高中有機化學(xué)內(nèi)容,知識脈絡(luò)比較清晰,有機物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系比較容易理清。但有一部分題目,方法性較強,比如有機物分子式的確定。有機物分子式的確定是有機化學(xué)?？嫉膬?nèi)容之一,對于剛接觸有機化學(xué)的高一學(xué)生,可以在講完烴的內(nèi)容之后,通過對烴分子式的確定來歸納總結(jié),以提高學(xué)生解化學(xué)題的水平,并且培養(yǎng)他們的化學(xué)思維。

　　高中化學(xué)有機物分子式的確定方法一、直接求算法

　　直接計算出1mol氣體中各元素原子的物質(zhì)的量，推出分子式。步驟為：密度(或相對密度)→摩爾質(zhì)量→1mol氣體中各元素的原子個數(shù)→分子式。

　　例1.0.1L某氣態(tài)烴完全燃燒，在相同條件下測得生成0.1LCO2和0.2L水蒸氣且標(biāo)準(zhǔn)狀況下其密度為0.717g / L,該烴的分子式是：( )

　　A. CH4 B. C2H4 C. C2H2 D. C3H6

　　解析:由M=0.717g /L*22.4 L/mol=16 g/mol,可求N(C)= 0.1 L/0.1 L=1, N(H)= 0.2 L*2/0.1 L=4,即1mol該烴中含1mol C, 1mol H,則其分子式為CH4,

　　高中化學(xué)有機物分子式的確定方法二、最簡式法

　　通過有機物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量，確定有機物的最簡式(即各原子最簡整數(shù)比)，再由烴的相對分子質(zhì)量來確定分子式。

　　烴的最簡式的求法為：N(C):N(H)=(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/12):(氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/1)=a:b(最簡整數(shù)比)。

　　例1.某氣態(tài)烴含碳85.7%，氫14.3%。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，它的密度是1.875 g /L，則此烴的化學(xué)式是_______。

　　解析：由M=1.875g /L*22.4 L/mol=42g/mol, N(C):N(H)=( 85.7%/12):(14.3%/1)=1:2, 最簡式為CH2，該烴的化學(xué)式可設(shè)為(CH2)n，最簡式式量為14，相對分子質(zhì)量為42，n=3,此烴為C3H6。

　　練習(xí)：某烴完全燃燒后生成8.8gCO2和4.5g水。已知該烴的蒸氣對氫氣的相對密度為29，則該烴的分子式為_______。答案：C4H10

　　注意:某些特殊組成的最簡式,可直接確定其分子式。如最簡式為CH4的烴中，氫原子數(shù)為四,已經(jīng)飽和，其最簡式就是分子式。

　　高中化學(xué)有機物分子式的確定方法三、通式法

　　若已知烴的種類可直接設(shè)，烷烴設(shè)為CnH2n+2, 烯烴設(shè)為CnH2n,炔烴設(shè)為CnH2n-2,苯及苯的同系物設(shè)為CnH2n-6;若為不確定分子則設(shè)為CxHy.

　　例1.若1 mol某氣態(tài)烴CxHy完全燃燒，需用3 mol O2，則( )

　　A. x=2,y=2 B. x=2,y=4 C. x=3,y=6 D. x=3, y=8

　　解析：由烴的燃燒方程式CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+y/2H2O，依題意x+y/4=3，y=12-4x，代入驗證，符合選項為x=2,y=4，選B。

　　高中化學(xué)有機物分子式的確定方法四、商余法

　　方法一：用烴的相對分子質(zhì)量除以14，看商數(shù)和余數(shù)。其中商數(shù)A為烴分子中碳原子的個數(shù)

　　方法二：若烴的類別不確定，可用相對分子質(zhì)量M

　　除以12，看商數(shù)和余數(shù)。

　　例1. 某有機物A的相對分子質(zhì)量為128，若A是烴，則它的分子式可能是_______。

　　解析：用方法二做，128/12=10……8，則分子式為C10H8，但也可能10個12中的一個12為12個氫，則分子式為 C9H20。因此，可能的分子式為C10H8或C9H20。

　　高中化學(xué)有機物分子式的確定方法五、平均值法

　　當(dāng)烴為混合物時,一般是設(shè)平均分子式,結(jié)合反應(yīng)方程式及其他條件求出平均組成,利用平均值的含義確定混合烴可能的分子式.

　　例1. 20mL兩氣態(tài)烴組成的混合物，跟足量O2混合后完全燃燒，當(dāng)產(chǎn)物通過濃H2SO4體積減少30mL，然后通過堿石灰體積減少40mL(氣體體積均在同溫同壓下測得)，問：這種混合物的組成可能有幾種?

