有机计算题及解析

（一）求有机物相对分子质量根据化学方程式的有关计算求物质的相对分子质量《例1》某饱和一元醇3.2克跟足量的钠反应,放出的氢气在标况状况下的体积为1120毫升,求这饱和一元醇的相对分子质量？解:设饱和一元醇为R－OH,相对分子质量为x2ROH+2Na2RONa+H22xg22.4L3.2g1.12L232224112x...x=32（二）求有机物的分子式《例2》某气态烃含碳、氢元素质量比为6∶1,又知同温、同压下该气体密度为氢气密度的14倍,求该烃的分子式:解Ⅰ:根据相对分子质量、通过最简式求分子式该烃的摩尔质量M=14×2g/mol=28g/mol该烃n(C)∶n(H)=612∶11=1∶2最简式CH2式量=12+2=14分子量式量28142∴分子式为C2H4解Ⅱ:根据相对分子质量、通过计算每摩物质所含各元素的原子的“物质的量”求分子式该烃的摩尔质量M=14×2g/mol=28g/mol1摩该烃分子量n(C)=1mol28g/mol6712g/mol2mol1摩该烃分子量n(H)=1mol28g/mol171g/mol4mol∴该烃分子式为C2H4《例3》某气态有机物标准状况下密度为1.34克/升,取1.50克该有机物在足量的氧气中燃烧。将所得气体通过装有浓H2SO4的洗气瓶后再通过碱石灰干燥管,结果洗气瓶和干燥管分别增重0.9克和2.2克,测得尾气中除氧气外无其它物质,求该有机物的分子式？解Ⅰ:根据有机物燃烧化学方程式（通式）求分子式摩尔质量M=1.34g/L×22.4L/mol=30g/molCHO(xy4z2)OxCOy2HOxyz222点燃30gxmoly2mol1.50g2.244mol0.918mol301.5x0.05x=1301.5y20.05y=2M=301×12+1×2+16×z=30z=1∴分子式CH2O答（略）解Ⅱ:根据反应关系式求分子式摩尔质量M=1.34g/L×22.4L/mol=30g/mol关系式C～CO212g44gx2.2g12x442.2x=0.6g2H～H2O2g18gy0.9g2y180.9y=0.1g0.6g+0.1g1.50g∴有机物中含氧元素n(C)∶n(H)∶n(O)=0612.∶011.∶150060116...=1∶2∶1最简式CH2O式量=30分子量式量30301∴分子式CH2O答（略）《例4》某气态不饱和烃在标准状况下的密度为2.41克/升。取0.54克该烃恰与浓度为0.2摩/升的溴水100毫升完全反应,使溴水完全褪色。求该烃的分子式、结构简式及名称？根据有机物分子式通式求有机物分子式解:摩尔质量M=2.41g/L×22.4L/mol=54g/moln(CxHy)=0.54g54g/mol0.01moln(Br2)=0.2mol/L×0.1L=0.02moln(CH)n(Br)0.01mol0.02molxy212∴该烃为炔烃或二烯烃依据CnH2n－2通式12n+2n－2=54n=4∴分子式为C4H6结构简式名称:1—丁炔名称:2—丁炔名称:1,3—丁二烯《例5》标准状况下10毫升某气态烷烃跟80毫升过量的氧气混合,通入一个容积为90毫升的密闭容器中点火爆炸后,恢复到原状态,测得的压强为原来的55.56%。求烷烃的分子式？解Ⅰ:利用燃烧化学方程式计算CnH2n+2+3n12O2点燃nCO2+(n+1)H2O（标况下水为液态）1mL3n12mLnmL10mLx10nmL1103n2xx=5(3n+1)mL依据题意805(3n1)10n1080100%55.56%n5∴烷烃的分子式为C5H12解Ⅱ:根据反应前后压强变化,通过差量法求有机物分子式CH3n12OnCO(n1)HO()nn2n2222点燃液态减少1mol13n12n(mol)10mol(10+80)·(1－55.56%)(mol)110n3240n5∴烷烃分子式为C5H12《例6》某有机物由C、H、O三种元素组成,分子中含有8个原子。