由上可知，相同碳原子數(shù)的烯烴(環(huán)烷烴)與一元飽和醇完全燃燒時，耗氧量相同(把：相同碳原子數(shù)的炔烴(二烯烴)與醛(酮)及飽和二元醇完全燃燒時，耗氧量相同(醛：飽和二元醇：)；相同碳原子數(shù)的羧酸(酯)與三元醇完全燃燒，耗氧量相同(羧酸：→飽和三元醇：)

由于有機化合物中存在著同分異構(gòu)現(xiàn)象，因此一個分子式可能代表兩種或兩種以上具有不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。在這種情況下，知道了某一物質(zhì)的分子
式，常常可利用該物質(zhì)的特殊性質(zhì)，通過定性或定量實驗來確定其結(jié)構(gòu)式。例如：

　　根據(jù)乙醇的分子式和各元素的化合價，乙醇分子可能有兩種結(jié)構(gòu)：

　　為了確定乙醇究竟是哪一種結(jié)構(gòu)，我們可以利用乙醇跟鈉的反應(yīng)，做下面這樣一個實驗。實驗裝置如右下圖所示。在燒瓶里放入幾小塊鈉，從漏斗中緩緩滴入一定物質(zhì)的量的無水乙醇。乙醇跟適量鈉完全反應(yīng)放出的H2把中間瓶子里的水壓入量筒。通過測量量筒中水的體積（應(yīng)包括由廣口瓶到量筒的導管內(nèi)的水柱的體積），就可知反應(yīng)生成的H2的體積。

　　 討論2 下面是上述實驗的一組數(shù)據(jù)：

　　根據(jù)上述實驗所得數(shù)據(jù)，怎樣推斷乙醇的結(jié)構(gòu)式是（1），還是（2）呢？

　　由于0.100 mol C2H6O與適量Na完全反應(yīng)可以生成1.12 L H2，則1.00 mol
C2H6O與Na反應(yīng)能生成11.2 L H2，即0.5 mol H2，也就是1 mol H。這就是說在1個C2H6O分子中；只有1個H可以被Na所置換，這說明C₂H₆O分子里的6個H

　　中，有1個與其他5個是不同的。這一事實與（1）式不符，而與（2）式相符合。因此，可以推斷乙醇的結(jié)構(gòu)式應(yīng)為（2）式。

問題與思考

    1．確定有機物分子式一般有哪幾種方法？

　　2．運用“最簡式法”確定有機物分子式，需哪些數(shù)據(jù)？

　　3．如何運用“商余法”確定烴的分子式？

問題與思考（提示）

1、最簡式法；直接法；燃燒通式法；商余法（適用于烴的分子式的求法等

2、 ①有機物各元素的質(zhì)量分數(shù)（或質(zhì)量比）

　�、跇藴薁顩r下的有機物蒸氣的密度（或相對密度）

3、

　　則為烯烴，環(huán)烷烴．

　　②若余數(shù)=2，則為烷烴．

　　③若余數(shù)=-2，則為炔烴．二烯烴

　�、苋粲鄶�(shù)=-6，則為苯的同系物．

　　若分子式不合理，可減去一個C原子，加上12個H原子

有機物分子式的確定典型例題

例題精講

【例1】實驗測得某碳氫化合物A中，含碳80％、含氫20％，求該化合物的實驗式。又測得該化合物的相對分子質(zhì)量是30，求該化合物的分子式。

【解】：（1）實驗式是表示化合物分子所含各元素的原子數(shù)目最簡單整數(shù)比的式子，求化合物的實驗式即是求該化合物分子中各元素原子的數(shù)目（N）之比。

　　　　　　　　　　 =1∶3

　　該化合物的實驗式是CH₃。

　�。�2）設(shè)該化合物分子中含有n個CH₃，則：

　　該化合物的分子式是C₂H₆。

答：該碳氫化合物的實驗式是CH₃，分子式是C₂H₆。

【例2】2.3g某有機物A完全燃燒后，生成0.1 mol CO₂和 2.7gH₂O，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(jù)實驗，該有機物燃燒的產(chǎn)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(yīng)物中C、H質(zhì)量之和并與該有機物質(zhì)量進行比較后，才能作出判斷。該有機物的相對分子質(zhì)量，則可以利用實驗測出的相對密度來求。

【解】：（1）求2.3g該有機物中組成元素的質(zhì)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(zhì)量與H的質(zhì)量之和（1.5g）小于該有機物的質(zhì)量

　�。�2.3g），因此該有機物A中還含有O，其質(zhì)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(zhì)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(shù)目：

