2022年高二化学《有机物分子式和结构式的确定》重难点例析及综合能力提升测试3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高二化学有机物分子式和结构式的确定重难点例析及综合才能提升测试重点1明白确定有机物试验式、分子式的方法,把握有关有机物分子式确定的运算；2有机物分子式、结构式的确定方法难点聚焦一、利用有机物燃烧反应的方程式进行运算有关化学方程式3 n 1 点燃烷烃 C H 2n+22 O 2 nCO 2n1H O烯烃或环烷烃 C H 2n + 3n 2 O 2 点燃CO 2nH O3 n 1 点燃炔烃或二烯烃 C H 2n 2O 2 nCO 22n1H O苯及苯的同系物 C H 2n 63 n 3O 2 点燃nCO 22n3H O饱和一元醇 C H 2n+2

2、O + 3n O 2 点燃nCO 2n1H O23 n 1 点燃饱和一元醛或酮 C H OO 2 nCO 2nH O23 n 2 点燃饱和一元羧酸或酯 C H 2n O 2O 2 nCO 22nH O饱和二元醇 C H 2n+2 O 23 n 1O 2 点燃nCO 22n1H O饱和三元醇 C H 2n+2 O 33 n 2O 2 点燃nCO 22n1H O由 上 可 知 , 相 同 碳 原 子 数 的 烯 烃 环 烷 烃 与 一 元 饱 和 醇 完 全 燃 烧 时 , 耗 氧 量 相 同 把C H 2n+2 O 看成 C H 2nH O：相同碳原子数的炔烃 二烯烃 与醛 酮 及饱和二元醇完全

3、燃烧时,耗氧量相同 醛：C H 2n OC H 2n 2H O 饱和二元醇： C H 2n+2 O 2C H 2n 22H O ；相同碳原子数的羧酸 酯与三元醇完全燃烧,耗氧量相同 羧酸： C H n 2n O 2 C H 2n 42H O 2 饱和三元醇： C H n 2n 2 O 3C H n 2n 23H O 2 二、通过试验确定乙醇的结构式由于有机化合物中存在着同分异构现象,因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质；在这种情况下,知道了某一物质的分子式,经常可利用该物质的特别性质,通过定性或定量试验来确定其结构式；例如：依据乙醇的分子式和各元素的化合价,乙醇分子可能有两种

4、结构：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为了确定乙醇到底是哪一种结构,我们可以利用乙醇跟钠的反应,做下面这样一个试验；试验装置如右下图所示；在烧瓶里放入几小块钠,从漏斗中慢慢滴入肯定物质的量的无水乙醇；乙醇跟适量钠完全反应放出的 H2 把中间瓶子里的水压入量筒；通过测量量筒中水的体积（应包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积）,就可知反应生成的 H2的体积；争论 2 下面是上述试验的一组数据：依据上述试验所得数据,怎样推断乙醇的结构式是（1）,仍是（ 2）呢？由于 0.100 mol C2H6O 与适量 Na完全反

5、应可以生成 1.12 L H2 ,就 1.00 molC2H6O 与 Na反应能生成 11.2 L H2 ,即 0.5 mol H2 ,也就是 1 mol H ；这就是说在 1 个 C2H6O分子中；只有 1 个 H可以被 Na所置换,这说明 C2H6O分子里的 6 个 H中,有 1 个与其他 5 个是不同的；这一事实与（1）式不符,而与（2）式相符合；因此,可以推断乙醇的结构式应为（ 2）式；问题与摸索 1 确定有机物分子式一般有哪几种方法？2运用“ 最简式法” 确定有机物分子式,需哪些数据？3如何运用“ 商余法” 确定烃的分子式？问题与摸索（提示）1、最简式法；直接法；燃烧通式法；商余法（

6、适用于烃的分子式的求法等）2、 有机物各元素的质量分数（或质量比）标准状况下的有机物蒸气的密度（或相对密度）3、就为烯烃,环烷烃如余数 =2,就为烷烃如余数 =-2 ,就为炔烃二烯烃如余数 =-6 ,就为苯的同系物如分子式不合理,可减去一个C原子,加上12 个 H原子名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例题精讲 一、有机物分子式的确定【例 1】试验测得某碳氢化合物 A 中,含碳 80、含氢 20,求该化合物的试验式；又测得该化合物的相对分子质量 是 30,求该化合物的分子式；【解】：（ 1）试验式是表示化合物分子所含

