專題分子式確定燃燒耗氧量

1、有 機(jī) 化 學(xué) 計 算2010-11-81 常見的有機(jī)計算題類型 （一）確定有機(jī)物分子式 （二）有機(jī)物燃燒問題 （三）混和物組成成份的確定2（一）確定有機(jī)物分子式 (1)根據(jù)元素含量,確定有機(jī)物的分子式 (2)借用摩爾質(zhì)量,確定分子式 (3)根據(jù)反應(yīng)物、生成物的量，確定分子式 (4)根據(jù)各類有機(jī)物具有的組成通式，確定分子式 （5）根據(jù)化學(xué)方程式，確定分子式 確定有機(jī)物分子式常見題型3例1：某有機(jī)物組成中含碳.5%, 含氫9.1%，其余為氧又知其蒸汽在標(biāo)況下的密度為.94g/L，試求其分子式解（方法一）M=3.94g/L22.4L/moL=88g/moL 1moL該有機(jī)物中 n（c)=1moL8

2、8g/moL54.5%/12g/moL=4moL n（H）=1moL88g/moL9.1%/1g/moL=8moL n（O）=1moL88g/moL36.4%/16g/moL=2moL 該有機(jī)物的分子式為 C4H8O24方法二：最簡式法有機(jī)物分子中C、H、O原子個數(shù)比 C:H:O=54.5%/12:9.1%/1:36.4%/16=2:4:1 最簡式為C2H4O，式量為44。 因?yàn)槠淠栙|(zhì)量為88g/moL， 故其分子式為 C4H8O25例：某有機(jī)物蒸汽對的相對密度為，.2g該有機(jī)物完全燃燒生成（標(biāo)況下）.344L，1.44g,求該有機(jī)物的分子式。解：設(shè)：有機(jī)物分子式為CXHyOz 已知其摩爾質(zhì)

3、量302g/moL=60 g/moL CXHYOZ +（x+y/4-z/2)O2 = xCO2 + y/2H2O 60g 22.4xL 9yg 1.2 g 1.344 L 1.44g 解得 x=3 y=8 z=1 分子式為C3H8O6例：已知某不飽和烴含碳元素.（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。moL烴完全燃燒后生成的全部被moL/LNaOH溶液1.5L吸收,根據(jù)所得溶質(zhì)的組成,推斷相應(yīng)不飽和烴的分子式,并填寫下表所得溶液中溶質(zhì)相應(yīng)烴的分子式12347解（1）不飽和烴的最簡式和化學(xué)式中原子個數(shù)比 C:H=85.71%/12:14.9%/1=1:2最簡式為CH2，分子式為CnH2n (2)NaOH溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的

4、量為 6moL（3）溶質(zhì)與相應(yīng)烴的判斷依據(jù)：全部生成Na2CO3,2NaOH + CO2 = Na2CO3 6moL 3moL n=3全部生成NaHCO3,NaOH + CO2 = Na2CO3 6moL 6moL n=6CnH2n n CO28所得溶液中溶質(zhì)相應(yīng)烴的分子式1234Na2CO3C3H6NaHCO3C6H12Na2CO3和NaHCO3C4H8 或C5H10Na2CO3和NaOHC2H4 所得溶質(zhì)及相應(yīng)不飽和烴的分子式CO236 Na2CO3 NaHCO39.由烴的燃燒反應(yīng)確定烴的分子式一、由烴及燃燒產(chǎn)物CO2、H2O的量確定分子式： 烴 : C : H = 1 : x : y，烴

5、分子式CxHy 1、CO2、H2O的量的求算： 直接由CO2、H2O的體積或質(zhì)量求得； 燃燒產(chǎn)物先通過濃硫酸，然后再通入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀，由濃硫酸的增重求得H2O的量，由沉淀的量求得CO2的量；(若通過堿石灰？) 燃燒產(chǎn)物直接通入澄清石灰水由沉淀的量求得CO2的量，再由石灰水的總質(zhì)量變化求得H2O的量； 若O2不足，燃燒產(chǎn)物中可能有CO，C元素的量是守恒的，只要求得CO、CO2、H2O的量即可。10 某烴完全燃燒，將產(chǎn)物通入過量的澄清石灰水中，得到20g白色沉淀，而濾液的質(zhì)量比原石灰水減少了5.8g，能否確定此烴的分子式。11確定有機(jī)物分子式的基本途徑 C、H、O元素的質(zhì)量 C、H、O元素的