　　答：該有機物的分子式是C₂H₆O。

　【例3】0.60g某飽和一元醇 A，與足量的金屬鈉反應(yīng)，生成氫氣112mL（標準狀況）。求該一元醇的分子式。

　【解】：飽和一元醇的通式為C_nH_2n+1OH，該一元醇的摩爾質(zhì)量為

　　M（A）。

　　 　　　 ＝60g／mol

　　該一元醇的相對分子質(zhì)量是60。

　　根據(jù)該一元醇的通式，有下列等式：

　　12n+2n+1+16+1=60

　　 n＝3

　　答：該一元醇的分子式是C₃H₇OH。

　　[例4] 某烴含碳氫兩元素的質(zhì)量比為3∶1,該烴對H2的相對密度為8，試確定該烴的分子式．

　　分析：解法一：Mr=2×8=16，M=16g?mol-1，1mol烴中含C、H的物質(zhì)的量為：

　　所以該烴的分子式為CH₄．

　　解法二：烴分子中C、H原子個數(shù)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(tài)有機物在標準狀況下的密度為2.59g／L，第二種氣態(tài)有機物對空氣的相對密度為1.87，第三種氣態(tài)有機物在標準狀況下250mL質(zhì)量為0.49g．求這三種有機物的相對分子質(zhì)量．

　　分析：計算相對分子質(zhì)量有三種不同方法

　　1．根據(jù)標準狀況下氣體的密度計算相對分子質(zhì)量．根據(jù)標準狀況的氣體密度計算氣體的摩爾質(zhì)量，其數(shù)值即為相對分子質(zhì)量．M=22.4×d 如第一種有機物 M=22.4×2.59=58

　　2．根據(jù)氣體相對密度計算相對分子質(zhì)量．M=DA×MA用相對密度乘相對氣體的相對分子質(zhì)量．如第二種有機物M=1.87×29=54

　　3．根據(jù)標準狀況下，一定質(zhì)量氣體的體積計算相對分子質(zhì)量．

　　答案：58、54、 44

　　[例6] 某氣態(tài)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(jù)測得的氣體密度計算氣體的摩爾質(zhì)量，然后計算1mol氣態(tài)有機物中各元素原子的物質(zhì)的量，最后確定該氣態(tài)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(jù)已知先求出摩爾質(zhì)量，再據(jù)質(zhì)量分數(shù)求出碳氫原子個數(shù)比，然后找到最簡式式量與相對分子質(zhì)量的關(guān)系，最后確定分子式． M=8×2=16

　　所以最簡式為CH₄ 其式量=16

　　設(shè)分子式為（CH₄）_n

　　因為最簡式式量=相對分子質(zhì)量

　　所以分子式就是最簡式，即為CH₄

　　3．商余法：根據(jù)碳氫化合物中對其相對分子質(zhì)量碳、氫原子的影響大小，用碳相對原子質(zhì)量除以相對分子質(zhì)量，所得商的整數(shù)部分就是烴分子中所含碳原子數(shù)的最大值，而余數(shù)就是氫原子數(shù)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(jīng)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(yīng)方程式列出比例式求解類型．設(shè)烴分子式為C_xH_y，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(jù)實驗，該有機物燃燒的產(chǎn)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(yīng)物中C、H質(zhì)量之和并與該有機物質(zhì)量進行比較后，才能作出判斷．該有機物的相對分子質(zhì)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(zhì)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(zhì)量與H的質(zhì)量之和（1.5g）小于該有機物的質(zhì)量（2.3g），因此該有機物A中還含有O，其質(zhì)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(zhì)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(shù)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(tài)烴0.56L，在足量氧氣中充分燃燒，反應(yīng)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(tài)烴的分子式，并畫出其分子空間結(jié)構(gòu)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(guān)物質(zhì)量關(guān)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(jīng)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(zhì)量比，進而求得實驗式．再根據(jù)題中該氣態(tài)烴在標準狀況下的密度，求得其相對分子質(zhì)量．最后由實驗式和相對分子質(zhì)量．判斷它的分子組成．然而本題所給數(shù)據(jù)，求得實驗式為CH4．依據(jù)烴的分子組成中，C原子個數(shù)為n時，H原子的最多個數(shù)不大于（2n+2）個的規(guī)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(zhì)的量，從而求得烴分子中C、H元素原子個數(shù)，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(zhì)量為16．而相對分子質(zhì)量為16的烴，是相對分子質(zhì)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(jié)構(gòu)的正四面體分子構(gòu)型．

