化学自习室移动版

一、由分子中各元素质量分数及相对分子质量确定分子式

例1.实验测得某碳氢化合物a中，含碳80％、含氢20％。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。

解法一：先确定实验式(最简式)，再确定分子式

(1)该化合物分子中各元素原子的数目(N)之比为

N(C)：N(H)=80％/12 ：20％/1=1 ：3

该化合物的实验式是CH₃，式量为15

(2)设该化合物分子中含有n个CH₃，则：

N=Mr(A)/ Mr(CH₃)=30/15=2

该化合物的分子式是C₂H₆

解法二：直接求分子式

N(C)=30×80%/12=2

N(H)=30×20%/1=6

该化合物的分子式是C₂H₆

二、由反应物和生成物质量及相对分子质量确定分子式

例2.2.3g 某有机物A完全燃烧后，生成0.1mol CO₂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。

解法一：(1)求2.3g 该有机物中组成元素的质量：

C：C         CO₂

    12        44

M(C)    44g·mol^－1×0.1mol

H：2H         H₂O

     2          18

M(H)     2.7g

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)小于该有机物的质量(2.3g)，因此该有机物A中还含有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。

解法二：先求实验式，再求分子式。(与例题1的方法1类似)

解法三：分析：只要求出1molA含碳、氢、氧原子的物质的量，即可推出A的分子式。

Mr(A)=Mr(空气)×1.6=46

n(A)=m(A)/M(A)=2.3g/46g·mol^－1=0.05mol

C：n(C)=n(CO₂)=0.1mol       m(C)=1.2g

H：n(H)=n(H₂O)=2×2.7g/18g·mol^－1=0.3mol       m(H)=0.3g

O：n(O)=(2.3g－1.2g－0.3g)/16 g·mol^－1=0.05mol

n(A)：n(C)：n(H)：n(O)=0.05mol:0.1mol:0.3mol:0.05mol=1:2:6:1

答：该有机物的分子式是C₂H₆O

解法四：

Mr(A)= Mr(空气)×1.6=46

n(A)=m(A)/M(A)=2.3g/46g·mol^－1=0.05mol

n(CO₂)=0.1mol      n(H₂O)= 2.7g/18g·mol^－1=0.15mol

已知有机物a燃烧后只生成CO₂和H₂O，可知A为烃或烃的含氧衍生物。设A的分子式是C_xH_yO_z

C_xH_yO_z＋(x＋y/4－z/2) O₂=== xCO2＋y/2 H₂O

1mol                                       x            y/2

0.05mol                                0.1mol     0.15mol

x=2y=6

又Mr(A)=46

则12x＋y＋16z=46z=1

A分子式为C₂H₆O

三、根据有机物的相对分子质量和通式确定分子式。

例3.0.60g 某有饱和一元醇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C_nH_2n＋1OH，该一元醇的摩尔质量M(A)

2C_nH_2n＋1OH＋2Na===2C_nH_2n＋1ONa＋H₂↑

         2mol×m(A)                                         22.4L

    0.60g                                               0.112L

该一元醇的相对分子质量是60.

根据该一元醇的通式，有下列等式：12n＋2n＋1＋16＋1=60          n=3

答：该一元醇的分子式是C₃H₇OH

四、利用化学方程式计算确定分子式

例4.取a mol某含氧衍生物的蒸气，使其与2mol O₂混合点燃，两者恰好完全反应，生成等体积的CO₂和H₂O蒸气，反应后混合气体的密度较反应前减少了1/4(均在相同条件下测定)，求该有机物的分子式。

分析：根据题意，1体积有机物恰好与2体积O₂反应生成n体积CO₂和n体积H₂O蒸气，可知有机物分子内碳氢原子数目比为1：2，其燃烧反应的化学方程式写作：C_nH_2nO_m＋2O₂=nCO₂＋nH₂O

再根据反应前后体积变化及相对分子质量求解m和n。

解：同温同压下ρ₁/ρ₂=V₂/V₁=4/3

C_nH_2nOm＋2O₂=== nCO₂＋nH₂O

2n/(1＋2)=4/3       n=2        m=4＋2－4=2

该有机物的分子式是C₂H₄O₂

五、根据分子的平均组成及分子组成的通式确定分子式

例5.某气态烃和一单烯烃组成的混合气体4.48L(标准状况)通入足量溴水中，溴水增重2.8g。测得混合气体对氢气的相对密度为13，求两种烃的分子式。

分析：各类烃的通式，相对分子质量数值范围是隐含条件，依据这些条件题目些数据进行合理性分析，得出正确结论。

解：n=V/Vm   n(混)=4.48L/22.4L·mol^－1=0.2mol

Mr(混)=13×2=26

相对分子质量小于26的烃只有甲烷，可知一种烃为CH₄.

       m=n×M(混)=0.2mol×26g·mol^－1=5.2g

溴水增重2.8g 即为烯烃质量。

设该烯烃分子式为C_nH_2n，0.2mol 混合烃中烯烃物质的量为x

14n g·mol^－1×x=2.8g

14n g·mol^－1×x＋16 g·mol^－1(0.2mol－x)=5.2

x=0.05mol        n=4

混合气体由CH₄和C₄H₈组成。

小结：

(1)求某种气体的相对分子质量的途径主要有两种：

①已知标准状况下气体密度：Mr=22.4ρ

②已知一种气体对另一种气体的相对密度：Mr₁=Mr₂·ρ₁/ρ₂

(2)求有机物实验式途径主要有两种：

①直接由分子中各元素质量分数求各原子的个数比。

②由燃烧产物二氧化碳求碳原子数，由氢原子数，由反应物质量和碳氢质量确定是否有氧元素及其原子个数。

(3)确定有机物分子式主有以下四条途径：

①已知实验式和相对分子质量

②已知通式和相对分子质量

③已知混合物分子的平均组成和通式

④已知反应方程式和反应的相关量