2024-2025學年新教材高中化學第3章簡單的有機化合物第1節(jié)微專題4確定烴分子式常用的幾種方法教案魯科版必修第二冊

PAGE4-微專題4確定烴分子式常用的幾種方法1．干脆法干脆求算出1mol烴中各元素原子的物質(zhì)的量即可推出烴的分子式。假如給出肯定條件下烴的密度(或相對密度)以及各元素的質(zhì)量比，求算分子式的途徑為密度(相對密度)→摩爾質(zhì)量→1mol烴中C、H元素原子的物質(zhì)的量→分子式。2．通式法依據(jù)相對密度求出分子量或題中給出含氫原子數(shù)，共價鍵數(shù)可按如下求解：(1)(2)氫原子數(shù)y→代入烴的通式→分子式(3)共價鍵數(shù)N→如烷烴CnH2n＋2的共價鍵數(shù)N＝(n－1)＋2n＋2＝3n＋1→求出n→分子式3．最簡式法依據(jù)分子式為最簡式的整數(shù)倍，因此利用相對分子質(zhì)量和最簡式可確定分子式。即n(C)∶n(H)＝eq\f(碳的質(zhì)量分數(shù),12)∶eq\f(氫的質(zhì)量分數(shù),1)＝a∶b(最簡整數(shù)比)。最簡式為CaHb，則分子式為(CaHb)n，n＝eq\f(Mr,12a＋b)[Mr為烴的相對分子質(zhì)量，(12a＋b)為最簡式的式量]。4．化學方程式法寫出烴(CxHy)燃燒生成CO2和H2O的化學方程式：CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up10(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，依據(jù)化學方程式，結(jié)合已知條件可計算烴的分子式。還可以依據(jù)烴燃燒前后氣體體積改變確定氫原子個數(shù)：當溫度高于100℃，ΔV＝V前－V后＝1－eq\f(y,4)，則(1)當ΔV＝0時，y＝4(2)當ΔV＞0時，y＜4(3)當ΔV＜0時，y＞45．平均分子式法對混合烴的燃燒，可依據(jù)化學方程式法或原子個數(shù)守恒法求出碳、氫原子的平均個數(shù)，然后依據(jù)所給條件進一步求混合烴的各自分子式?！镜淅?】由兩種氣態(tài)烷烴組成的混合物，在標準狀況下的密度為1.16g·L－1，則關于該混合物組成的推斷正確的是()A．肯定有甲烷B．肯定有乙烷C．肯定是甲烷和乙烷的混合物D．可能是乙烷和丙烷的混合物A[混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是M＝1.16g·L－1×22.4L·mol－1≈26g·mol－1，即平均相對分子質(zhì)量為26，在烷烴中相對分子質(zhì)量小于26的只有甲烷，因此肯定含有甲烷。]【典例2】燃燒法是測定有機化合物分子式的一種重要方法。完全燃燒0.1mol某烴，燃燒產(chǎn)物依次通過如圖所示的裝置，試驗結(jié)束后，稱得甲裝置增重3.6g，乙裝置增重4.4g。甲乙(1)甲瓶盛濃硫酸的作用是____________。(2)乙瓶增重4.4g為________的質(zhì)量。(3)該烴的分子式為________。[解析]nH2O＝eq\f(3.6g,18g·mol－1)＝0.2mol、nH＝0.4mol，nCO2＝eq\f(4.4g,44g·mol－1)＝0.1mol、nC＝0.1mol，即0.1mol該有機物分子中含0.1molC、0.4molH，故分子式為CH4。[答案](1)汲取水蒸氣(2)CO2(3)CH41．在1.01×105Pa、150℃條件下，某烴完全燃燒，反應前后壓強不發(fā)生改變，該有機物可能是()A．C6H6 B．C2H6C．C3H8 D．C2H4[答案]D2．室溫下，某氣態(tài)烴與過量氧氣混合完全燃燒，復原到室溫，使燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸，體積比反應前削減50mL，再通過NaOH溶液，體積又削減了40mL，原烴的分子式是()A．CH4 B．C2H4C．C2H6 D．C3H8C[烴在過量氧氣中完全燃燒產(chǎn)物為CO2、H2O及剩余O2，由于是復原到室溫，則通過NaOH溶液后氣體體積削減的40mL為生成CO2的體積。CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up10(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(l)ΔV1x＋eq\f(y,4)x1＋eq\f(y,4)40mL50mL依據(jù)題意得：eq\f(x,1＋\f(y,4))＝eq\f(40mL,50mL)，5x＝y(tǒng)＋4，即y＝5x－4。分狀況進行探討，①x＝1，y＝1，不符合題意；②x＝2，y＝6，符合題意；③x≥3，y≥11，不符合題意。所以原烴的分子式為C2H6。]3．25℃時，某氣態(tài)烴與O2混合充入密閉容器中，點燃爆炸后又復原至25℃，此時容器內(nèi)壓強為原來的eq\f(1,3)，再經(jīng)NaOH溶液處理，容器內(nèi)幾乎成為真空。該烴的分子式為()A．CH4 B．C2H6C．C3H8 D．C4H10A[由題意知，氣態(tài)烴與O2恰好完全反應，利用化學方程式：CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up10(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，由在相同條件下反應前后壓強之比等于反應前后氣體物質(zhì)的量之比得：eq\f(x,1＋x＋\f(y,4))＝eq\f(1,3)；解得y＝4(2x－1)探討：當x＝1時，y＝4；x＝2時，y＝12，舍去；x＝3時，y＝20，舍去；x＝4時，y＝28，舍去；故選A項。]4．寫出下列各烷烴的分子式。(1)烷烴A的分子中含有200個氫原子：________。(2)烷烴B的分子中含有22個共價鍵：________。(3)標準狀況下，1L氣態(tài)烷烴C完全燃燒時，消耗標準狀況下的O26.5L：________。(4)1L烷烴D的蒸氣完全燃燒時，生成同溫、同壓下15L水蒸氣：________。(5)烷烴E的蒸氣密度是同溫、同壓下氫氣的22倍：________。[解析](1)依據(jù)烷烴的通式CnH2n＋2可得，2n＋2＝200，則n＝99，A的分子式為C99H200。(2)在烷烴分子中，n個碳原子形成(n－1)個C—C鍵，(2n＋2)個氫原子形成(2n＋2)個C—H鍵，則n－1＋2n＋2＝22，n＝7，B的分子式為C7H16。(3)1molCnH2n＋2完全燃燒時，消耗O2eq\f(3n＋1,2)mol，標準狀況下1LCnH2n＋2完全燃燒消耗O2eq\f(3n＋1,2)L，則eq\f(3n＋1,2)＝6.5，n＝4，則C的分子式為C4(4)烷烴完全燃燒時，1molCnH2n＋2生成(n＋1)molH2O，同溫、同壓下1LCnH2n＋2生成(n＋1)L水蒸氣，則n＋1＝15，n＝14，D的分子式為C14H30。(5)由ρ(CnH2n＋2)＝22ρ(H2)可知，Mr(CnH2n＋2)＝22Mr(H2)，則Mr(CnH2n＋2)＝44，可推出n＝3，即E的分子式為C3H8。[答案](1)C99H200(2)C7H16(3)C4H10(4)C14H30(5)C3H85．(1)完全燃燒0.1mol某烴，燃燒產(chǎn)物依次通過濃硫酸、濃堿液，試驗結(jié)束后，稱得濃硫酸增重9g，濃堿液增重17.6g。該烴的分子式為________。(2)某烴2.2g，在O2中完全燃燒，生成6.6gCO2和3.6gH2O，在標準狀況下其密度為1.9643g·L－1，其分子式為________。(3)某烷烴的相對分子質(zhì)量為128，該烷烴的分子式為________。(4)在120℃和101kPa的條件下，某氣態(tài)烴和肯定質(zhì)量的氧氣的混合氣體，點燃完全反應后再復原到原來的溫度時，氣體體積縮小，則該烴分子內(nèi)的氫原子個數(shù)______(填字母)。A．小于4 B．大于4C．等于4 D．無法推斷[解析](1)0.1mol烴中，n(C)＝eq\f(17.6g,44g·mol－1)＝0.4mol，n(H)＝eq\f(9g,18g·mol－1)×2＝1mol，則每個烴分子中含4個碳原子、10個氫原子，即分子式為C4H10。(2)由題意可得烴的摩爾質(zhì)量M＝22.4L·mol－1×1.9643g·L－1≈44g·mol－1。該烴分子中，n(C)∶n(H)＝eq\f(6.6g,44g·mol－1)∶(eq\f(3.6g,18g·mol－1)×2)＝3∶8，故最簡式為C3H8，最簡式相對分子質(zhì)量為44，等于該烴的相對分子質(zhì)量，故該烴的分子式為C3H8。(3)某烷烴CnH2n＋2的相對分子質(zhì)量為128，則14n＋2＝1