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由上可知，相同碳原子數的烯烴(環烷烴)與一元飽和醇完全燃燒時，耗氧量相同(把：相同碳原子數的炔烴(二烯烴)與醛(酮)及飽和二元醇完全燃燒時，耗氧量相同(醛：飽和二元醇：)；相同碳原子數的羧酸(酯)與三元醇完全燃燒，耗氧量相同(羧酸：→飽和三元醇：)

由于有機化合物中存在著同分異構現象，因此一個分子式可能代表兩種或兩種以上具有不同結構的物質。在這種情況下，知道了某一物質的分子
式，常常可利用該物質的特殊性質，通過定性或定量實驗來確定其結構式。例如：

　　根據乙醇的分子式和各元素的化合價，乙醇分子可能有兩種結構：

　　為了確定乙醇究竟是哪一種結構，我們可以利用乙醇跟鈉的反應，做下面這樣一個實驗。實驗裝置如右下圖所示。在燒瓶里放入幾小塊鈉，從漏斗中緩緩滴入一定物質的量的無水乙醇。乙醇跟適量鈉完全反應放出的H2把中間瓶子里的水壓入量筒。通過測量量筒中水的體積（應包括由廣口瓶到量筒的導管內的水柱的體積），就可知反應生成的H2的體積。

　　 討論2 下面是上述實驗的一組數據：

　　根據上述實驗所得數據，怎樣推斷乙醇的結構式是（1），還是（2）呢？

　　由于0.100 mol C2H6O與適量Na完全反應可以生成1.12 L H2，則1.00 mol
C2H6O與Na反應能生成11.2 L H2，即0.5 mol H2，也就是1 mol H。這就是說在1個C2H6O分子中；只有1個H可以被Na所置換，這說明C₂H₆O分子里的6個H

　　中，有1個與其他5個是不同的。這一事實與（1）式不符，而與（2）式相符合。因此，可以推斷乙醇的結構式應為（2）式。

問題與思考

    1．確定有機物分子式一般有哪幾種方法？

　　2．運用“最簡式法”確定有機物分子式，需哪些數據？

　　3．如何運用“商余法”確定烴的分子式？

問題與思考（提示）

1、最簡式法；直接法；燃燒通式法；商余法（適用于烴的分子式的求法等

2、 ①有機物各元素的質量分數（或質量比）

　　②標準狀況下的有機物蒸氣的密度（或相對密度）

3、

　　則為烯烴，環烷烴．

　　②若余數=2，則為烷烴．

　　③若余數=-2，則為炔烴．二烯烴

　　④若余數=-6，則為苯的同系物．

　　若分子式不合理，可減去一個C原子，加上12個H原子

有機物分子式的確定典型例題

例題精講

【例1】實驗測得某碳氫化合物A中，含碳80％、含氫20％，求該化合物的實驗式。又測得該化合物的相對分子質量是30，求該化合物的分子式。

【解】：（1）實驗式是表示化合物分子所含各元素的原子數目最簡單整數比的式子，求化合物的實驗式即是求該化合物分子中各元素原子的數目（N）之比。

　　　　　　　　　　 =1∶3

　　該化合物的實驗式是CH₃。

　　（2）設該化合物分子中含有n個CH₃，則：

　　該化合物的分子式是C₂H₆。

答：該碳氫化合物的實驗式是CH₃，分子式是C₂H₆。

【例2】2.3g某有機物A完全燃燒后，生成0.1 mol CO₂和 2.7gH₂O，測得該化合物的蒸氣與空氣的相對密度是1.6，求該化合物的分子式。

【分析】根據實驗，該有機物燃燒的產物只有CO₂和H₂O，因此，該有機物中一定含有C和H；至于O，由于其可能全部來自于燃燒時空氣所提供的氧氣，也可能來自于該有機物本身。因此，該有機物分子中是否含有O，還需要通過計算反應物中C、H質量之和并與該有機物質量進行比較后，才能作出判斷。該有機物的相對分子質量，則可以利用實驗測出的相對密度來求。