6、質(zhì)量比 C、H、O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 燃燒產(chǎn)物的物質(zhì)的量 M=22.4d（d為標(biāo)況下密度） M=DM1（D為相對密度， M1為氣體 相對分子質(zhì)量） M=M1* a%+M2*b%+.最簡式相對分子質(zhì)量分子式 通過題目已知 數(shù)據(jù)計算討論有機(jī)物燃燒方程式計算討論12 （二）有機(jī)物燃燒問題 （5）由混合物燃燒耗O2量或生成CO2 和H2O的量確定混合物組成成份有機(jī)物燃燒常見題型（1）由烴完全燃燒生成CO2 和H2O的物質(zhì)的量之比確定烴的種類（2）烴燃燒耗O2量大小比較規(guī)律的應(yīng)用（3）烴燃燒前后氣體體積變化規(guī)律的應(yīng)用（4）含氧衍生物燃燒耗O2量與生成CO2量關(guān)系的應(yīng)用13 記住兩大燃燒通式 CXHY +（x

7、+y/4)O2 xCO2 + y/2H2O CXHYOZ +（x+y/4-z/2)O2 xCO2 + y/2H2O14例四：已知一定量某烴完全燃燒后生成二氧化碳8.8g和水5.4g，則該烴的化學(xué)式 A.C2H6 B.C3H6 C.C3H8 D.C4H6 方法：nCO2/nH2O等于1時為烯或環(huán)烷烴 nCO2/nH2O小于1時為烷烴 nCO2/nH2O大于1時為炔、二烯或苯的同系物等解：利用已知條件求最簡式。8.8gCO2含碳原子0.2mol，5.4gH2O含氫原子0.6mol,則最簡式為CH3。題中只有A符合15例五：在常溫常壓下，有兩種情況的下列烴在足量的氧氣中完全燃燒，消耗氧氣量最多的是

8、A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4H10 討論兩種情況 （1）等物質(zhì)的量時 （2）等質(zhì)量時16解（1） ：因?yàn)闊N完全燃燒生成CO2和H2O。 且每1moLC原子消耗1moLO2分子， 每4moL H原子消耗1moLO2分子。 故耗氧量與（x+y/4)有關(guān)。 所以 A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4H10 D 耗氧量最多.方法：判斷等物質(zhì)的量的不同烴CXHY燃燒時的耗O2，用（x+y/4)值大小即可快速確定耗氧的物質(zhì)的量。17.燃燒時的耗氧量問題：1、 1CxHy+ (x+ y/4)O2 xCO2+ y/2H2O1CxHyOz+ (x+ y/4 z/2)O2 xCO2

9、+ y/2H2O2、相同物質(zhì)的量的不同有機(jī)物比較耗氧量，只要比較(x+ y/4) 或(x+ y/4 z/2)。 若混合物中各組分每摩爾完全燃燒的耗氧量相同，則無論以任意比混合，當(dāng)混合物的總物質(zhì)的量一定時，混合物完全燃燒的耗氧量不變。如：H2與CO；C5H10與C6H6；C2H4與C2H6O等。 每摩爾完全燃燒的耗氧量相同的物質(zhì)，在組成上可能相差若干個H2O或CO2(如C2H4與C2H6O、C6H6與C7H6O2)，則分子量相差44n或18n或44n18m；也可以是分子中每多1個C原子時少4個H原子(如C5H10與C6H6)，則分子量相差8n。烴衍生物分子式CH2）m（CO2）n（H2O)p 1

10、8解（2）：因?yàn)闊N完全燃燒生成CO2和H2O。 且每12g C原子消耗1moLO2分子， 每4g H原子消耗1moLO2分子。 故耗氧量與H原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比所以 A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4H10 簡化為A.CH4 B.CH3 C.CH2.7 D.CH2.5 A H原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大,耗氧量最大. 方法：判斷等質(zhì)量的不同烴燃燒時的耗O2，可先簡化分子式變?yōu)镃HX,用X值大小即可快速確定耗氧量。(分子中H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，耗氧量越大)19.燃燒時的耗氧量問題：3、相同質(zhì)量的烴完全燃燒，比較耗氧量。可先簡化分子式變?yōu)镃HX,用X值大小即可快速確定耗氧量。則分子中H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越