7、各元素的原子数目最简洁整数比的式子,求化合物的试验式即是求该化合 物分子中各元素原子的数目（N）之比；=1 3 该化合物的试验式是 CH3；（2）设该化合物分子中含有 n 个 CH3,就：该化合物的分子式是C2H6；2 和 2.7gH2O,测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6 ,答：该碳氢化合物的试验式是CH3,分子式是C2H6；【例 2】2.3g 某有机物 A完全燃烧后,生成0.1 mol CO求该化合物的分子式；【分析】依据试验,该有机物燃烧的产物只有 CO2和 H2O,因此,该有机物中肯定含有 C和 H；至于 O,由于其可能全部 来自于燃烧时空气所供应的氧气,也可能来自于该有机物本

8、身；因此,该有机物分子中是否含有 O,仍需要通过运算反 应物中 C、H质量之和并与该有机物质量进行比较后,才能作出判定；该有机物的相对分子质量,就可以利用试验测出 的相对密度来求；【解】：（ 1）求 2.3g 该有机物中组成元素的质量：C：C CO212 44 m（C）44gmol 0.1mol =1.2g H：2H H2O 2 18 m（H） 2.7g =0.3g 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - m（ C） m（H）=1.2g 0.3g 1.5g 2.3g 该有机物中C的质量与 H的质量之和（ 1.5g ）小于

9、该有机物的质量（2.3g ）,因此该有机物A中仍含有 O,其质量为：m（ O）=m（A） m（C） m（H）=2.3g 1.5g=0.8g （2）求该有机物的相对分子质量：Mr（A）=d Mr（空气） =1.6 29 46 （3）求该有机物分子中各元素原子的数目：答：该有机物的分子式是 C2H6O；【例 3】0.60g 某饱和一元醇 A ,与足量的金属钠反应,生成氢气112mL（标准状况）；求该一元醇的分子式；【解】：饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH,该一元醇的摩尔质量为M（A）；60gmol 该一元醇的相对分子质量是60；12n+2n+1+16+1=60 n 3 依据该一元醇的通式,有以

10、下等式：答：该一元醇的分子式是C3H7OH；二、通过试验确定乙醇的结构式名师归纳总结 例 4 某烃含碳氢两元素的质量比为31, 该烃对 H2的相对密度为8,试确定该烃的分子式第 4 页,共 13 页分析：解法一：Mr=2 8=16,M=16gmol-1 ,1mol 烃中含 C、H的物质的量为：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 所以该烃的分子式为 CH4解法二：烃分子中 C、H原子个数比为：最简式为 CH4,式量为 16由于 Mr=16,故该烃的分子式为 CH4答案： CH4 例 5 已知第一种气态有机物在标准状况下的密度为 2.59g L,其次种气态有

11、机物对空气的相对密度为 1.87 ,第三种气态有机物在标准状况下 250mL质量为 0.49g 求这三种有机物的相对分子质量分析：运算相对分子质量有三种不同方法1依据标准状况下气体的密度运算相对分子质量依据标准状况的气体密度运算气体的摩尔质量,其数值即为相对分子质量 M=22.4 d 如第一种有机物 M=22.4 2.59=58 如其次种有机物M=1.872依据气体相对密度运算相对分子质量M=DA MA用相对密度乘相对气体的相对分子质量 29=54 3依据标准状况下,肯定质量气体的体积运算相对分子质量答案： 58、54、 44 例 6某气态碳氢化合物中含碳75,它的密度是同温同压下氢气密度的8

12、 倍,求有机物的分子式分析：运算推断分子式此题有三种方法1基本方法：先依据测得的气体密度运算气体的摩尔质量,然后运算最终确定该气态有机物的分子式M=8 2=16 所以该有机物的分子式为 CH41mol 气态有机物中各元素原子的物质的量,2最简式法：依据已知先求出摩尔质量,再据质量分数求出碳氢原子个数比,然后找到最简式式量与相对分子质 量的关系,最终确定分子式 M=8 2=16 所以最简式为 CH4 其式量 =16 设分子式为（ CH4）n名师归纳总结 由于最简式式量=相对分子质量第 5 页,共 13 页所以分子式就是最简式,即为CH4- - - - - - -精选学习资料 - - - - -

13、- - - - 3商余法：依据碳氢化合物中对其相对分子质量碳、氢原子的影响大小,用碳相对原子质量除以相对分子质量,所得商的整数部分就是烃分子中所含碳原子数的最大值,而余数就是氢原子数的最小值留意从为 CH4 例 7 某烃 1.68g ,完全燃烧生成 CO 25.28g 和 H2O2.16g,经测定这种烃在标准状况下的密度为 3.75g L 就其分子式是 ACH4 BC3H8 CC4H10 DC6H12分析：此题是运算推断分子式的又一种类型,就是利用烃的完全燃烧反应方程式列出比例式求解类型设烃分子式为 CxHy,就有解得 x=6 y=12 答案： D 例题 8 2.3g某有机物 A完全燃烧后,生