【解】：（1）求2.3g該有機物中組成元素的質量：

　　C： 　　C 　　→ 　　CO₂

　　 　　　12 　　　　　　44

　　 　　　m（C） 　　　　44g／mol×0.1mol

　　 　　　=1.2g

　　H：　　2H　　 → 　　H₂O

　　 　　　 2 　　　　 　18

　　 　　　m（H） 　　　 2.7g

　　 　　　=0.3g

　　m（C）＋m（H）=1.2g＋0.3g＝1.5g＜2.3g

　　該有機物中C的質量與H的質量之和（1.5g）小于該有機物的質量

　　（2.3g），因此該有機物A中還含有O，其質量為：

　　m（O）=m（A）－m（C）－m（H）

　　　　　=2.3g－1.5g

　　　　　=0.8g

　　（2）求該有機物的相對分子質量：

　　Mr（A）=d×Mr（空氣）

　　　　　 =1.6×29

　　 　　　＝46

　　（3）求該有機物分子中各元素原子的數目：

　　答：該有機物的分子式是C₂H₆O。

　【例3】0.60g某飽和一元醇 A，與足量的金屬鈉反應，生成氫氣112mL（標準狀況）。求該一元醇的分子式。

　【解】：飽和一元醇的通式為C_nH_2n+1OH，該一元醇的摩爾質量為

　　M（A）。

　　 　　　 ＝60g／mol

　　該一元醇的相對分子質量是60。

　　根據該一元醇的通式，有下列等式：

　　12n+2n+1+16+1=60

　　 n＝3

　　答：該一元醇的分子式是C₃H₇OH。

　　[例4] 某烴含碳氫兩元素的質量比為3∶1,該烴對H2的相對密度為8，試確定該烴的分子式．

　　分析：解法一：Mr=2×8=16，M=16g?mol-1，1mol烴中含C、H的物質的量為：

　　所以該烴的分子式為CH₄．

　　解法二：烴分子中C、H原子個數比為：

　　最簡式為CH₄，式量為16．

　　因為Mr=16，故該烴的分子式為CH₄．

　　答案：CH₄

　　[例5] 已知第一種氣態有機物在標準狀況下的密度為2.59g／L，第二種氣態有機物對空氣的相對密度為1.87，第三種氣態有機物在標準狀況下250mL質量為0.49g．求這三種有機物的相對分子質量．

　　分析：計算相對分子質量有三種不同方法

　　1．根據標準狀況下氣體的密度計算相對分子質量．根據標準狀況的氣體密度計算氣體的摩爾質量，其數值即為相對分子質量．M=22.4×d 如第一種有機物 M=22.4×2.59=58

　　2．根據氣體相對密度計算相對分子質量．M=DA×MA用相對密度乘相對氣體的相對分子質量．如第二種有機物M=1.87×29=54

　　3．根據標準狀況下，一定質量氣體的體積計算相對分子質量．

　　答案：58、54、 44

　　[例6] 某氣態碳氫化合物中含碳75％，它的密度是同溫同壓下氫氣密度的8倍，求有機物的分子式．

　　分析：計算推斷分子式此題有三種方法

　　1．基本方法：先根據測得的氣體密度計算氣體的摩爾質量，然后計算1mol氣態有機物中各元素原子的物質的量，最后確定該氣態有機物的分子式．M=8×2=16

　　所以該有機物的分子式為CH₄

　　2．最簡式法：根據已知先求出摩爾質量，再據質量分數求出碳氫原子個數比，然后找到最簡式式量與相對分子質量的關系，最后確定分子式． M=8×2=16

　　所以最簡式為CH₄ 其式量=16

　　設分子式為（CH₄）_n

　　因為最簡式式量=相對分子質量

　　所以分子式就是最簡式，即為CH₄

　　3．商余法：根據碳氫化合物中對其相對分子質量碳、氫原子的影響大小，用碳相對原子質量除以相對分子質量，所得商的整數部分就是烴分子中所含碳原子數的最大值，而余數就是氫原子數的最小值．注意從為CH₄

[例7] 某烴1.68g，完全燃燒生成CO₂5.28g和H₂O2.16g，經測定這種烴在標準狀況下的密度為3.75g／L則其分子式是 [ 　]

