大小,用碳相對原子質量除以相對分子質量,所得商的整數部分就是烴分子中所含碳原子數的最大值,而余數就是氫原子數的最小值.注意從

為CH4

[例7] 某烴1.68g,完全燃燒生成CO25.28g和H2O2.16g,經測定這種烴在標準狀況下的密度為3.75g/L則其分子式是 [ ]

A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.C6H12

分析:本題是計算推斷分子式的又一種類型,就是利用烴的完全燃燒反應方程式列出比例式求解類型.設烴分子式為CxHy,則有

解得 x=6 y=12 答案: D.

[例題8] 2.3g某有機物A完全燃燒后,生成0.1molCO2和2.7g H2O,測得該化合物的蒸氣與空氣的相對密度是1.6,求該化合物的分子式.

分析:根據實驗,該有機物燃燒的產物只有CO2和H2O,因此,該有機物中一定含有C和H;至于O,由于其可能全部來自于燃燒時空氣所提供的氧氣,也可能來自于該有機物本身.因此,該有機物分子中是否含有O,還需要通過計算反應物中C、H質量之和并與該有機物質量進行比較后,才能作出判斷.該有機物的相對分子質量,則可以利用實驗測出的相對密度來求.

(1)求2.3g該有機物中組成元素的質量:

C: C ——→ CO2 12 44

m(C) 44g/mol×0.1mol

=1.2g H: 2H ——→ H2O 2 18 m(H) 2.7g

=0.3g

m(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5g<2.3g

該有機物中C的質量與H的質量之和(1.5g)小于該有機物的質量(2.3g),因此該有機物A中還含有O,其質量為: m(O)=m(A)-m(C)-m(H) =2.3g-1.5g =0.8g

(2)求該有機物的相對分子質量:

Mr(A)=d×Mr(空氣) =1.6×29 =46

(3)求該有機物分子中各元素原子的數目:

答案:該有機物的分子式是C2H6O.

[例9] 標準狀況下,密度為0.717g/L的某氣態烴0.56L,在足量氧氣中充分燃燒,反應后的氣體先通過無水氯化鈣,氯化鈣增重0.9g;再通過氫氧化鈉溶液,溶液增重1.1g.通過計算判斷此氣態烴的分子式,并畫出其分子空間結構的示意圖.

分析:本題是在已知有機物完全燃燒時,涉及的有關物質量關系,判斷其分子組成的典型定量計算題.其解法有三種.

第一種解法是通過該烴燃燒生成的CO2和H2O的量,即本題中燃燒生成氣體經過NaOH溶液和無水氯化鈣后,兩者增重的量,計算出烴中的C、H元素的質量比,進而求得實驗式.再根據題中該氣態烴在標準狀況下的密度,求得其相對分子質量.最后由實驗式和相對分子質量.判斷它的分子組成.然而本題所給數據,求得實驗式為CH4.依據烴的分子組成中,C原子個數為n時,H原子的最多個數不大于(2n+2)個的規律,即可確定此實驗式就是所求的分子式.

第二種解法是通過烴的燃燒通式:

計算該烴1mol完全燃燒時,生成CO2和H2O物質的量,從而求得烴分子中C、H元素原子個數,求得其分子式

第三種解法是由本題特點決定的解法特例.即通過該烴在標準狀況下的氣體密度、計算相對分子質量為16.而相對分子質量為16的烴,是相對分子質量最小的甲烷,其分子式為CH4.

如上各解法均可求得該烴為甲烷,就可畫出表示甲烷分子空間結構的正四面體分子構型.

答案: 解法1:

設該烴中C、H元素的質量分別為x、y g.

根據題意和題中數據: CO2 ~ C H2O ~ 2H 44g 12g 18g 2g 1.1g x 0.9g y 44∶1.1=12∶x 18∶0.9=2∶y x=0.3(g) y=0.1(g) 烴中C、H元素原子個數比

該烴實驗式為CH4,式量為16. 該烴相對分子質量=0.717×22.4=16

該烴分子式為CH4,其分子空間結構示意圖見下一解法的解題過程. 解法2:

設該烴為CmHn.此烴1mol完全燃燒生成CO2和H2O分別為xg和yg.

0.56∶22.4=1.1∶x 0.56∶22.4=0.9∶y x=44(g) y=36(g)





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