有機物化學式的推求方法研究

推求有機物化學式的方法和途徑有很多，筆者根據多年的教學實踐和經驗，就有機物化學式的推求方法概括如下。

一、最簡式法

根據有機物中各元素的質量分數推求出分子組成中各元素的原子個數之比，即最簡式，然后結合該有機物的相對分子質量求有機物化學式。

【例1】 某烴中含碳的質量分數為90%，在標準狀況下11.2L此化合物氣體的質量為20g，求此烴的化學式。

解:此烴的摩爾質量為:20g÷(11.2L÷22.4L/mo1)=40g/mol;C和H的個數之比為:(40×90%÷12)∶(40×10%)=3∶4;此烴的最簡式為C3H4，化學式為(C3H4)n。則有:36n+4n=40，解得n=1，則此烴的化學式為C3H4。

二、單位摩爾法

根據有機物的摩爾質量和有機物中各元素的質量分數，推算出1mol該有機物中各元素原子的物質的量，從而確定分子中的各原子個數。

用單位摩爾法解例1如下:求得此烴的相對分子質量為40，1mol此烴中碳原子和氫原子的物質的量分別為:C:(1mol×40g/mol×90%)÷12g/mol=3mol;H:(1mol×40g/mol×10%)÷1g/mo1=4mol.1mol烴中含3molC和4molH.即此烴的化學式為C3H4。

三、燃燒通式法

根據有機物完全燃燒反應的通式以及依據反應物和生成物的質量、物質的量或體積關系求化學式。如烴的化學式可設為CxHy，由于x和y是相對獨立的，計算中數據運算簡便。根據烴的燃燒反應方程式，借助通式CxHy進行計算，解出x、y最后得出烴的化學式。

【例3】 150℃時，1L某烴完全燃燒后，生成3LCO2和4LH2O，求該烴的化學式。

解:設該烴的化學式為CxHy，則有:

CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+y/2H2O

解得:x=3，y=8;即該烴的化學式為C3H8。

四、平均化學式法

根據有機混合物中的平均碳原子數或平均氫原子數確定混合物的碳、氫原子平均值(常用十字交叉法使復雜的計算簡單化)。

【例4】 由某氣態烷烴和氣態炔烴組成的混合氣體1L，完全燃燒后生成二氧化碳1.4L和水蒸氣1.6L(氣體體積均在相同狀況下測定)，則該混合氣體的組成是()。

A.C2H2和C2H6B.C2H6和C3H4

C.CH4和C2H2D.CH4和C3H4

解:由1L混合氣體～1.4LCO2～1.6LH2O可知，1mol混合氣～1.4molC～3.2molH;所以，該混合氣體的平均化學式為C1.4H3.2，符合該條件的只有選項C。

五、烴分子量除商取余法

根據烷烴(CnH2n+2)、烯烴和環烷烴(CnH2n)、炔烴和二烯烴(CnH2n-2)、苯和苯的同系物(CnH2n-6)分子中都有一個共同部分為CnH2n，這部分的式量為14n。因此用烴的分子量除以14就可以得到分子所含的碳原子數n的值，再根據余數就可以求得烴的化學式。其規律為:若M/14能除盡，可推知為烯烴或環烷烴，其商為碳原子數。

若M/14余數為2，可推知為烷烴，其商為碳原子數。

若M/14差2能除盡，可推知為二烯烴或炔烴，其商為碳原子數。

若M/14缺6能除盡，可推知為苯或苯的同系物，其商為碳原子數。

【例5】 某烴相對分子量為84，求該烴的化學式。

解:84/14=6;該烴的化學式為C6H12。

六、極值法

根據有機物燃燒耗O2量的上下限值及有機物通式，列出不等式進行求解，確定其化學式。

【例6】 某溫度下，在密閉容器中混有2mL氣態烷烴和13mLO2，點火爆炸，生成的只是氣態產物，用堿石灰除去其中的CO2和H2O，又在剩余物中加入6mLO2，再進行一次爆炸，重新得到的只是氣態產物，除得到CO2外，還剩余O2。試確定該烴的化學式.

解:設烷烴的化學式為CnH2n+2，則1mLCnH2n+2完全燃燒時耗O2為(3n+1)/2mL，則有:

13<3n+l<13+6;即4

(責任編輯 廖銀燕)