　　　　A．CH₄ 　　B．C₃H₈　　　　C．C₄H₁₀ 　D．C₆H₁₂

　　分析：本題是計算推斷分子式的又一種類型，就是利用烴的完全燃燒反應方程式列出比例式求解類型．設烴分子式為C_xH_y，則有

　　解得 x=6 y=12

　　答案： D．

[例題8] 2.3g某有機物A完全燃燒后，生成0.1molCO2和2.7g H2O，測得該化合物的蒸氣與空氣的相對密度是1.6，求該化合物的分子式．

　　分析：根據實驗，該有機物燃燒的產物只有CO2和H2O，因此，該有機物中一定含有C和H；至于O，由于其可能全部來自于燃燒時空氣所提供的氧氣，也可能來自于該有機物本身．因此，該有機物分子中是否含有O，還需要通過計算反應物中C、H質量之和并與該有機物質量進行比較后，才能作出判斷．該有機物的相對分子質量，則可以利用實驗測出的相對密度來求．

　　（1）求2.3g該有機物中組成元素的質量：

　　C： C　――→ 　CO₂

　　　　12 　　　　　　 44

　　 　m（C） 　　　　　44g／mol×0.1mol

　　　　　　=1.2g

　　H： 2H　――→ 　H₂O

　　　　2 　　 　　　　　18

　　　　m（H） 　　　　　2.7g

　　　　　　=0.3g

　　m（C）+m（H）=1.2g+0.3g=1.5g＜2.3g

　　該有機物中C的質量與H的質量之和（1.5g）小于該有機物的質量（2.3g），因此該有機物A中還含有O，其質量為：

　　m（O）=m（A）-m（C）-m（H）

　　　　　=2.3g-1.5g

　　　　　=0.8g

　　（2）求該有機物的相對分子質量：

　　Mr（A）=d×Mr（空氣）

　　　　　 =1.6×29

　　　　　 =46

　　（3）求該有機物分子中各元素原子的數目：

　　答案：該有機物的分子式是C₂H₆O．

　　[例9] 標準狀況下，密度為0.717g/L的某氣態烴0.56L，在足量氧氣中充分燃燒，反應后的氣體先通過無水氯化鈣，氯化鈣增重0.9g；再通過氫氧化鈉溶液，溶液增重1.1g．通過計算判斷此氣態烴的分子式，并畫出其分子空間結構的示意圖．

　　分析：本題是在已知有機物完全燃燒時，涉及的有關物質量關系，判斷其分子組成的典型定量計算題．其解法有三種．

　　第一種解法是通過該烴燃燒生成的CO2和H2O的量，即本題中燃燒生成氣體經過NaOH溶液和無水氯化鈣后，兩者增重的量，計算出烴中的C、H元素的質量比，進而求得實驗式．再根據題中該氣態烴在標準狀況下的密度，求得其相對分子質量．最后由實驗式和相對分子質量．判斷它的分子組成．然而本題所給數據，求得實驗式為CH4．依據烴的分子組成中，C原子個數為n時，H原子的最多個數不大于（2n+2）個的規律，即可確定此實驗式就是所求的分子式．

　　第二種解法是通過烴的燃燒通式：

　　計算該烴1mol完全燃燒時，生成CO2和H2O物質的量，從而求得烴分子中C、H元素原子個數，求得其分子式

　　第三種解法是由本題特點決定的解法特例．即通過該烴在標準狀況下的氣體密度、計算相對分子質量為16．而相對分子質量為16的烴，是相對分子質量最小的甲烷，其分子式為CH4．

