1、第 1 页（共 26 页）有机化学计算一、有机物燃烧通式及规律的应用解该类题目的依据是烃及烃的衍生物的燃烧通式CxHy+(x+ )O2 xCO2+ H2OC xHyOz+(x+ )O2 xCO2+ H2O1通过有机物燃烧产物确定分子式有机物燃烧产物通常是 CO2和 H2O，由 CO2和 H2O 的量可确定 C、H 原子的物质的量，再根据质量守恒或相对分子质量确定是否含有氧元素及含氧原子的物质的量。当求出有机物中各原子的物质的量后，即确定了有机物的分子式。例 1某有机物 8.80g，完全燃烧后得到 CO2 22.0g、H 2O 10.8g。该有机物的蒸气密度是相同状况下 H2密度的 44 倍，则
2、该有机物的分子式为 AC 5H6O BC 5H12 CC 5H12O2 DC 5H12O解析：确定有机物的分子式即求出 1mol 有机物中含有C 原子、H 原子及其它原子的物质的量.有机物相对分子质第 2 页（共 26 页）量为 24488 其物质的量为 0.1mol n(H2O)= =0.6mol n(CO 2)= =0.5mol 判断是否含有氧原子：8.80-120.5-20.6=1.6(g);含氧原子 n(O)= =0.1mol有机物CHO0.1mol0.5mol1.2mol0.1mol1mol5mol12mol1mol所以，有机物分子式为 C5H12O 方法 2计算有机物相对分子质量为
3、 88，由选项可知，相对分子质量为 88 的有机物为 C5H12O 正确答案为：D2根据反应前后气体体积差确定分子式例 2在同温同压下，10ml 某种气态烃在 50ml O2中完全燃烧，得到液态水和 35ml 的混合气体，则该烃的分子式为（ ） AC 4H6 BC 2H6 CC 3H8 DC 3H6 解析：设该烃的分子式为 CxHyC xHy+(x+ )O2 xCO2+ H2O(液) V第 3 页（共 26 页）1 (x+ ） x (1+ )10 50 60-35=25y=6 同时，根据 10ml 烃在 50mlO2中完全燃烧，所以 O2是适量或过量的。故有：10(x+ )50 将 y=6 带
4、入即得x3.5。所以该烃是 C2H6或 C3H6。小结：气态烃燃烧前后气体体积变化规律当生成水是气态时C xHy+(x+ )O2xCO 2+ H2O(气) V1 (x+ ) x (1- )VV 前 V 后 1y/4 当生成水是液态时CxHy+(x+ )O2 xCO2+ H2O(液) V第 4 页（共 26 页）1 (x+ ) x (1+ ) VV 前 V 后 1 V0 体积永远减小由上知：气态烃燃烧前后气体体积变化与 C 原子数无关，只与 H 原子和生成的水的状态有关。例 3燃烧 1mol CxHy时，消耗 O2 5mol，则 x 和 y 之和是（ ）A5 B7 C9 D11解析本题是考查烃燃
5、烧耗氧量计算问题。可以写出烃完全燃烧的方程式：C xHy+(x+ )O2xCO 2+ H2O 依题意：x+ =5 讨论：当x=1 时，y=16，不合理 当 x=2 时，y=12，不合理当 x=3时，y=8，合理，为 C3H8，则：x 和 y 之和为 11，本题正确答案为（D）。3利用中间值（平均值）确定有机物的分子式例 4完全燃烧标准状况下某烷烃和气态烯烃的混合物2.24L，生成 CO2 6.6g，水的质量为 4.05g。第 5 页（共 26 页）求（1）混合气体的平均摩尔质量；（2）混合气体的成分和体积分数解析：气体混合物共 0.1mol，CO 2为 0.15mol，H 2O 为0.225m
