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由一道高考题想到的有机化合物分子式的求解

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由一道高考题想到的有机化合物分子式的求解 安徽师范大学2004级化学 董顺

[2007 高考全国卷Ⅰ理科综合12]某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成,其相对分子质量小于150。若已知其中氧的质量分数为50 %,则分子中碳原子的个数最多为

A.4      B.5    C.6      D.7

解析:由题意知氧的原子量总和等于碳、氢原子量总和且小于75

含氧原子个数N(O)≤75÷M(O)=75÷16=4.6875

则当N(O)取最大值时M=M(O)×N(O)÷50 %=16×4÷50 %=128

所以,M(C)+M(H)=M×50 %=64

含碳原子个数N(C)≤64÷M(C)=64÷16=5.33

所以,分子中碳原子的个数最多为5

当碳原子数取最大值时该有机物的化学式为:C5H4O4,故选B

 

有些同学在做该题时运用数学不等式的知识求解,发挥数学在化学中的应用,步骤复杂且易出现漏洞,在此需提醒大家的是化学就是化学里面不可能考大家太复杂的数学知识。

 

有关有机化合物分子式或者有机物分子中含碳原子数的求解是近年高考命题的热点之一。通常情况,这些题目只要掌握方法解起来并不难,现通过几个具体的例子讨论几种不同的解题方法

 

有机化合物是以碳为骨架的化合物,要求解有机化合物的分子式确定碳原子数目是关键步骤。

 

一、若知道有机化合物中只含有碳、氢两种元素且知道化合物的相对分子量时,用相对分子质量除以碳的相对原子质量12所得结果的整数部分就是化合物分子中含碳原子数或含碳原子数减1,再根据所得结果中碳氢原子个数比与烷烃相比既可得出结果。

 

2.已知某烃类有机物相对分子质量为72,求该化合物的分子式。

解:72÷12=6

由于是烃类化合物,所以含有碳氢两种元素在此氢的原子个数不可能为零,故含碳原子数为:6-1=5;含氢原子数为:(72-16×5)÷1=12

所以该化合物分子式为:C5H12

 

二、知道相对分子质量且知道原子个数比时可直接列方程求解

 

3.2007年(天津卷)理科综合能力测试27题)奶油中有一种只含C、H、O的化合物A。A可用作香料,其相对分子质量为88,分子中C、H、O原子个数比为2:4:1。

(1)A的分子式为                                                       

解:设该化合物的分子式为:(C2H4Ox

则:(12×2+1×4+16×1) x=88

解得x=2

即,A的分子式为:C4H8O2

4.2007年北京理综25题)碳、氢、氧3种元素组成的有机物A,相对分子质量为102,含氢的质量分数为9.8%,分子氢原子个数为氧的5倍。

(1)A的分子式是                   

解:氢原子个数为:102×9.8%÷1=10

 

三、若已知化合物的类型可直接根据通式解方程求解

 

5.2007年宁夏理科综合31.化学选考题C[化学选修有机化学基础]某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢。

   (1)A的结构简式为        

12n+2n=84

解得:n=6

②假设该化合物中只含有两个碳碳双键,根据二烯烃的通式CnH2n-2列方程得:

                         12n+2n-2=84(不合题意)

故A的分子式为:C6H12

根据题意A中的氢均为等效氢,得结构式为:

84÷12=7

同例2得碳原子个数为6;氢原子个数为12

余下解法同解法1.

以上就有机化合物分子式的求解的一般方法作了简单概述,有关该方面的解题方法还有很多,希望大家在学习过程中认真总结。

 

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关键词: 化合物,原子,分子式
编辑:特约讲师