　　如上各解法均可求得該烴為甲烷，就可畫出表示甲烷分子空間結構的正四面體分子構型．

　　答案：

　　解法1：

　　設該烴中C、H元素的質量分別為x、y g．

　　根據題意和題中數據：

　　CO₂～　C　　 H₂O　～　2H

　　44g 　　12g 　18g 　　　2g

　　1.1g 　　x 　 0.9g　　　y

　　44∶1.1=12∶x 18∶0.9=2∶y

　　x=0.3（g） y=0.1（g）

　　烴中C、H元素原子個數比

　　該烴實驗式為CH4，式量為16．

　　該烴相對分子質量=0.717×22.4=16

　　該烴分子式為CH4，其分子空間結構示意圖見下一解法的解題過程．

　　解法2：

　　設該烴為CmHn．此烴1mol完全燃燒生成CO2和H2O分別為xg和yg．

　　0.56∶22.4=1.1∶x 0.56∶22.4=0.9∶y

　　x=44（g） y=36（g）

　　該烴分子式為CH₄．其分子空間結構示意圖為

　　解法3：

　　該烴摩爾質量=0.717×22.4=16（g／mol），只能是有機物中相對分子質量最小的CH4．

　　[答案]（略）．

　　[例10] 標準狀況下4.48L某烯烴和CO的混合氣體與足量的氧氣混合點燃，使之反應，將反應完畢后生成的氣體通過濃硫酸，濃硫酸增重7.2g，并測得剩余氣體中CO2為11.2L（標準狀況），求此烯烴分子式．

　　
　　燒方程式列方程求解．

　　設混氣中烯烴為xmol，則CO為（0.2-x）mol．

　　答案：烯烴分子式為C₄H₈．

[例11] 某有機物的蒸氣完全燃燒時需三倍于其體積的氧氣，產生二倍于其體積的CO₂，該有機物可能是 [ 　]．

　　　　A．C₂H₄ 　　B．C₂H₅OH　　　　C．CH₃CHO 　D．CH₃COOH

　　分析：首先判斷為C₂化合物，但無助于選擇，因為4個選項均是C₂化合物，故關鍵是利用耗氧量進行選擇．關于耗氧量的選擇有兩種解法求解．

　　解法一 用通式求解．由：

　　得：A．C₂H₄～3O₂ B．C₂H₅OH～3O₂

　　解法二 用“氫二氧一可內消”原則求解．關于（B）、（C）、（D）三項，均是烴的含氧衍生物，不必用常規關系式C_xH_yO_z～（x+

　　C_xH_y（z可為0），即：（B）C₂H₅OH～C₂H₄（C）CH₃CHO～C₂H₂（D）CH₃COOH～C₂

　　答案：AB

[例12] mg的飽和一元醇，在氧氣中完全燃燒后，產生14.4g水和13.44L（標準狀況下）二氧化碳氣體．

　　（1）試確定該醇的化學式．

　　（2）m的值是多少？

　　分析：根據mg飽和一元醇燃燒后產生的水和CO2的量可分別求得mg飽和一元醇中H和C的物質的量，二者之比正好等于飽和一元醇通式CnH2n+2O中2n+2與n的比，于是可求得n值，從而就能確定其化學式．再根據化學式和其燃燒方程式及產生CO2或水的差，就能求出m的值．

　　（1）設飽和一元醇的化學式為C_nH_2n+2O

　　該飽和一元醇的化學式為C₃H₈O．

　　60∶m=3∶0.6 m=12

　　答案：（1）C₃H₈O

　　（2）m=12

實戰演練

1.常溫常壓下，等質量的以下各烴分別在足量的O₂充分燃燒，消耗O₂最多的是(    )；等物質的量的下列各烴分別在足量O₂中充分燃燒，消耗O₂最多的是(    )?

A.甲烷          B.乙烯          C.丙炔          D.丁烷?

2.1.01×10⁵Pa，120℃時，某氣態烴在密閉容器中與過量O₂混和點燃，完全反應后，保持溫度，壓強不變，體積增大的是(    )?

A.CH₄          B.C₂H₆          C.C₃H₄          D.C₂H₂?

3.充分燃燒等物質的量的下列有機物，在相同條件下需要氧氣最多的是(    )?

A.C₄H₈O₂          B.C₄H₁₀          C.C₂H₆O₂          D.C₂H₂?

4.充分燃燒等質量的下列各組有機物，在相同條件下需O₂的體積不完全相同的一組是(    )?

A.乙炔、苯                B.乙醇、甲醚(CH₃-O-CH₃)?

C.丙炔、異丙苯            D.環丙烷、丙醇?

5.某有機物在氧氣中完全燃燒時，其蒸氣與消耗的氧氣及生成的二氧化碳在同溫同壓下的體積比為1∶4∶3，該有機物不可能是(    )?

A.C₃H₄          B.C₃H₈O₂          C.C₃H₆O          D.C₃H₆O₂?