1摩该有机物含有46摩质子,完全燃烧该有机物在相同条件下测定CO2和水蒸气体积比为2∶1。取2.7克该有机物恰好与1摩/升的碳酸钠溶液30毫升完全反应,求(1)有机物分子式？(2)有机物结构简式？利用解联立方程组法求有机物分子式解:设有机物分子式CxHyOz根据题意VV21COHO22∴n(C)n(H)11xyz8x26xy8z46y2xyz4∴分子式C2H2O4n(CHO)n(NaCO)2.79010.030.030.031122423∴有机物为二元羧酸结构简式（三）有机物燃烧问题《例7》一定量的甲烷不完全燃烧,生成由CO、CO2和H2O（气）组成的混合气体49.6克,将混合气体缓慢通过无水CaCl2并作用完全、CaCl2质量增加25.2克,计算混合气中CO、CO2和H2O（气）的物质的量？若将此甲烷完全燃烧还缺少标准状况下多少升氧气？解Ⅰ:常规方法，通过联立方程组法解题:由题意得知m(H2O)=25.2g∴n(HO)25.2g18g/mol1.4mol2m(CO)+m(CO2)=49.6g－25.2g=24.4g∵关系式CH4～2H2O1mol2mol0.7mol1.4mol∴n(CO)+n(CO2)=0.7mol设:生成CO的物质的量为x、生成CO2物质的量为y。xy0.7x0.4mol28x44y24.4y0.3mol设:此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为z2COO2点燃2CO22mol22.4L0.4molz204224..zz=4.48(L)解Ⅱ:通过平均值法解题由题意得知m(H2O)=25.2g∴n(H2O)=25.2g18g/mol=1.4mol∴m(CO)+m(CO2)=49.6g－25.2g=24.4g∵关系式CH4～2H2O1mol2mol0.7mol1.4mol∴n(CO)+n(CO2)=0.7mol∴CO与CO2混合气平均摩尔质量M24.4g0.7mol2447(g/mol)十字交叉法∴n(CO)=0.7mol47=0.4moln(CO2)=0.7mol34=0.3mol设此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为x2CO+O2点燃2CO22mol22.4L0.4molx20.422.4xx4.48(L)解Ⅲ:通过极限法解题由题意得知m(H2O)=25.2g∴n(H2O)=25.2g18g/mol=1.4mol∴m(CO)+m(CO2)=49.6g－25.2g=24.4g∵关系式CH4～2H2O1mol2mol0.7mol1.4mol∴n(CH4)=0.7mol∴完全燃烧生成CO2的质量应为0.7mol×44g/mol=30.8g与实际燃烧产物质量的差量为30.8－24.4=6.4g即CO完全燃烧所需O原子的质量∴n(CO)=0.4moln(CO2)=0.3mol甲烷完全燃烧还需标况下氧气0.2mol《例8》把MmolH2和NmolC2H4混合,在一定条件下使它们一部分发生反应生成WmolC2H6,将反应后所得的混合气体完全燃烧,消耗氧气的物质的量为多少？利用守恒法解决可燃物完全燃烧时耗氧量分析:反应过程∴不用讨论和计算多少H2、多少C2H4参加了反应及剩余多少H2、C2H4再按混合物各成分计算耗氧量。可按反应物各组分,分别计算它们完全燃烧耗氧量即为答案。解:2H2+O2点燃2H2OC2H4+3O2点燃2CO2+2H2O2mol1mol1mol3molMmolM2molNmol3Nmol∴耗氧量为M23N(mol)《例9》标准状况下,将1升CH4、2升C2H6的混合气体,向该混合气体通入相同状况下50升的空气,完全燃烧后,所得气体经干燥恢复到原状态,气体总体积为多少升？