14、成0.1molCO2 和 2.7g H2O ,测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6 ,求该化合物的分子式分析：依据试验,该有机物燃烧的产物只有 CO2和 H2O,因此,该有机物中肯定含有 C和 H；至于 O,由于其可能全部来自于燃烧时空气所供应的氧气,也可能来自于该有机物本身因此,该有机物分子中是否含有 O,仍需要通过计算反应物中 C、H质量之和并与该有机物质量进行比较后,才能作出判定该有机物的相对分子质量,就可以利用试验测出的相对密度来求（1）求 2.3g 该有机物中组成元素的质量：C： C CO 44 12 m（C）44gmol 0.1mol =1.2g 名师归纳总结 H： 2H H

15、2O 18 第 6 页,共 13 页2 m（H）2.7g - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - =0.3g m（C）+m（H）=1.2g+0.3g=1.5g2.3g 2.3g ）,因此该有机物A中仍含有 O,该有机物中C的质量与 H的质量之和（ 1.5g ）小于该有机物的质量（其质量为：m（O）=m（A）-m（ C）-m（ H）=2.3g-1.5g=0.8g （2）求该有机物的相对分子质量：Mr（A）=d Mr（空气） =1.6 29=46 （3）求该有机物分子中各元素原子的数目：答案：该有机物的分子式是 C2H6O 例 9 标准状况下,密度为 0.717

16、g/L 的某气态烃 0.56L ,在足量氧气中充分燃烧,反应后的气体先通过无水氯化钙,氯化钙增重 0.9g ；再通过氢氧化钠溶液,溶液增重 1.1g 通过运算判定此气态烃的分子式,并画出其分子空间结构的示意图分析：此题是在已知有机物完全燃烧时,涉及的有关物质量关系,判定其分子组成的典型定量运算题其解法有三种第一种解法是通过该烃燃烧生成的 CO2和 H2O的量,即此题中燃烧生成气体经过 NaOH溶液和无水氯化钙后,两者增重的量,运算出烃中的 C、H元素的质量比,进而求得试验式再依据题中该气态烃在标准状况下的密度,求得其相对分子质量最终由试验式和相对分子质量判定它的分子组成然而此题所给数据,求得试

17、验式为 CH4依据烃的分子组成中, C原子个数为 n 时, H原子的最多个数不大于（2n+2）个的规律,即可确定此试验式就是所求的分子式其次种解法是通过烃的燃烧通式：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算该烃 1mol 完全燃烧时,生成 CO2和 H2O物质的量,从而求得烃分子中 C、H元素原子个数,求得其分子式第三种解法是由此题特点打算的解法特例即通过该烃在标准状况下的气体密度、运算相对分子质量为 16而相对分子质量为 16 的烃,是相对分子质量最小的甲烷,其分子式为 CH4如上各解法均可求得该烃为甲烷,就可画出

18、表示甲烷分子空间结构的正四周体分子构型答案：解法 1：设该烃中 C、H元素的质量分别为 x、 y g 依据题意和题中数据：CO 2 C H2O 2H 44g 12g 18g 2g 1.1g x 0.9g y 441.1=12 x 18 0.9=2 y x=0.3 （g） y=0.1 （g）烃中 C、H元素原子个数比该烃试验式为 CH4,式量为 16该烃相对分子质量 =0.717 22.4=16 该烃分子式为 CH4,其分子空间结构示意图见下一解法的解题过程解法 2：设该烃为 CmHn此烃 1mol 完全燃烧生成CO2和 H2O分别为 xg 和 yg0.56 22.4=1.1 x 0.56 22

19、.4=0.9 y x=44（g） y=36 （g）该烃分子式为 CH4其分子空间结构示意图为名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解法 3：该烃摩尔质量=0.717 22.4=16 （gmol）,只能是有机物中相对分子质量最小的CH4 例 10 标准状况下 4.48L 某烯烃和 CO的混合气体与足量的氧气混合点燃,使之反应, 将反应完毕后生成的气体通过浓硫酸,浓硫酸增重 7.2g ,并测得剩余气体中 CO2为 11.2L （标准状况）,求此烯烃分子式烧方程式列方程求解设混气中烯烃为 xmol,就 CO为（ 0.2-x