6、ol，平均分子组成为 C1.5H4.5所以平均摩尔质量为121.5+14.5=22.5g/mol。混合物中两气体摩尔质量一个大于 22.5，另一个小于 22.5，小于 22.5 的只有 CH4，则烯烃为 C3H6、C 4H8，不会是 C2H4，因为混合物平均含 H 原子数是 4.5，CH 4中 H 原子数小于 4.5，所以另一气态烯烃含H 原子数大于 4.5，则为 C3H6或 C4H8，所以混合气体可能是与 对这两组进行检验。分别由平均含 C 原子数和H 原子数计算两种烃的体积比。若为 由平均 C 原子数计算第 6 页（共 26 页）若为 不合题意，舍去。所以混合气体为 CH4和C3H6。具体
7、体积分数分别为 (CH 4) 10075 (C 3H6)为 25例 5. 标准状况下 1.68 L 无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀质量为 15.0 g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3 g。（1）计算燃烧产物中水的质量。（2）若原气体是单一气体，通过计算推断它的分子式。（3）若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式（只要求写出一组）。答案：（1）m（CO 2+H2O）= 9.3 gm（H 2O）= 9.3 g6.6 g = 2.7 g 第 7 页（共 26 页）（2） 分子中 CH = 12 所以该气体的分
8、子式是 C2H4 （3） C 4H6和 H2（或 C3H8和 CO，C 3H6和 CH2O 等）因为单一气体为 C2H4，现为等物质的量的两种气体之混合物，所以在 2 mol 混合气体中，应含有 4 mol C 原子，8 mol H 原子，这两种气体可能是 C4H6和 H2。4耗氧量大小的比较.有机物燃烧的实质是 C、H 原子结合 O 生成 CO2和 H2O 的过程，耗 O2量取决于有机物含有C、H 原子个数。1mol C 原子耗 1 mol O 2；4 mol H 原子耗 1mol O 2 含 1 mol O 原子，相当于少 2 mol H 原子；含 2 mol O 原子，相当于少 1 mo
9、l C 原子。第 8 页（共 26 页）例 6（1）等质量的下列有机物耗氧量由大到小的顺序是_。C 2H6 C 2H4 C 3H8 聚乙烯 C 4H6（2）等物质的量的下列有机物耗氧量由大到小的顺序是_。C 2H6 C 3H4 C 2H5OH C2H6O2 C 3H8O3解析： （1）因为每 12 克碳消耗 32 克氧气，每 4 克氢消耗 32 克氧气，所以相同质量的烃，含氢的质量分数越高，耗氧量越大。设题中每摩有机物中含碳元素的物质的量为 1 摩，则有机物的表达式依次为CH3、CH 2、CH 83 、CH 2、CH 1.5，所以，氢的质量分数由高到低的顺序是=（2） C 2H63.5O 2
10、C 3H44O 2C 2H5OHC 2H4H2O3O 2 C 2H6O2C 2H22H2O2.5O 2 C 3H8O3C 3H23H2O3.5O 2 所以，等物质的量的有机物耗氧量由大到小顺序为=第 9 页（共 26 页）小结：烃及其含氧衍生物完全燃烧耗氧规律： 等物质的量的烃及其含氧衍生物完全燃烧时的耗氧量取决于(x+ )，其值越大耗氧量越大。例 7烃的含氧衍生物 A 的相对分子质量是 72，分子里共有 38 个质子，充分燃烧 1molA 需 3molO2，A 可使溴水褪色，使石蕊试液变红，求有机物的分子式，并写出 A 发生加聚反应的化学方程式。 解析：设此含氧衍生物 A 的分子式为 CxH
11、yOz，根据题目所给信息及条件可列方程：12x+y+16z=72 6x+y+8z=38 根据耗氧量，燃烧方程式：C xHyOz (x+ )O2 得出：x+ =3 第 10 页（共 26 页）联立方程： 解方程组：x=3 y=4 z=2A 的分子式 C3H4O2因 A 能使石蕊变红说明该物质为酸，又因能使溴水褪色所以 A 为不饱和酸，所以 A 的结构简式为 CH2CHCOOH加聚反应的方程式为：总物质的量相等，任意比例混合，耗氧量相等。而且：生成 CO2的量相等：则分子中含碳原子数相等，即分子式符合 CxHy(H2O)m ，如乙醇和乙烯。 生成 H2O 的量相等：则分子中含氢原子数相等，即分子式