　　答案：

　　解法1：

　　設(shè)該烴中C、H元素的質(zhì)量分別為x、y g．

　　根據(jù)題意和題中數(shù)據(jù)：

　　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(shù)比

　　該烴實驗式為CH4，式量為16．

　　該烴相對分子質(zhì)量=0.717×22.4=16

　　該烴分子式為CH4，其分子空間結(jié)構(gòu)示意圖見下一解法的解題過程．

　　解法2：

　　設(shè)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）

　　該烴分子式為CH₄．其分子空間結(jié)構(gòu)示意圖為

　　解法3：

　　該烴摩爾質(zhì)量=0.717×22.4=16（g／mol），只能是有機物中相對分子質(zhì)量最小的CH4．

　　[答案]（略）．

　　[例10] 標準狀況下4.48L某烯烴和CO的混合氣體與足量的氧氣混合點燃，使之反應(yīng)，將反應(yīng)完畢后生成的氣體通過濃硫酸，濃硫酸增重7.2g，并測得剩余氣體中CO2為11.2L（標準狀況），求此烯烴分子式．

　　
　　燒方程式列方程求解．

　　設(shè)混氣中烯烴為xmol，則CO為（0.2-x）mol．

　　答案：烯烴分子式為C₄H₈．

[例11] 某有機物的蒸氣完全燃燒時需三倍于其體積的氧氣，產(chǎn)生二倍于其體積的CO₂，該有機物可能是 [ 　]．

　　　　A．C₂H₄ 　　B．C₂H₅OH　　　　C．CH₃CHO 　D．CH₃COOH

　　分析：首先判斷為C₂化合物，但無助于選擇，因為4個選項均是C₂化合物，故關(guān)鍵是利用耗氧量進行選擇．關(guān)于耗氧量的選擇有兩種解法求解．

　　解法一 用通式求解．由：

　　得：A．C₂H₄～3O₂ B．C₂H₅OH～3O₂

　　解法二 用“氫二氧一可內(nèi)消”原則求解．關(guān)于（B）、（C）、（D）三項，均是烴的含氧衍生物，不必用常規(guī)關(guān)系式C_xH_yO_z～（x+

　　C_xH_y（z可為0），即：（B）C₂H₅OH～C₂H₄（C）CH₃CHO～C₂H₂（D）CH₃COOH～C₂

　　答案：AB

[例12] mg的飽和一元醇，在氧氣中完全燃燒后，產(chǎn)生14.4g水和13.44L（標準狀況下）二氧化碳氣體．

　�。�1）試確定該醇的化學式．

　　（2）m的值是多少？

　　分析：根據(jù)mg飽和一元醇燃燒后產(chǎn)生的水和CO2的量可分別求得mg飽和一元醇中H和C的物質(zhì)的量，二者之比正好等于飽和一元醇通式CnH2n+2O中2n+2與n的比，于是可求得n值，從而就能確定其化學式．再根據(jù)化學式和其燃燒方程式及產(chǎn)生CO2或水的差，就能求出m的值．

　　（1）設(shè)飽和一元醇的化學式為C_nH_2n+2O

　　該飽和一元醇的化學式為C₃H₈O．

　　60∶m=3∶0.6 m=12

　　答案：（1）C₃H₈O

　�。�2）m=12

實戰(zhàn)演練

1.常溫常壓下，等質(zhì)量的以下各烴分別在足量的O₂充分燃燒，消耗O₂最多的是(    )；等物質(zhì)的量的下列各烴分別在足量O₂中充分燃燒，消耗O₂最多的是(    )?

A.甲烷          B.乙烯          C.丙炔          D.丁烷?

2.1.01×10⁵Pa，120℃時，某氣態(tài)烴在密閉容器中與過量O₂混和點燃，完全反應(yīng)后，保持溫度，壓強不變，體積增大的是(    )?

A.CH₄          B.C₂H₆          C.C₃H₄          D.C₂H₂?

3.充分燃燒等物質(zhì)的量的下列有機物，在相同條件下需要氧氣最多的是(    )?

A.C₄H₈O₂          B.C₄H₁₀          C.C₂H₆O₂          D.C₂H₂?

4.充分燃燒等質(zhì)量的下列各組有機物，在相同條件下需O₂的體積不完全相同的一組是(    )?

A.乙炔、苯                B.乙醇、甲醚(CH₃-O-CH₃)?

C.丙炔、異丙苯            D.環(huán)丙烷、丙醇?

5.某有機物在氧氣中完全燃燒時，其蒸氣與消耗的氧氣及生成的二氧化碳在同溫同壓下的體積比為1∶4∶3，該有機物不可能是(    )?

A.C₃H₄          B.C₃H₈O₂          C.C₃H₆O          D.C₃H₆O₂?

6.一定量的某有機物完全燃燒后，將燃燒產(chǎn)物通過足量的石灰水，經(jīng)過濾可得沉淀10g，但稱量濾液時，其質(zhì)量只比原石灰水減少2.9g，則此有機物可能是(    )?

