2025年高中化學確定有機物分子式和結(jié)構式（含例題解析）一、利用有機物燃燒反應的方程式進行計算有關化學方程式由上可知，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：)二、通過實驗確定乙醇的結(jié)構式由于有機化合物中存在著同分異構現(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)構的物質(zhì)。在這種情況下，知道了某一物質(zhì)的分子式，常?？衫迷撐镔|(zhì)的特殊性質(zhì)，通過定性或定量實驗來確定其結(jié)構式。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：為了確定乙醇究竟是哪一種結(jié)構，我們可以利用乙醇跟鈉的反應，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），就可知反應生成的H2的體積。討論：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)構式是（1），還是（2）呢？由于0.100molC2H6O與適量Na完全反應可以生成1.12LH2，則1.00mol

C2H6O與Na反應能生成11.2LH2，即0.5molH2，也就是1molH。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)構式應為（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）②標準狀況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④若余數(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一、有機物分子式的確定例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0.1molCO2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：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，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CnH2n+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=60n＝3答：該一元醇的分子式是C3H7OH。二、通過實驗確定乙醇的結(jié)構式例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=582．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=543．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CH42．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(zhì)量,所以分子式就是最簡式，即為CH43．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．CH4B．C3H8C．C4H10D．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=6y=12答案：D．例8

2.3g某有機物A完全燃燒后，生成0.1molCO2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：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(zhì)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(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)構的正四面體分子構型．答案：解法1：設該烴中C、H元素的質(zhì)量分別為x、yg．根據(jù)題意和題中數(shù)據(jù)：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∶x0.56∶22.4=0.9∶yx=44（g）

y=36（g）該烴分子式為CH4．其分子空間結(jié)構示意圖為解法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．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，將反應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．C2H5OHC．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，故關鍵是利用耗氧量進行選擇．關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．關于（B）、（C）、（D）三項，均是烴的含氧衍生物，不必用常規(guī)關系式CxHyOz～（x+CxHy（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13.44