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第三节 有机物分子式和结构式的确定
教学知识点：
1、相对密度的计算
2、有机物分子式的确定
3、量气装置
4、乙醇的结构测定
学法指导：
1、用复习引导法，引入分子式的计算的一般方法。
2、问题引路结合教师讲解，引导学生一步步的进行有机物分子式的确定。
3、采用学生练习、集体讨论、教师讲解纠错相结合，巩固有关计算过程的解题格式
4、教学中还应注意分析实验数据，得出分子结构。
教学重点：有机物分子式的确定
课时安排：四课时
第一课时
［板书］第三节 有机物分子式和结构式的确定
一、有机物分子式的确定
1、关于只含一种有机物分子式的确定
⑴根据相对分子质量和元素质量分数或碳氢原子个数比等求分子式
例1、实验测得某碳氢化合物A中，含碳80％，含氢20％，求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式
例2、某有机化合物由三种元素组成，其中碳、氢质量分数分别为22.0％和4.59%。将该化合物在强碱水溶液中水解后先用HNO3酸化，再用AgNO3溶液试验，结果生成淡黄色沉淀。又测得该化合物的相对分子质量为109，求该有机化合物的分子式。
例3、某气态烃在标准状况下150ml的质量是0.5223g，经测定，该烃含碳92.0％，含氢7.7%，试求它的分子式。
例4、某烃A含C83%，确定该烃A的分子式。
例5、已知某烃的分子量为114，则该烃的分子式为 ，若其一卤代物只有一种，则该烃的结构简式为 。名称为 。
例6、巳知某烃的分子式为128，则该烃的分子式可能为 或 。
例7、某有机物4.5g，完全燃烧后生成3.36LCO2(标况)和2.7 g H2O，该有机物的蒸气对H2的相对密度为30，求该有机物的分子式。
第二课时
⑵有机物的燃烧规律
例1、120℃时，1体积某烃和3体积O2混合，完全燃烧后，恢复到原温度和压强，体积不变，该烃分子式不可能是（ ）
A、CH4 B、C2H4 C、C2H2 D、C3H4
例2、10mL某气态烃，在50mLO2中充分燃烧，得液态水和体积为35mL的气体(气体是在同温同压下测定)则该气态烃不可能是（ ）
A、CH4 B、C2H6 C、C4H6 D、C3H6
例3、一定条件下，某气态烃与O2的混合气体共7 L，充分燃烧后，将混合气体通过浓硫酸，气体减少至4L，(体积为相同条件下测定)则该烃不可能是（ ）
A、CH4 B、C2H4 C、C3H8 D、C4H6
例4、等物质的量的下列有机物燃烧时，消耗氧气的量最多的是( )
A、C2H6 B、C3H4 C、C2H6O D、C4H6
例5、质量相等的下列烃完全燃烧时，消耗氧气最多的是( )
A、C5H8 B、C3H6 C、C4H6 D、C7H8
第三课时
⑶有关混合物的平均值讨论与计算
例1、0.1mol由两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后，得0.16mol CO2和3.6g水，则混合气体中（ ）
A、一定有甲烷 B、一定是CH4 和C2H4 C、一定没有乙烷 D、一定有乙炔。
例2、两种气态烃，以一定比例混合，在105℃时,1L该混和烃与9LO2混合,充分燃烧后，恢复到原状态,所得气体体积是11L，下列各组混合烃中不符合条件的是( )
A、C4H10、C3H6 B、C4H8、C3H8 C、C4H10、C2H4 D、CH4、C3H8
例3、两种气态烃以任意比混合，在105℃时，1L该混和烃与9LO2混合，充分燃烧后，恢复到原状态,所得气体体积是10L，下列各组混合烃中不符合条件的是( )
A、CH4、C2H4 B、CH4、C3H6 C、C3H4、C2H4 D、C2H2、C3H6
例4、燃烧下列混合气体，所产生的CO2的量一定小于燃烧相同质量的丙烯所产生的CO2的量的是（ ）
A、C2H6、C3H6 B、C2H2、C2H4 C、C2H4、C3H6 D、C4H8、C4H6
例5、一种由气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g，混合气体是相同状态下H2的密度的12.5倍，该混合气体通过溴水时，溴水质量增重8.4g，该混合气体可能是( )
A、CH4、C2H4 B、C3H8、C2H4 C、C2H6、C3H6 D、CH4、C3H6
例6、由两种气态烃组成的混合气体20ml，跟过量氧气混合后，完全燃烧。当燃烧产物通过浓H2SO4后休息减少30ml，再将气体通过碱石灰又减少40ml，(每步实验中气体都能充分吸收，气体体积在相同条件下测得)则这两种烃为（ ）
A、CH4、C2H4 B、C2H2、C2H4 C、C2H2、C2H6 D、CH4、C2H6