20、）mol答案：烯烃分子式为 C4H8 例 11 某有机物的蒸气完全燃烧时需三倍于其体积的氧气,产生二倍于其体积的 CO2,该有机物可能是 AC2H4 BC2H5OH CCH3CHO DCH3COOH 分析：第一判定为 C2 化合物,但无助于挑选, 由于 4 个选项均是 C2 化合物,故关键是利用耗氧量进行挑选关于耗氧量的挑选有两种解法求解名师归纳总结 解法一用通式求解由：第 9 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 得： AC2H43O2 B C2H5OH 3O2解法二用“ 氢二氧一可内消” 原就求解关于（B）、（ C）、（ D）三项,均是

21、烃的含氧衍生物,不必用常规关系式 CxHyOz（ x+CxHy（z 可为 0）,即：（ B）C2H5OHC2H4（C）CH3CHOC2H2（D）CH3COOHC2答案： AB 例 12 mg 的饱和一元醇,在氧气中完全燃烧后,产生（1）试确定该醇的化学式（2）m的值是多少？14.4g 水和 13.44L （标准状况下）二氧化碳气体分析：依据 mg饱和一元醇燃烧后产生的水和 CO2的量可分别求得 mg饱和一元醇中 H和 C的物质的量,二者之比正好等于饱和一元醇通式 CnH2n+2O中 2n+2 与 n 的比,于是可求得 n 值,从而就能确定其化学式再依据化学式和其燃烧方程式及产生 CO2或水的差

22、,就能求出 m的值（1）设饱和一元醇的化学式为 CnH2n+2O 该饱和一元醇的化学式为 C3H8O60m=30.6 m=12 答案：（ 1）C3H8O （2） m=12 【才能达标测试】名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、挑选题1. 常温常压下,等质量的以下各烃分别在足量的 O2充分燃烧,消耗 O2最多的是 ；等物质的量的以下各烃分别在足量 O2中充分燃烧,消耗 O2最多的是 A.甲烷 B. 乙烯 C. 丙炔 D.2.1.01 10 5Pa,120时,某气态烃在密闭容器中与过量强不变,体积增大的是 丁烷 O2

23、 混和点燃,完全反应后,保持温度,压A.CH4 B.C2H6 C.C3H4 D.C2H2 3. 充分燃烧等物质的量的以下有机物,在相同条件下需要氧气最多的是 A.C4H8O2 B.C4H10 C.C2H6O2 D.C2H24. 充分燃烧等质量的以下各组有机物,在相同条件下需O2 的体积不完全相同的一组是A.乙炔、苯 B.乙醇、甲醚 CH3-O-CH3C.丙炔、异丙苯 D.环丙烷、丙醇5. 某有机物在氧气中完全燃烧时,其蒸气与消耗的氧气及生成的二氧化碳在同温同压下的体积比为143,该有机物不行能是 A.C3H4 B.C 3H8O2 C.C 3H6O D.C 3H6O26. 肯定量的某有机物完全燃

24、烧后,将燃烧产物通过足量的石灰水,经过滤可得沉淀 10g,但称量滤液时,其质量只比原石灰水削减 2.9g ,就此有机物可能是 A.乙烯 B. 乙二醇 C. 乙醇 D. 乙醚7. 经测定 C3H7OH和 C6H12 组成的混合物中氧的质量分数为 8%,就此混合物中氢的质量分数是 A.78% B.22% C.14% D.13%8. 某有机物含 C52.2%,含 H13.0%；该有机物 1g 与足量金属钠反应,标况下生成 机物的分子式为 0.243LH2,就该有A.C2H6O B.C2H4O2 C.CH4O D.C4H10O二、填空题9. 某烃含 C元素为 83%,就该烃的分子式为 _,如某烃的分子

25、量为 128,就分子式可能为_或_；10. 如 A、B都是可燃物,当 A、B 是两种分子量不等的无机物,相同条件下混合后总体积肯定；A、B 是两种分子量相等的有机物,相同条件下混合后,总质量肯定；符合上述情形的 A、B 混合物,无论 A、B 以何种比例混合,完全燃烧后消耗氧气的质量不变；试分别写出符合上述情形的无机物分子式和有机物结构简式各一组,并说明 A、B应满意的条件：1 无机物一组的分子式 _、_；应满意的条件是 _；2 有机物一组的结构简式 _、_；应满意的条件是 _；11. 各写二种你学过的有机物的结构简式,其燃烧后产生CO2、H2Og 体积比符合以下比值的1VCO2/V （H2O）