11、大，耗氧量越大 若烴的混合物中各組分的C%(H%也一樣)相同，則無論以任意比混合，當(dāng)混合物的總質(zhì)量一定時，混合物完全燃燒的耗氧量不變。具體可以是：同分異構(gòu)體 最簡式相同的物質(zhì)C%(或H%)相同的物質(zhì)。*若有機(jī)物的混合物中各組分無論以任意比混合，只要總質(zhì)量一定時完全燃燒生成的CO2(或H2O)相同，則各組分的C%(或H%)相同。具體可以是：同分異構(gòu)體最簡式相同的物質(zhì)C%(或H%)相同的物質(zhì)。20例六：兩種氣態(tài)烴以任意比例混合，在378K時，1L混合烴與9L氧氣混合充分燃燒后恢復(fù)到原狀態(tài)，所得氣體體積仍為10L，下列各組中不符合條件的是 A. CH4 C2H4 B. CH4 C3H6 C. C2H

12、4 C3H4 D .C2H2 C3H6 21解：設(shè)混合氣體平均分子式為CXHY ， 充分燃燒化學(xué)方程式為 CXHY +（x+y/4)O2 = xCO2 + y/2H2O 1 x+y/4 x y/2 依題意有：1+x+y/4=x+y/2 解得：y=4 所以通過平均氫原子數(shù)等于4即可確定 A.CH4 C2H4 B.CH4 C3H6 C.C2H4 C3H4 D.C2H2 C3H6 選 B、D22結(jié)論:氣態(tài)烴類CXHY燃燒前后氣體體積大小變化是 當(dāng)生成物中的水為氣態(tài)時, 若Y等于4,則反應(yīng)前后氣體體積不變； 若Y大于4,則反應(yīng)后氣體體積增大； 若Y小于4,則反應(yīng)后氣體體積減小。 這一規(guī)律對于混合烴也能

13、適用23例七：常溫下，一種烷烴A和一種單烯烴B組成混合氣體，A或B分子最多只含4個碳原子，且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多。（1）將1L該混合氣體充分燃燒，在同溫同壓下得到2.5LCO2氣體。試推斷原混合氣體中A和B所有可能的組合及其體積比，并將結(jié)果填入下表：組合編號A的分子式B的分子式A和B的體積比（2）120。C時取1L該混合氣體與9L氧氣混合，充分燃燒后，當(dāng)恢復(fù)到120。C和燃燒前的壓強(qiáng)時，體積增大6.25%。試通過計算確定A和B的分子式24思路分析：據(jù)題中“1L混合氣體充分燃燒產(chǎn)生2.5LCO2”推廣1mol混合氣含2.5molC,由此用平均組成方法討論而突破。 解：(1)故烷烴A分子的

14、C數(shù)應(yīng)為12（小于2.5）烯烴B分子的C數(shù)應(yīng)為34 （大于2.5），再用十字交叉法即得A、B的物質(zhì)的量比即體積比。組合編號A的分子式B的分子式A和B的體積比1234CH4 CH4 C2H6C2H6C3H6C4H8C3H6C4H81:31:11:13:1 該混合烴的平均分子式C2.5Hy25(2)C2.5Hy+（2.5+y/4)O2 =2.5CO2 +y/2H2O(氣) V 1L 2.5+y/4 2.5L y/2 y/4-1 根據(jù)題意 y/4-1=(1+9)6.25% y=6.5 平均分子式C2.5H6.5 A的分子式為C2H6 ， B的分子式為C4H8 26例八： 烴衍生物分子式（CH2）m（

15、CO2）n（H2O)p ,當(dāng)它完全燃燒時，生成的CO2與消耗的O2在同溫同壓下體積比為1:1，則m:n的值為 A.1:1 B.2:3 C.1:2 D.2:127解：該烴的衍生物完全燃燒時只有CH2原子團(tuán) 耗O2且耗O2量為1.5m ,生成CO2量為(m+n) 依題意 (m+n) : 1.5m =1:1 m = 2n 選D結(jié)論:含氧衍生物分子式CXHYOZ完全燃燒 當(dāng)耗O2與生成的CO2物質(zhì)的量相等時, 化合物可表示為Cm(H2O)n 當(dāng)耗O2大于生成的CO2物質(zhì)的量時, 化合物可表示為(CXHY)m(H2O)n 當(dāng)耗O2小于生成的CO2物質(zhì)的量時, 化合物可表示為(CXOY)m(H2O)n （以上X，Y，z，m，n均為正整數(shù)）28例九：兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體0.1moL,完全燃燒得0.16mol二氧化碳和3.6g水，下列說法正確的是 A：混合氣體中一定有甲烷 B：混合氣體一定是甲烷和乙烯 C：混合氣體中一定沒有乙烷 D：混合氣體中一定有乙炔29解：物質(zhì)的量之比為： n(混合烴）：n(碳原子) ： n(氫原子）= 0.1：0.16：0.4 = 1：1.6：4?；旌蠚馄骄肿邮綖镃1.6H4，其可能的組