例7、下列各组化合物中，不论二者以何种比例混合，只要总质量一定，则完全燃烧时，消耗的O2和生成的水的质量不变的是（ ）
A、C2H2、C6H6 B、C2H6、C3H6 C、C2H4、C3H4 D、C2H4、C3H6
例8、下列各组化合物中，不论二者以何种比例混合，只要总的物质的量一定，则完全燃烧时，消耗的O2不变的是（ ）
A、C2H2、C6H6 B、C2H4、C2H6O C、C5H10、C6H6 D、C2H4、C3H6
例9、完全燃烧标准状态下的某气态烷烃和气态烯烃的混合物2.24L，生成CO26g，H2O4.05g，混合物的组成为 。
例10、在120℃、101kPa的条件下，将1L某气态炔烃与某气态烯烃的混合气体与14LO2 (过量)，点燃充分反应后所得的气体在相同条件下为15L，通过计算确定混合气体中炔烃和烯烃的分子式及它们的体积比
第四课时
二、通过实验确定乙醇的结构式
【分析】乙醇的化学式C2H6O，乙醇可能的结构式：
H—C—O—C—H H—C—C—O—H
⑴ ⑵
【提问】我们如何确定乙醇的结构式呢？
【讲解】我们必须根据乙醇的化学性质来确定，因为物质的结构决定性质，性质又是物质结构的体现。我们利用乙醇和金属钠的反应的实验确定乙醇的结构式。
【演示】乙醇与金属钠的定量实验。
【提问】0.1mol乙醇与足量的金属钠反应，收集到1.12L的氢气。根据上述实验所得数据，怎样推断乙醇的结构究竟是⑴还是⑵？
【分析】1、比较⑴和⑵式C2H6O中6个氢原子的地位相同吗？
2、根据数据分析得出1molC2H6O转换1mol氢原子，即一个C2H6O分子中只有一个氢原子可被转换。C2H6O分子中只有一个与众不同的氢原子。
结论：有机物A（乙醇）的结构式只有是⑵。
【练习】例1、4.6g某饱和一元醇C与足量金属钠反应，得到1.12L(标准状况)的氢气。求该饱和一元醇的分子式。
解：饱和一元醇C通式为CnH2n+1OH，该一元醇的摩尔质量为Mg/mol
2ROH + 2Na → 2RONa + H2
2mol×Mg/mol 22.4L
4.6g 11.2L
M=46，根据饱和一元醇的通式得到：12n+2n+1+17=46
n= 2，所以此饱和一元醇的分子式为C2H5OH
【讲解】有机物的相对分子质量可以根据化学反应方程式来求出，有机物的分子式可以通过有机物通式及相对分子质量共同求出。
【练习】例2、燃烧2mol某有机物，生成4mol CO2和6mol H2O，同时测知消耗5mol O2，推测该有机物的分子式为 。又如果1mol该有机物与足量的Na反应，可产生1mol H2，该有机物的结核简式为 。
解答：设有机物的分子式为CxHyOz，根据题意可写出燃烧方程式：
CxHyOz+5O2 4CO2+6H2O
根据质量守恒定律而得出分子式为C2H6O2。
【讲解】本题介绍了根据有机物完全燃烧反应的通式以及反应物和生成物的质量、物质的量或气体体积求出分子式的方法．要求熟练书写有机物燃烧反应的通式。
【练习】例3、0.2mol有机物和0.4mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。燃烧后的这些产物经过浓H2SO4后，质量增加10.8g；再通过灼热的CuO充分反应后，固体质量减轻3.2g，最后气体再通过碱石灰被完全吸收，质量增加17.6g。
⑴推断该有机物的分子式。
　　⑵若0.2mol该有机物在与过量的金属钠完全反应后放出4.48L H2(标准状况)，试确定有机物的结构简式。
【分析解答】此题考查了分析问题、综合运用所学知识的能力。
①浓H2SO4增重说明生成水的质量为10.8g。
②灼热的CuO减重3.2g，说明生成CO的量，而CO又被氧化为CO2，故碱石灰增重实际为原燃烧生成的CO2及CO被氧化生成的CO2质量之和。
③该物质与金属钠能发生反应产生H2，说明含有－OH，这是推断其结构的依据。
④O2的量不足量。
根据条件：
⑴燃烧产物中有CO，说明有机物燃烧时O2不足。CO通过灼热的CuO充分反应后，CuO质量减轻3.2g，即参与反应的CuO中含氧元素3.2g，也就是有机物燃烧时缺少O2的质量为3.2g。
3.2gO2的物质的量为3.2g/32g mol―1=0.1mol，即有机物完全燃烧时需O2的物质的量为：
0.4mol+0.1mol+=0.5mol
有机物完全燃烧后生成CO2和水的物质的量为：
n(CO2)=17.6g/44g mol―1=0.4mol
n(H2O)=10.8g/18g mol―1=0.6mol
设该有机物的分子式为CxHyOz
CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2 xCO2+y/2H2O(g)