26、=2 有_ _2VCO2/VH 2O=1/2 有_ _12. 某烃分子中碳和氢的质量比为【才能素养提高】51,就该烃的分子式为 _推导理由是：_13. 已知分子式符合 COnH2Omn 和 m均为正整数 的各种有机物,它们完全燃烧时消耗的 O2和生成的 CO 2的体积比总是 12,现有一些含 C、H、O三种元素的有机物,它们完全燃烧时的消耗 O2 和生成 CO 2 的体积比是 34,如它们的分子式用 CxOynH 2Om表示；1 CxOy nH2Omm、n 均为正整数 中, x=_,y=_ 2 这些有机物中相对分子质量最小的化合物的分子式是 _3 某两种碳原子数相同的上述有机物,它们的相对分子

27、质量分别为 a 和 ba b ,就 b-a 必定是_填一个数字 的整数倍；14. 在常温下的一密闭容器中先放入1.56gNa2O2,然后再通入 O2,再通入 C2H6,用电火花引燃,直至反应完全为止,复原到原温度,容器内压强近似为零；名师归纳总结 1 相同条件下,通入O2 和 C2H6 的体积比的取值范畴是 _第 11 页,共 13 页2 通入 O2 的量不能超过 _g - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 15.0.2mol 有机物和 0.4molO2在密闭容器中燃烧后产物为 CO 2,CO和 H2Og ；产物经过浓 H2SO4后,质量增加 10.8g

28、；再通过灼热的 CuO,充分反应后, CuO质量减轻 3.2g ,最终气体再通过碱石灰被完全吸取,质量增加 17.6g1 试推断该有机物的分子式2 如 0.2mol 该有机物恰恰将与9.2g 金属钠完全反应,试确定该有机物的结构简式16. 某种橡胶分解产物为碳氢化合物；对这种碳氢化合物做以下试验：1 如取肯定量该碳氢化合物完全燃烧,使燃烧后的气体通过盛浓H2SO4的洗气瓶； 增重 0.72g ,再通过石灰水, 石灰水增重 2.2g ；2经测定,该碳氢化合物 气体 的密度是相同状况下氢气密度的 34 倍；3 该碳氢化合物 0.1mol 能和 32g溴起加成反应； 4 经分析,在 3 的生成物中,

29、溴原子分布在不同的碳原子上,且分子中有一个 C原子在支链上；试推断：1 该碳氢化合物的结构简式为 _,名称为 _；2 该橡胶的结构简式为 _,名称为 _参考答案【才能达标测试】一、 1.AD 2.B 3.B 4.D 5.D 6.BC 7.C 8.A二、 9.C4H10, C9H20或 C10H810.1CO 、H2,物质的量相同,耗O2的量相同2C2H5OH,CH3OCH3,必需是同分异构体名师归纳总结 11.1CH CH,2CH4,CH3OH 第 12 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 12.C 5H12；设该烃的分子式为CxHy,就

30、有12x=5/1 就 x/y=5/12所以分子式为C5H12y【才能素养提高】13.1x=2,y=1 2C 2H2O2 318 14.11 VO2/VC 2H6 2.5当只有 CO2与 Na2O2反应时,就应通入的 O2 最多,由 2C2H6+5O2+4Na2O2 4Na2CO 3+6H2Ol 得 VO2/VC 2H6=5/2=2.5当 C2H6燃烧后产生的 CO2和 H2O均全部与 Na2O2 反应时,就通入的 O2 应最少,由方程式 C2H6+O2+5Na2O22Na2CO3+6NaOH得 VO2/VC 2H6=1/1 故 O2与 C2H6 的体积比 x 的取值范畴为 1VO2/VC 2H

31、6 2.5 20.81 . 56 gnNa 2O2= =0.02mol 由 2C2H6+5O2+4Na2O2 4Na2CO3+6H2Ol 得：7 . 8 g / mol5 = 4nO2=0.025mol 故通入 O2的质量不能超过 32g/mol 0.025mol=0.8g n O 2 0 . 0215.1nH 2O= 10 8. g1 =0.6molnCO 2= 17 . 6 g1 =0.4mol18 g mol 44 g molCuO + CO = Cu + CO 2 m减量 1mol 1mol 16g nCO 3.2gn CO 0 2. moln CO 2 .0 2 mol实际有机物燃烧产生的 CO2为： 0.4-0.2=0.2moln CO 0 . 2 mol0.2mol 有机物中含 1mol 有机物中 CHO=262 n CO 2 .0 2 mol故有机物分子式为：C2H6O22nNa= 9 . 2 g1 =0.4mol,0.2mol 有机物能和 0.4molNa 反应23 g mol所以该有机物为二元醇,结构简式为 HOCH2CH2OH16.12- 甲基 -1 , 3- 丁二烯 或异戊二烯 2名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 13 页