　　解析：N(C)= 0.04 L/0.02 L=2, N(H)= 0.03 L*2/0.02 L=3,即該烴分子式為C2H3。此烴中必含C2H2，其組成可能為C2H2和C2H4或C2H2和C2H6。

　　另外，有時也利用平均相對分子質(zhì)量來確定其可能的組成，此時，采用十字交叉法計算較為簡捷。若兩混合氣態(tài)烴，平均相對分子質(zhì)量小于或等于26，則該烴中必含有甲烷。

　　練習(xí)：兩種氣態(tài)烴的混合物，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其密度是1.16g /L，則關(guān)于此混合物的組成說法正確的是( )

　　A. 一定有甲烷

　　B. 一定有乙烷組成

　　C. 可能是甲烷和戊烷的混合物

　　D. 可能是乙烷和丙烷的混合物

　　答案：A.

　　高中化學(xué)有機物分子式的確定方法六、差量法

　　利用燃燒的化學(xué)方程式，通過反應(yīng)前后氣體體積的變化確定分子式。

　　例1. 室溫時，20mL某氣態(tài)烴與過量氧氣混合，完全燃燒后的產(chǎn)物通過濃硫酸，再恢復(fù)到室溫，氣體體積減少了50mL，剩余氣體再通過苛性鈉溶液，體積減少了40mL。則該氣態(tài)烴的分子式。

　　解析：設(shè)氣態(tài)烴分子式為CxHy

　　CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+y/2H2O 體積差

　　1　　x+y/4　　　　x 　 1+y/4

　　20mL 40mL 50mL

　　求得x=2,y=6，其分子式為 C2H6。

　　練習(xí)：120℃時，1體積某烴和4體積O2混合，完全燃燒后，恢復(fù)到原來的溫度和壓強，體積不變，則該烴所含的碳原子數(shù)不可能是( )

　　A. 1 B. 2 C.3 D.4

　　答案: D

　　注意，溫度在100℃以上時，氣態(tài)混合烴與足量的氧氣充分燃燒后;若總體積保持不變，則原混合烴中的氫原子平均數(shù)為4;若總體積增大，則原混合烴中的氫原子平均數(shù)大于4;若總體積減小，則原混合烴中的氫原子平均數(shù)小于4，必含有C2H2。烴類燃燒前后氣體總體積的變化與分子中的碳原子數(shù)無關(guān)，主要取決于烴分子中的氫原子數(shù)及水的狀態(tài)。

　　小結(jié)：對于確定烴分子式的題目，要注意分析題目所給條件，再選擇適當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

　　七、有機化學(xué)復(fù)習(xí)中的30個常見誤區(qū)總結(jié)剖析

　　1、誤認(rèn)為有機物均易燃燒。

　　如四氯化碳不易燃燒，而且是高效滅火劑。

　　2、誤認(rèn)為二氯甲烷有兩種結(jié)構(gòu)。

　　因為甲烷不是平面結(jié)構(gòu)而是正四面體結(jié)構(gòu)，故二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)。

　　3、誤認(rèn)為碳原子數(shù)超過4的烴在常溫常壓下都是液體或固體。

　　新戊烷是例外，沸點9.5℃，氣體。

　　4、誤認(rèn)為可用酸性高錳酸鉀溶液去除甲烷中的乙烯。

　　乙烯被酸性高錳酸鉀氧化后產(chǎn)生二氧化碳，故不能達(dá)到除雜目的，必須再用堿石灰處理。

　　5、誤認(rèn)為雙鍵鍵能小，不穩(wěn)定，易斷裂。

　　其實是雙鍵中只有一個鍵符合上述條件。

　　6、誤認(rèn)為烯烴均能使溴水褪色。

　　如癸烯加入溴水中并不能使其褪色，但加入溴的四氯化碳溶液時卻能使其褪色。因為烴鏈越長越難溶于溴水中與溴接觸。

　　7、誤認(rèn)為聚乙烯是純凈物。

　　聚乙烯是混合物，因為它們的相對分子質(zhì)量不定。

　　8、誤認(rèn)為乙炔與溴水或酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的速率比乙烯快。

　　大量事實說明乙炔使它們褪色的速度比乙烯慢得多。

　　9、誤認(rèn)為塊狀碳化鈣與水反應(yīng)可制乙炔，不需加熱，可用啟普發(fā)生器。

　　由于電石和水反應(yīng)的速度很快，不易控制，同時放出大量的熱，反應(yīng)中產(chǎn)生的糊狀物還可能堵塞球形漏斗與底部容器之間的空隙，故不能用啟普發(fā)生器。

