1、確定元素的組成
一般來說,有機物完全燃燒后,各元素對應的產(chǎn)物為C→CO2,H→H2O。若有機物完全燃燒后的產(chǎn)物只有CO2和H2O,則其組成的元素可能為C、H或C、H、O。欲判斷該有機物是否含有氧元素,首先應求出產(chǎn)物中CO2中的碳元素質(zhì)量及H2O中的氫元素的質(zhì)量,然后將這兩種元素的質(zhì)量相加,再和原有機物的質(zhì)量進行比較,若相等,則原有機物中不含氧元素,若不相等則原有機物中必定含有氧元素。
2、確定分子式
在確定有機物的組成元素之后,接下來根據(jù)題目條件來最終確定這幾種元素構成的物質(zhì)的分子式。在確定分子式進行計算的時候,通?梢圆捎靡韵聨追N計算方法。
方法一、實驗式法(即最簡式法)
根據(jù)有機物的分子式為最簡式的整數(shù)倍,利用其相對分子質(zhì)量及求得的最簡式便可
確定其分子式。如烴的最簡式求法為:
例1:某含C、H、O三元素的有機物,其C、H、O的質(zhì)量比為6:1:8,該有機物蒸汽的密度是相同條件下的H2密度的30倍,求該有機物的分子式。
【解析】該有機物中的原子個數(shù)比為
故其實驗式為CH2O,設其分子式為(CH2O)n,根據(jù)題意得:。
則該有機物的分子式為C2H4O2。
方法二、單位物質(zhì)的量法
根據(jù)題目中的已知條件,確定有機物的元素組成后,直接求出1mol該有機物中各元素原子的物質(zhì)的量,即可推算出分子式。若給出一定條件下該有機物氣體的密度(或相對密度)及各元素的質(zhì)量分數(shù),則求解分子式的基本途徑為:密度(或相對密度)→M→1mol有機物氣體中各元素原子的物質(zhì)的量→分子式。
例2:6.2g某有機物A完全燃燒后,生成8.8gCO2和5.4gH2O,并測得該有機物的蒸汽與H2的相對密度是31,求該有機物的分子式。
【解析】分別根據(jù)C、H的質(zhì)量守恒求得A中的C、H質(zhì)量分別為
m(C)=2.4g,m(H)=0.6g
m(C)+m(H)=3g<6.2g
所以有機物A中含有O元素,且m(O)=6.2g-3g=3.2g。
因為M(A)=31×2g/mol=62g/mol,故1molA中各元素原子的物質(zhì)的量分別為
則該有機物的分子式為C2H6O2。
方法三、列方程組法
若已知有機物的元素組成,則可直接設1個分子中所含各元素原子的個數(shù)分別為x、y、z,即設出有機物的分子式。如有機物中含有C、H或C、H、O元素的時候可以假設該有機物的分子式為CxHyOz,根據(jù)題設條件列方程組解得x、y、z,即可求出該有機物的分子式(當z=0的時候該有機物不含氧,否則含有氧元素)。
例3:0.2mol某有機物和0.4molO2在密閉容器中燃燒后的產(chǎn)物為CO、CO2和H2O(g),產(chǎn)物通過濃硫酸后,濃硫酸增重10.8g,再通過灼熱的CuO,充分反應后,CuO的質(zhì)量減輕3.2g,最后剩余氣體通過堿石灰被完全吸收,堿石灰的質(zhì)量增加17.6g。試求該有機物的分子式。
【解析】根據(jù)濃硫酸增重10.8g,得出m(H2O)=10.8g,根據(jù)通過灼熱CuO減輕3.2g,由方程式利用差量法可知m(CO)=5.6g,根據(jù)通過堿石灰增重17.6g可知總的CO2質(zhì)量為17.6g,即可計算出燃燒所得到的CO2質(zhì)量為:
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