12、符合 CxHy(CO2)m ，如乙酸和甲烷。总质量相等，任意比例混合，完全燃烧，生成 CO2的量相等，即含碳的质量分数相等；生成H2O 的量相等，即含氢的质量分数相等。同时：最简式相同为特例；不同类的通过等效代换成最简式相同。第 11 页（共 26 页）例 8下列各组混合物，不管以任何比例混合，只要总质量固定，经过燃烧后产生 CO2的量为一恒定值的是（ ）A醛和甲酸甲酯 B乙醇和乙酸 C丙烯和丙烷 D乙炔和苯蒸气解析： 根据题意总质量固定，若以任何比例混合，燃烧后产生 CO2的量为一恒定值，则说明两物质的含碳质量分数相同。若两物质的最简式相同则含碳质量分数相同。甲醛和甲酸甲酯最简式为 CH2O
13、，乙块和苯蒸气最简式为CH。 答案为：A、D二、有机物分子组成通式的运用该类题目的特点是：运用有机物分子组成通式，导出规律，再由规律解题，达到快速准确的目的。例 9在 a L 冰醋酸、甲醛、葡萄糖、甲酸甲酯、果糖的混合物中，碳元素的质量分数为：_。解析：考查这五种物质的化学式，可知其最简式均为CH2O，而最简式相同的有机物，无论有多少种，无论以何种比例混合，各元素的质量分数是不变的。故形成的混合物中，碳元素的质量分数为：第 12 页（共 26 页）10040例 10由饱和一元酸与饱和一元醇形成的酯同饱和一元醛组成的混合物共 xg，测得其中含氧 yg，则其中碳的质量分数为（ ） A(x-y) B
14、1-y/x C6/7(x-y) D6/7(1-y/x)解析： 饱和一元酸与饱和一元醇生成的酯，其通式为 CnH2nO2，饱和一元醛的通式为 CnH2nO，两者的混合物 xg中含氧 yg，则含碳与氢的质量分数为(1- )，又：酯与醛中碳元素与氢元素的质量比为 ，所以，混合物中含碳的质量分数为： 正确答案为：D三、根据有机物的结构和性质的计算与推断例 11A、B 都是芳香族化合物，1molA 水解得到1molB 和 1mol 醋酸。A、B 的相对分子质量都不超过 200，完全燃烧都只生成 CO2和 H2O，且 B 分子中碳和氢元素总质量百分含量为 65.2%（即质量分数为 0.652）。A 溶液具
15、有酸性，不能使 FeCl3溶液显色。（1）A、B 相对分子质量之差为_。第 13 页（共 26 页）（2）1 个 B 分子中应该有_个氧原子。（3）A 的分子式是_。（4）B 可能的三种结构简式是：_、_、_。解析： A 水解后得 B 和醋酸，一般可推知 A 为酯，从酯的水解通式 A+H2OB+CH 3COOH 可知，A 与 B 的相对分子质量差为醋酸与水的相对分子质量差，即 601842。初步判断 A 为酯，又知 A 有酸性但没有酚羟基，故只能是羧基，这样 A 中至少含四个氧原子，A 水解后得到的 B 至少含三个氧原子。若 B 中有三个氧原子，由 B 中氧元素的质量分数为10.6520.34
16、8，可求得 B 的相对分子质量为163/0.348=138，则 A 的相对分子质量为 138+42=180，可能。 若 B 中有四个氧原子，可求得 B 的相对分子质量为164/0.348=184，则 A 的相对分子质量为184+42=226200，而题设 A、B 相对分子质量均不超过200，故不可能。 所以，B 中只能有 3 个氧原子，则 A 中只能有 4 个氧原子，A、B 的相对分子质量分别为 180 与138。 B 的相对分子质量是 138，去掉 3 个氧原子得 90，第 14 页（共 26 页）相当于 C7H6，所以 B 是 C7H6O3，则相应 A 是 C9H8O4。 B 是酯除醋酸以