A.乙烯          B.乙二醇          C.乙醇          D.乙醚?

7.經(jīng)測定C₃H₇OH和C₆H₁₂組成的混合物中氧的質(zhì)量分數(shù)為8%，則此混合物中氫的質(zhì)量分數(shù)是(    )?

A.78%          B.22%          C.14%          D.13%?

8.某有機物含C52.2%，含H13.0%；該有機物1g與足量金屬鈉反應(yīng)，標況下生成0.243LH₂，則該有機物的分子式為(    )?

A.C₂H₆O          B.C₂H₄O₂          C.CH₄O          D.C₄H₁₀O?

9.某烴含C元素為83%，則該烴的分子式為____________，若某烴的分子量為128，則分子式可能為____________或____________。?

10.若A、B都是可燃物，當①A、B是兩種分子量不等的無機物，相同條件下混合后總體積一定；②A、B是兩種分子量相等的有機物，相同條件下混合后，總質(zhì)量一定。符合上述情況的A、B混合物，無論A、B以何種比例混合，完全燃燒后消耗氧氣的質(zhì)量不變。試分別寫出符合上述情況的無機物分子式和有機物結(jié)構(gòu)簡式各一組，并說明A、B應(yīng)滿足的條件：

(1)無機物一組的分子式____________、____________；應(yīng)滿足的條件是_________。?

(2)有機物一組的結(jié)構(gòu)簡式____________、____________；應(yīng)滿足的條件是___________。

11.各寫二種你學過的有機物的結(jié)構(gòu)簡式，其燃燒后產(chǎn)生CO₂、H₂O(g)體積比符合下列比值的?(1)V(CO₂)/V（H₂O）=2?

有____________  ____________?

(2)V(CO₂)/V(H₂O)=1/2?

有____________  ____________?

12.某烴分子中碳和氫的質(zhì)量比為5∶1，則該烴的分子式為____________推導理由是：____________?

13.已知分子式符合［(CO)_n(H₂O)_m］(n和m均為正整數(shù))的各種有機物，它們完全燃燒時消耗的O₂和生成的CO₂的體積比總是1∶2，現(xiàn)有一些含C、H、O三種元素的有機物，它們完全燃燒時的消耗O₂和生成CO₂的體積比是3∶4，若它們的分子式用［(C_xO_y)n(H₂O)_m］表示。

(1)［(C_xO_y)_n(H₂O)_m］(m、n均為正整數(shù))中，x=____________，y=____________

(2)這些有機物中相對分子質(zhì)量最小的化合物的分子式是____________?

(3)某兩種碳原子數(shù)相同的上述有機物，它們的相對分子質(zhì)量分別為a和b(a＜b)，則b-a必定是____________(填一個數(shù)字)的整數(shù)倍。?

14.在常溫下的一密閉容器中先放入1.56gNa₂O₂，然后再通入O₂，再通入C₂H₆，用電火花引燃，直至反應(yīng)完全為止，恢復到原溫度，容器內(nèi)壓強近似為零。?

(1)相同條件下，通入O₂和C₂H₆的體積比的取值范圍是____________?

(2)通入O₂的量不能超過____________________g

15.0.2mol有機物和0.4molO₂在密閉容器中燃燒后產(chǎn)物為CO₂，CO和H₂O(g)。產(chǎn)物經(jīng)過濃H₂SO₄后，質(zhì)量增加10.8g；再通過灼熱的CuO，充分反應(yīng)后，CuO質(zhì)量減輕3.2g，最后氣體再通過堿石灰被完全吸收，質(zhì)量增加17.6g?

(1)試推斷該有機物的分子式?

(2)若0.2mol該有機物恰恰將與9.2g金屬鈉完全反應(yīng)，試確定該有機物的結(jié)構(gòu)簡式

16.某種橡膠分解產(chǎn)物為碳氫化合物。對這種碳氫化合物做以下實驗：(1)若取一定量該碳氫化合物完全燃燒，使燃燒后的氣體通過盛濃H₂SO₄的洗氣瓶；增重0.72g，再通過石灰水，石灰水增重2.2g；(2)經(jīng)測定，該碳氫化合物(氣體)的密度是相同狀況下氫氣密度的34倍；(3)該碳氫化合物0.1mol能和32g溴起加成反應(yīng)；(4)經(jīng)分析，在(3)的生成物中，溴原子分布在不同的碳原子上，且分子中有一個C原子在支鏈上。試推斷：?

(1)該碳氫化合物的結(jié)構(gòu)簡式為____________，名稱為____________。?

(2)該橡膠的結(jié)構(gòu)簡式為_____________，名稱為____________?