1、确定元素的组成
一般来说,有机物完全燃烧后,各元素对应的产物为C→CO2,H→H2O。若有机物完全燃烧后的产物只有CO2和H2O,则其组成的元素可能为C、H或C、H、O。欲判断该有机物是否含有氧元素,首先应求出产物中CO2中的碳元素质量及H2O中的氢元素的质量,然后将这两种元素的质量相加,再和原有机物的质量进行比较,若相等,则原有机物中不含氧元素,若不相等则原有机物中必定含有氧元素。
2、确定分子式
在确定有机物的组成元素之后,接下来根据题目条件来最终确定这几种元素构成的物质的分子式。在确定分子式进行计算的时候,通常可以采用以下几种计算方法。
方法一、实验式法(即最简式法)
根据有机物的分子式为最简式的整数倍,利用其相对分子质量及求得的最简式便可
确定其分子式。如烃的最简式求法为:
例1:某含C、H、O三元素的有机物,其C、H、O的质量比为6:1:8,该有机物蒸汽的密度是相同条件下的H2密度的30倍,求该有机物的分子式。
【解析】该有机物中的原子个数比为
故其实验式为CH2O,设其分子式为(CH2O)n,根据题意得:。
则该有机物的分子式为C2H4O2。
方法二、单位物质的量法
根据题目中的已知条件,确定有机物的元素组成后,直接求出1mol该有机物中各元素原子的物质的量,即可推算出分子式。若给出一定条件下该有机物气体的密度(或相对密度)及各元素的质量分数,则求解分子式的基本途径为:密度(或相对密度)→M→1mol有机物气体中各元素原子的物质的量→分子式。
例2:6.2g某有机物A完全燃烧后,生成8.8gCO2和5.4gH2O,并测得该有机物的蒸汽与H2的相对密度是31,求该有机物的分子式。
【解析】分别根据C、H的质量守恒求得A中的C、H质量分别为
m(C)=2.4g,m(H)=0.6g
m(C)+m(H)=3g<6.2g
所以有机物A中含有O元素,且m(O)=6.2g-3g=3.2g。
因为M(A)=31×2g/mol=62g/mol,故1molA中各元素原子的物质的量分别为
则该有机物的分子式为C2H6O2。
方法三、列方程组法
若已知有机物的元素组成,则可直接设1个分子中所含各元素原子的个数分别为x、y、z,即设出有机物的分子式。如有机物中含有C、H或C、H、O元素的时候可以假设该有机物的分子式为CxHyOz,根据题设条件列方程组解得x、y、z,即可求出该有机物的分子式(当z=0的时候该有机物不含氧,否则含有氧元素)。
例3:0.2mol某有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后的产物为CO、CO2和H2O(g),产物通过浓硫酸后,浓硫酸增重10.8g,再通过灼热的CuO,充分反应后,CuO的质量减轻3.2g,最后剩余气体通过碱石灰被完全吸收,碱石灰的质量增加17.6g。试求该有机物的分子式。
【解析】根据浓硫酸增重10.8g,得出m(H2O)=10.8g,根据通过灼热CuO减轻3.2g,由方程式利用差量法可知m(CO)=5.6g,根据通过碱石灰增重17.6g可知总的CO2质量为17.6g,即可计算出燃烧所得到的CO2质量为:
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