確定有機混合物組成的方法

穆玉鵬

(山東省博興縣第一中學 256500)

一、根據混合物的平均式量確定構成混合物中的物質的分子式

例1相同狀況下9 L甲烷與6 L某烯烴混合, 所得混合氣體的密度等于相同條件下氧氣的密度, 計算該烯烴的分子式.

Mr(CH4)=16

烯烴Mr=14n

(CnH2n)

解得n=4

烯烴的分子式為C4H8.

A．甲烷和乙烯 B．乙烷和乙烯

C．乙烷和丙烯 D．甲烷和丁烯

因為m(混合氣)=m(H2)

A．選項Mr(甲烷)=16<32Mr(乙烯)=28<32

故不為此題答案

B．選項Mr(乙烷)=30<32Mr(乙烯)=28<32

故不為此題答案

故C選項為本題正確答案.

二、根據混合物平均分子組成確定混合物中的物質分子式

例3 常溫下一種烷烴A和一種單烯烴B組成的混合氣,A或B分子最多只含4個碳原子, 且B分子的碳原子比A分子的多.

(1)將1 L該混合氣體充分燃燒, 在同溫同壓下得到2.5 L二氧化碳, 試推斷原混和氣體中A和B所有可能的組合及其體積比, 并將結果填入下表.

組合編號A的分子式B的分子式A和B的體積比(VA∶VB)

(2)120℃時取1 L該混合氣跟9 L氧氣混合, 充分燃燒后, 當恢復到120℃和燃燒前的壓強時, 體積增大6.25%,試通過計算確定A和B的分子式.

解(1)設混合氣體平均分子組成為CxHy，則

依據題意CxHy～xCO2

1 LxL

1 L 2.5 L

x=2.5

A(烷烴)B(單烯烴)

滿足B分子的碳原子大于A分子的碳原子數應為四種組合可填表

組合編號A的分子式B的分子式A和B的體積比(VA∶VB)(1)CH4C3H61∶3 (2.5130.51.5=13)(2)CH4C4H81∶1 (2.5141.51.5=11)(3)C2H6C3H61∶1 (2.5230.50.5=11)(4)C2H6C4H83∶1 (2.5241.50.5=31)

ΔV=(1+9)×6.25%=0.625(L)

ΔV2=0.5(L)(增加)

ΔV3=0.5(L)(增加)

ΔV4=1(L)(增加)

第一組合:

不是此題答案.

第二組合:

不為此題答案.

第三組合:

不是此題答案.

第四組合:

為此題答案.

故A分子式C2H6B分子式C4H8.

解Ⅱ

1 L

1 L (1 + 9)×6.25%(L)

故化學式為C2.5H6.5只有兩種組合CH4

C4H8或C2H6

C4H8

分析CH4

C2H6

故A分子式為C2H6B分子式C4H8

三、通過討論法解題確定混合物的組成

例4 常壓120℃將1 L CO和某烯烴組成的混合氣體與11L過量的氧氣混合, 經點燃充分反應, 再恢復到原狀態時, 測得氣體的總體積為12L, 試確定烯烴的分子式及其所占的體積百分含量.

解此題如按一般設未知數列方程法求解顯然是不可取解題方法(因為已知條件不充足), 所以應對題目做認真剖析找到解題突破口.

依據題意, 反應前氣體總體積V前=1L+11L=12L, 反應后氣體總體積V后=12L, 因此反應前后氣體體積不變.

利用差量法解題, 設烯烴氣體體積為x，則

x

x(0.5n-1)

2 L 1 L 2 L 2+1-2 L=1 L

由于反應前后體積不變 故ΔV減少=ΔV增加

討論:烯烴為氣態，則2≤n≤4.

故n=2x=1(不合理, 烯烴氣體體積為1L, CO氣體體積為0, 此種情況不會形成反應前后體積不變)

故若烯烴為C3H6時, 所占體積為50%.