　　10、誤認(rèn)為甲烷和氯氣在光照下能發(fā)生取代反應(yīng)，故苯與氯氣在光照(紫外線)條件下也能發(fā)生取代。

　　苯與氯氣在紫外線照射下發(fā)生的是加成反應(yīng)，生成六氯環(huán)己烷。

　　11、誤認(rèn)為苯和溴水不反應(yīng)，故兩者混合后無明顯現(xiàn)象。

　　雖然二者不反應(yīng)，但苯能萃取水中的溴，故看到水層顏色變淺或褪去，而苯層變?yōu)槌燃t色。

　　12、誤認(rèn)為用酸性高錳酸鉀溶液可以除去苯中的甲苯。

　　甲苯被氧化成苯甲酸，而苯甲酸易溶于苯，仍難分離。應(yīng)再用氫氧化鈉溶液使苯甲酸轉(zhuǎn)化為易溶于水的苯甲酸鈉，然后分液。

　　13、誤認(rèn)為石油分餾后得到的餾分為純凈物。

　　分餾產(chǎn)物是一定沸點范圍內(nèi)的餾分，因為混合物。

　　14、誤認(rèn)為用酸性高錳酸鉀溶液能區(qū)分直餾汽油和裂化汽油。

　　直餾汽油中含有較多的苯的同系物;兩者不能用酸性高錳酸鉀鑒別。

　　15、誤認(rèn)為鹵代烴一定能發(fā)生消去反應(yīng)。

　　16、誤認(rèn)為烴基和羥基相連的有機物一定是醇類。

　　苯酚是酚類。

　　17、誤認(rèn)為苯酚是固體，常溫下在水中溶解度不大，故大量苯酚從水中析出時產(chǎn)生沉淀，可用過濾的方法分離。

　　苯酚與水能行成特殊的兩相混合物，大量苯酚在水中析出時，將出現(xiàn)分層現(xiàn)象，下層是苯酚中溶有少量的水的溶液，上層相反，故應(yīng)用分液的方法分離苯酚。

　　18、誤認(rèn)為乙醇是液體，而苯酚是固體，苯酚不與金屬鈉反應(yīng)。

　　固體苯酚雖不與鈉反應(yīng)，但將苯酚熔化，即可與鈉反應(yīng)，且比乙醇和鈉反應(yīng)更劇烈。

　　19、誤認(rèn)為苯酚的酸性比碳酸弱，碳酸只能使紫色石蕊試液微微變紅，于是斷定苯酚一定不能使指示劑變色。

　　“酸性強弱”≠“酸度大小”。飽和苯酚溶液比飽和碳酸的濃度大，故濃度較大的苯酚溶液能使石蕊試液變紅。

　　20、誤認(rèn)為苯酚酸性比碳酸弱，故苯酚不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)。

　　苯酚的電離程度雖比碳酸小，但卻比碳酸氫根離子大，所以由復(fù)分解規(guī)律可知：苯酚和碳酸鈉溶液能反應(yīng)生成苯酚鈉和碳酸氫鈉。

　　21、誤認(rèn)為欲除去苯中的苯酚可在其中加入足量濃溴水，再把生成的沉淀過濾除去。

　　苯酚與溴水反應(yīng)后，多余的溴易被萃取到苯中，而且生成的三溴苯酚雖不溶于水，卻易溶于苯，所以不能達(dá)到目的。

　　22、誤認(rèn)為苯酚與溴水反應(yīng)生成三溴苯酚，甲苯與硝酸生成TNT，故推斷工業(yè)制取苦味酸(三硝基苯酚)是通過苯酚的直接硝化制得的。

　　此推斷忽視了苯酚易被氧化的性質(zhì)。當(dāng)向苯酚中加入濃硝酸時，大部分苯酚被硝酸氧化，產(chǎn)率極低。工業(yè)上一般是由二硝基氯苯經(jīng)先硝化再水解制得苦味酸。

　　23、誤認(rèn)為只有醇能形成酯，而酚不能形成酯。

　　酚類也能形成對應(yīng)的酯，如阿司匹林就是酚酯。但相對于醇而言，酚成酯較困難，通常是與羧酸酐或酰氯反應(yīng)生成酯。

　　24、誤認(rèn)為醇一定可發(fā)生去氫氧化。

　　本碳為季的醇不能發(fā)生去氫氧化，如新戊醇。

　　25、誤認(rèn)為飽和一元醇被氧化一定生成醛。

　　當(dāng)羥基與叔碳連接時被氧化成酮，如2-丙醇。

　　26、誤認(rèn)為醇一定能發(fā)生消去反應(yīng)。

　　甲醇和鄰碳無氫的醇不能發(fā)生消去反應(yīng)。

　　27、誤認(rèn)為酸與醇反應(yīng)生成的有機物一定是酯。

　　乙醇與氫溴酸反應(yīng)生成的溴乙烷屬于鹵代烴，不是酯。

　　28、誤認(rèn)為酯化反應(yīng)一定都是“酸去羥基醇去氫”。

　　乙醇與硝酸等無機酸反應(yīng)，一般是醇去羥基酸去氫。

　　29、誤認(rèn)為凡是分子中含有羧基的有機物一定是羧酸，都能使石蕊變紅。

　　硬脂酸不能使石蕊變紅。

　　30、誤認(rèn)為能使有機物分子中引進(jìn)硝基的反應(yīng)一定是硝化反應(yīng)。

　　乙醇和濃硝酸發(fā)生酯化反應(yīng)，生成硝酸乙酯。