17、外的水解产物，故 B 中有苯环、羟基、羧基。由此，结合 B 的分子式则结构可写。答案：（1）42 （2）3 （3）C 9H8O4 (一)、有机物分式的确定：1、确定有机物的式量的方法：、根据标准状况下气体密度求：M=22.40。、根据气体 A 对气体 B 的相对密度为 D 求：MA=MBD。、求混合物的平均式量：M=m 总n 总。、根据化学反应方程式计算烃的式量。2、确定化学式的方法：、根据式量和最简式确定有机物的式量。、根据式量，计算一个分子式中各元素的原子个数，确定有机物的化学式。、当能够确定有机的类别时，可以根据有机物的通式，求算 n 值，确定化学式。、根据混合物的平均式量，推算混合物中
18、有机物的化学式。3、确定有机物化学式的一般途径。相对分子质量 (通式法、商余法、最简式法) 化学式第 15 页（共 26 页）(各元素的质量比、各元素的质量分数、燃烧后生成的水气和二氧化碳的量)各元素原子的物质的量之比) 化学式。(二) 、有机物的燃烧规律：1、等物质的量的有机物完全燃烧消耗氧气、生成水及二氧化碳的量比较：CxHy+(x+y4)O2CO2+y 2 H2OCxHyOz+(x+y4-z2 )O2CO2+y2 H2O、等物质的量有机物完全燃烧时，生成水的量由化学中总的氢原子数决定。若分子式不同的有机物生成的水的量相同，则氢原子数相同。即符合通式：CxHy(CO2)m(m取 0、 1、
19、 2)、生成 CO2 的量由化学式中总的碳原子数决定，若分子式不同有机物生成的 CO2 的量相同，则碳原子数相同，即符合通式：CxHy(H2O)m。(m 取 0、1、2)、等质量的烃完全燃烧时消耗 O2，生成 CO2 和 H2O的量比较：、等质量的烃完全燃烧，H%越高，消耗 O2 的量越多，生成水的量越多，生成的 CO2 的量越少。第 16 页（共 26 页）、等质量的具有相同最简式的有机物完全燃烧时，耗氧气的量相同，生成水和二氧化碳的量也相同。、最简式相同的有机物无论以何种比例混合，只要总质量相同，耗 O2 的量及生成 CO2 和 H2O 的量均相同。3、烃燃烧前后气体的体积差推断烃的组成。
20、当温度在 100以上时，气态烃完全燃烧的化学方程式：CxHy+(x+y4)O2CO2+y 2 H2O(g)当V0 ， y4，化学式中 H 原子数大于 4 的气态烃都符合。V=0，y=4，CH4、C2H4 、C3H4 。V0，y4，只有 C2H2 符合。4、根据有机物完全燃烧时，生成 CO2 和 H2O 的物质的量之比判断有机物的可能结构。根据 CO2 与 H2O 的物质的量之比( 体积比)，可以知道 C、H 原子个数比，结合有无其他原子，可以写出有机物的通式。5、根据有机物完全燃烧消耗 O2 的物质的量(体积)与生成 CO2 的物质的量(体积)之比，推导有机物的可能通式。V(O2)：V(CO2
21、)=1：1 时，有机物的通式：Cm(H2O)n:；第 17 页（共 26 页）V(O2)：V(CO2)=2：1 时，有机物的通式为：(CH4)m(H2O)n:；V(O2)：V(CO2)=1：2 时，有机物的通式为：(CO)m(H2O)n:有机化学计算型选择题解法例析一、巧用通式例 1 据报道，1995 年化学家合成了一种化学式 C200H200，且含有多个碳碳叁键(-CC-)的链状烃，则分子中的碳碳叁键最多有（ ）。A、49 个 B、50 个 C、51 个 D、无法确定解析 该分子组成为 CnH2n+2(C2)m时含 -CC- 最多，即有： Bmn故 选解 得 ,5.020二、巧用平均组成例
22、2 某气态烷烃与丙炔的混合气体22.4L（标准状况），完全燃烧后生成 121 g CO2 和 40.5 g H2O，则原混合气体中烷烃的化第 18 页（共 26 页）学式为（ ）A、CH 4 B、C 2H6 C、C 3H8 D、C 4H10解析 设混合气体平均组成为 CxHy。则：即混合气体平均组成为 C2.75H4.5。由烷烃的通式 CnH2n+2和丙炔 C3H4得：5.42)(71n为 整 数故 n = 2，选 B。三、巧用关系式例 3 某饱和一元醛发生银镜反应时，生成了 21.6 g 银，将等质量的该醛完全燃烧可生成26.4 g CO2，则该醛为（ ）。A、丙醛 B、丁醛 C、己醛 D、