利用差量法解题解:V50L21%10.5O2升CH4～2O2C2H6～72O21升2升2升7升2升+7升10.5升∴CH4、C2H6适量CH2OCO2HOV4222点燃（液态）减1升（3－1）升=2升2CH7O4CO6HOV26222点燃（液）减少2升（2+7－4）升=5升∴V气体总=1+2+50－（2+5）=46升答（略）《例10》平均相对分子质量为30.4的CO、C2H4和O2混合气体经点燃完全反应后,测知反应后混合气体不再含CO和C2H4。试推算原混合气体各成分的体积分数？（确定体积组成范围）利用含不等式联立方程组法及平均值法解题。解:认真分析混合气组成中各组分的相对分子质量,可以看出MM28COCH24（分子量）∴平均值法解出V%O2（体积分数）∴V%35O2×100%=60%∵2CO+O2点燃2CO2C2H4+3O2点燃2CO2+2H2O2113Vxx2y3yCO、C2H4共占40%设混合气总体积为100(L)、CO气体积为x,C2H4气体积为y。xy400y1624x400.5x3y60%答:V%O2为60%24%V%CO40%OV%16%CH24（四）有关混合物组成有机计算:《例11》相同状况下9升甲烷与6升某烯烃混合,所得混合气的密度等于相同条件下氧气的密度,求该烯烃的分子式、可能的结构简式？平均值法解题解:混合气平均摩尔质量MM32g/molO2∴烯烃分子式为C4H8可能结构简式CH3－CH=CH－CH3CH3－CH2－CH=CH2《例12》丁烷、甲烷、二氧化碳的混合气体其密度是同条件下氢气的22倍,又知其中二氧化碳占混合气体体积的62.5%,则三种气体的体积比是A．1∶2∶5B．5∶2∶1C．5∶1∶5D．2∶1∶5答案:D解:混合气平均摩尔质量M=22×2g/mol=44g/mol∵M44g/molCO2∴CO2气体体积分数不影响混合气平均摩尔质量,因此应由丁烷、甲烷的体积分数确定答案,它们体积分数必须满足下列关系∴D为答案即VV21CHCH4104《例13》两种气态烃组成的混合物（分子中碳原子数4）20毫升,与过量氧气混合充分燃烧,燃烧所得气体产物通过浓H2SO4时,体积减少了30毫升,剩余气体再通过碱石灰时体积又减少了40毫升（以上气体均在相同状况下测定的）,求这两种气态烃的可能组成及体积百分含量？根据混合物平均分子组成来确定混合物中各成分及体积百分含量解:设混合气态烃的平均分子组成为CxHyCH(xy4)OxCOy2HOxy222点燃1mLxmLy2mL20mL40mL30mL120x40x2120y230y3∴平均分子组成C2H3讨论（1）一种烃的碳原子数1即CH4,则另一种烃的碳原子数为3或4。但混合烃氢原子数为3,那么这种烃的氢原子数必须小于3,如C3H2、C3H1、C4H2,、C4H1是不存在的。（2）一种烃的碳原子数为2,则另一种烃的碳原子数也必须为2,碳原子数为2的烃C2H2、C2H4、C2H6其中合理的组合为CHCHCHCHn(H)3mol22242226或（满足）∴CH10mLCH10mL2224∴CH342015mLCH14205mL2226《例14》a毫升A、B、C三种气态烃的混合物跟足量氧气混合点燃后,恢复到原常温常压状态,气体体积共缩小了2a毫升,那么A、B、C三种烃可能是A．CH4、C2H6、C3H8B．C2H4、C2H2、CH4C．CH4、C2H4、C3H4D．C2H6、C3H6、C4H6答案:C解:依据题意做出敏捷判断解题方法为差量法、平均值法,设混合气态烃平均分子组成CxHy。CH(xy4)OxCOy2HOVxy222点燃（液态）减少1mL1xy4x(mL)amL2amL1a1y42a∴y=4满足n(H)4mol合理A．n(H)4molB．n(H)4molC．n(H)4molD．n(H)6mol∴选C