6.一定量的某有機物完全燃燒后，將燃燒產物通過足量的石灰水，經過濾可得沉淀10g，但稱量濾液時，其質量只比原石灰水減少2.9g，則此有機物可能是(    )?

A.乙烯          B.乙二醇          C.乙醇          D.乙醚?

7.經測定C₃H₇OH和C₆H₁₂組成的混合物中氧的質量分數為8%，則此混合物中氫的質量分數是(    )?

A.78%          B.22%          C.14%          D.13%?

8.某有機物含C52.2%，含H13.0%；該有機物1g與足量金屬鈉反應，標況下生成0.243LH₂，則該有機物的分子式為(    )?

A.C₂H₆O          B.C₂H₄O₂          C.CH₄O          D.C₄H₁₀O?

9.某烴含C元素為83%，則該烴的分子式為____________，若某烴的分子量為128，則分子式可能為____________或____________。?

10.若A、B都是可燃物，當①A、B是兩種分子量不等的無機物，相同條件下混合后總體積一定；②A、B是兩種分子量相等的有機物，相同條件下混合后，總質量一定。符合上述情況的A、B混合物，無論A、B以何種比例混合，完全燃燒后消耗氧氣的質量不變。試分別寫出符合上述情況的無機物分子式和有機物結構簡式各一組，并說明A、B應滿足的條件：

(1)無機物一組的分子式____________、____________；應滿足的條件是_________。?

(2)有機物一組的結構簡式____________、____________；應滿足的條件是___________。

11.各寫二種你學過的有機物的結構簡式，其燃燒后產生CO₂、H₂O(g)體積比符合下列比值的?(1)V(CO₂)/V（H₂O）=2?

有____________  ____________?

(2)V(CO₂)/V(H₂O)=1/2?

有____________  ____________?

12.某烴分子中碳和氫的質量比為5∶1，則該烴的分子式為____________推導理由是：____________?

13.已知分子式符合［(CO)_n(H₂O)_m］(n和m均為正整數)的各種有機物，它們完全燃燒時消耗的O₂和生成的CO₂的體積比總是1∶2，現有一些含C、H、O三種元素的有機物，它們完全燃燒時的消耗O₂和生成CO₂的體積比是3∶4，若它們的分子式用［(C_xO_y)n(H₂O)_m］表示。

(1)［(C_xO_y)_n(H₂O)_m］(m、n均為正整數)中，x=____________，y=____________

(2)這些有機物中相對分子質量最小的化合物的分子式是____________?

(3)某兩種碳原子數相同的上述有機物，它們的相對分子質量分別為a和b(a＜b)，則b-a必定是____________(填一個數字)的整數倍。?

14.在常溫下的一密閉容器中先放入1.56gNa₂O₂，然后再通入O₂，再通入C₂H₆，用電火花引燃，直至反應完全為止，恢復到原溫度，容器內壓強近似為零。?

(1)相同條件下，通入O₂和C₂H₆的體積比的取值范圍是____________?

(2)通入O₂的量不能超過____________________g

15.0.2mol有機物和0.4molO₂在密閉容器中燃燒后產物為CO₂，CO和H₂O(g)。產物經過濃H₂SO₄后，質量增加10.8g；再通過灼熱的CuO，充分反應后，CuO質量減輕3.2g，最后氣體再通過堿石灰被完全吸收，質量增加17.6g?

(1)試推斷該有機物的分子式?

(2)若0.2mol該有機物恰恰將與9.2g金屬鈉完全反應，試確定該有機物的結構簡式

16.某種橡膠分解產物為碳氫化合物。對這種碳氫化合物做以下實驗：(1)若取一定量該碳氫化合物完全燃燒，使燃燒后的氣體通過盛濃H₂SO₄的洗氣瓶；增重0.72g，再通過石灰水，石灰水增重2.2g；(2)經測定，該碳氫化合物(氣體)的密度是相同狀況下氫氣密度的34倍；(3)該碳氫化合物0.1mol能和32g溴起加成反應；(4)經分析，在(3)的生成物中，溴原子分布在不同的碳原子上，且分子中有一個C原子在支鏈上。試推斷：?

(1)該碳氫化合物的結構簡式為____________，名稱為____________。?

(2)該橡膠的結構簡式為_____________，名稱為____________?