23、乙醛解析 设该饱和一元醛的化学式为 CnH2nO。根据题中反应有关系式：2Ag CnH2nO nCO2 2108 44n 21.6 26.4 n=6 故选 C。第 19 页（共 26 页）四、巧用平均相对分子质量例 4 一定条件下，由 5 体积某烷烃和 1 体积某烯烃组成的混合气体的体积是相同条件下等质量 H2体积的 1/16，则该烷烃和烯烃是（ ）A、CH 4、C 2H4 B、C 2H6、C 3H6 C、C 3H8、C 4H8 D、C 4H10、C 5H10解析 设混合气体的平均相对分子质量为 M r ，混合气体的质量为 m。根据阿伏加德罗定律有：m mMr 2 30 Mr =3242，故选
24、 B。五、巧用摩尔质量例 5 某有机物含碳 40%、含氢 6.67%、含氧53.3%，如果 0.2mol 该有机物的质量为 6g ， 则它的化学式为（ ）。A、C 2H2O2 B、C 2H4O C、CH 2O D、C 2H4O2解析 该有机物的摩尔质量为： 6 g0.2mol 故选 C。第 20 页（共 26 页）六、巧用最简式例 6 下列混合物，无论它们以何种比例混合，只要质量一定，完全燃烧后产生的 CO2和H2O 的量均为常数的是（ ）A、乙炔和苯 B、甲烷和丙烷 C、丙烯和丙烷 D、乙烯和丁烯解析 最简式相同的有机物燃烧时，生成CO2和 H2O 的量只与混合物的质量有关，与混合物的比例无
25、关，故选 A、D。七、巧用质量守恒例 7 标准状况下，0.1mol 某烃与 1 mol O2（过量）混合，完全燃烧后通过 Na2O2(过量）固体，固体质量增重 15g ，从 Na2O2中逸出的全部气体，在标准状况下为 16.8L，则该烃的化学式为（ ）。A、C 3H8 B、C 4H10 C、C 5H10 D、C 6H6解析 设烃的摩尔质量为 M g/mol。根据质量守恒有： CmolgM故 选/70324.8165321.0 八、巧用换元第 21 页（共 26 页）例 8 已知正丁烷的二氯取代物有 6 种同分异构体，则其八氯取代物的同分异构体有( )A、6 种 B、8 种 C、10 种 D、1
26、2 种解析 将正丁烷八氯取代物的化学式C4H2Cl8中的氢原子和氯原子互换，即得到正丁烷二氯取代物的化学式 C4H8Cl2，所以它们的同分异构体数目相等，故选 A。九、巧用假设组成例 9 甲醛与某单烯烃的混合物中氧的质量分数为 x，则碳的质量分数为（ ）。 无 法 计 算. D43. C7x-1. B7)-6(1.A x解析 因为甲醛的化学式为 CH2O，烯烃的化学式为（CH 2） n ，所以假设混合物“O”和“CH2”组成，故 w(CH2)=1-x，则混合物中 w(C)=(1-x)12/14,故选 A。十、巧用差量例 10 10 mL 某种气态烃，在 50 mL O2 中完全燃烧得到液态水和
27、 35 mL 混合气体（所有气体均在相同条件下测定），则该气态烃为（ ）。第 22 页（共 26 页）A、甲烷 B、乙烷 C、丙烷 D、丙烯解析 设该气态烃为 CxHy。则： 35)mL10(10mL 4O()2x)O4y(xHC2yx 体 积 减 少得 y = 6气态烃完全燃烧，故 50 mL O2完全反应或剩余，即：50mL-10 mL(x+y/4)065.3yx即故选 B、 D 。十一、巧用十字交叉例 11 甲烷和乙烯的混合气体，完全燃烧时消耗相同状况下氧气的体积是混合气体的 2.4倍，则甲烷和乙烯的体积比为（ ）。A、11 B、13 C、23 D、32解析 1 mol CH 4 完全燃
28、烧耗 O 2 3 mol，由十字交叉法得：2 0.6 33 0.4 2 故选 D。第 23 页（共 26 页）十二、巧用变式求同例 12 在常压和 100条件下，把乙醇气化为蒸气并和乙烯以任意比混合，其混合气体体积为 a L，完全燃烧需要消耗相同条件下的O2（ ）。A、2a L B、2.5a L C、3a L D、无法计算解析 将乙醇的化学式变为 C2H4H2O，则其与乙烯 C2H4完全燃烧消耗 O2相同，即 a L 混合气体的耗 O2量与 a L 纯乙烯的耗 O2量相同。而a L C2H4耗 O2量为 3a L，故选 C。十三、巧用极限例 13 有一系列化合物按以下顺序排列： CH3CH =
29、 CHCHO ，CH 3CH = CHCH = CHCHO ， CH3（CH=CH） 3CHO ，在该系列有机物中，分子中碳元素质量分数的最大值接近于（ ）。A、95.6% B、92.3% C、85.7% D、75.0%解析 该系列有机物的通式为 CH3（CH）2nCHO，则碳的质量分数为：第 24 页（共 26 页）%3.92106)42(1)(lim): %06421() nCwn其 最 大 值 为 故选 B。十四、巧用极端假设例 14 丙烯和某气态烃组成的混合气体，完全燃烧时所需 O2的体积是混合气体的 5 倍（同温同压下），则另一种气体烃是（ ）。A、C 4H8 B、C 3H4 C、C
30、 2H6 D、C 2H4解析 假设混合气体只含 C3H6,1 体积 C 3H6 完全燃烧时需 x 体积 O 2。5291O3C29HC2点63 xx1 体积另一种气态烃燃烧时耗氧量必大于 5体积,故选 A。十五、巧用阿佛加德罗定律例 15 引燃密闭容器中己烷与氧气的混合气体，使之发生不完全燃烧，在 120时，测得反应前后压强分别为 108kPa 与 156kPa。试根据上述实验数据判断，这一燃烧反应所进行的主要第 25 页（共 26 页）方向是（ ）。A、C 6H14+9O2CO+5CO 2+7H2O B、C 6H14+7O25CO+CO 2+7H2O C、C 6H14+8O23CO+3CO
31、2+7H2O D、2C 6H14+15O28CO+4CO 2+14H2O 解析 根据阿佛加德罗推论，压强之比等于物质的量之比，即 108:156=9:13，由此说明反应物与生成物的物质的量之比为 9:13，故选 C。十六、巧用又叠加例 16 H2(g)、C 2H4(g)、C 2H6(g)的燃烧热（指 1 mol 物质和 O2反应生成 CO2(g)和 H2O(1)所放出的热量）分别是285.5kJ/mol、1410.5kJ/mol、1558kJ/mol。有反应：C 2H4(g)+H2(g)C 2H6(g)+xkJ ，其中 x 的值是（ ）。A、138 B、-138 C、434 D、-434解析
32、由题意有下列热化学方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(1)+285.5kJ C2H4(g)+3O2(g)2CO 2(g) 第 26 页（共 26 页）+3H2O(1)+1410.5kJ C2H6(g)+O2(g)2CO 2(g)+3H2O(1)+1558kJ +-得：C 2H4(g)+H2(g)C 2H6(g)+138kJ 故选 A。十七、巧用讨论例 17 某气态烃 CnHm 0.1 mol 在标准状况下完全燃烧，耗氧气 8.96L。此烃分子中 n 与 m值之和为（ ）。A、4 B、5 C、6 D、7解析 44.29681.0)( OH2COH2 mnmololnmn 解 得点 燃n、m 为整数，且 1n4。当 m=4 时，n=3，气态烃为 C3H4；当 m=8 时，n=2，则此气态烃不存在。故选 D。 5.4218075.241yx7