1 x+y/4-z/2 x y/2
0.2mol 0.5mol 0.4mol 0.6mol
解得x=2；y=6；z=2
该有机物的分子式为C2H6O2 。
⑵C2H6O2可与Na反应放出H2，说明其结构中含有羟基(－OH)。
n(H2)=44.8L/22.4L/mol=0.2mol
C2H6O2――H2
0.2mol 0.2mol
1mol 1mol
1molC2H6O2与Na反应后可放出1mol H2，说明C2H6O2分子中含有2个可被Na置换的氢原子，即含有2个－OH，为C2H4(OH)2，结构简式为H2O—CH2—CH2—OH。
【归纳总结】通过习题，学习利用有机物反应的通式经过计算确定有机物的分子式，并利用有机物的性质确定有机物的结构。
《有机物分子式与结构的确定》例题讲练
⑴根据相对分子质量和元素质量分数或碳氢原子个数比等求分子式
1、实验测得某碳氢化合物A中，含碳80％，含氢20％，求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30，求该化合物的分子式
2、某有机化合物由三种元素组成，其中碳、氢质量分数分别为22.0％和4.59%。将该化合物在强碱水溶液中水解后先用HNO3酸化，再用AgNO3溶液试验，结果生成淡黄色沉淀。又测得该化合物的相对分子质量为109，求该有机化合物的分子式。
3、某气态烃在标准状况下150ml的质量是0.5223g，经测定，该烃含碳92.0％，含氢7.7%，试求它的分子式。
4、某烃A含C83%，确定该烃A的分子式。
5、已知某烃的分子量为114，则该烃的分子式为 ，若其一卤代物只有一种，则该烃的结构简式为 。名称为 。
6、巳知某烃的分子式为128，则该烃的分子式可能为 或 。
7、某有机物4.5g，完全燃烧后生成3.36LCO2(标况)和2.7 g H2O，该有机物的蒸气对H2的相对密度为30，求该有机物的分子式。
⑵有机物的燃烧规律
1、120℃时，1体积某烃和3体积O2混合，完全燃烧后，恢复到原温度和压强，体积不变，该烃分子式不可能是（ ）
A、CH4 B、C2H4 C、C2H2 D、C3H4
2、10mL某气态烃，在50mLO2中充分燃烧，得液态水和体积为35mL的气体(气体是在同温同压下测定)则该气态烃不可能是（ ）
A、CH4 B、C2H6 C、C4H6 D、C3H6
3、一定条件下，某气态烃与O2的混合气体共7 L，充分燃烧后，将混合气体通过浓硫酸，气体减少至4L，(体积为相同条件下测定)则该烃不可能是（ ）
A、CH4 B、C2H4 C、C3H8 D、C4H6
4、等物质的量的下列有机物燃烧时，消耗氧气的量最多的是( )
A、C2H6 B、C3H4 C、C2H6O D、C4H6
5、质量相等的下列烃完全燃烧时，消耗氧气最多的是( )
A、C5H8 B、C3H6 C、C4H6 D、C7H8
⑶有关混合物的平均值讨论与计算
1、0.1mol由两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后，得0.16mol CO2和3.6g水，则混合气体中（ ）
A、一定有甲烷 B、一定是CH4 和C2H4 C、一定没有乙烷 D、一定有乙炔。
2、两种气态烃，以一定比例混合，在105℃时,1L该混和烃与9LO2混合,充分燃烧后，恢复到原状态,所得气体体积是11L，下列各组混合烃中不符合条件的是( )
A、C4H10、C3H6 B、C4H8、C3H8 C、C4H10、C2H4 D、CH4、C3H8
3、两种气态烃以任意比混合，在105℃时，1L该混和烃与9LO2混合，充分燃烧后，恢复到原状态,所得气体体积是10L，下列各组混合烃中不符合条件的是( )
A、CH4、C2H4 B、CH4、C3H6 C、C3H4、C2H4 D、C2H2、C3H6
4、燃烧下列混合气体，所产生的CO2的量一定小于燃烧相同质量的丙烯所产生的CO2的量的是（ ）
A、C2H6、C3H6 B、C2H2、C2H4 C、C2H4、C3H6 D、C4H8、C4H6
5、一种由气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g，混合气体是相同状态下H2的密度的12.5倍，该混合气体通过溴水时，溴水质量增重8.4g，该混合气体可能是( )
A、CH4、C2H4 B、C3H8、C2H4 C、C2H6、C3H6 D、CH4、C3H6
6、由两种气态烃组成的混合气体20ml，跟过量氧气混合后，完全燃烧。当燃烧产物通过浓H2SO4后体积减少30ml，再将气体通过碱石灰又减少40ml，(每步实验中气体都能充分吸收，气体体积在相同条件下测得)则这两种烃为（ ）
A、CH4、C2H4 B、C2H2、C2H4 C、C2H2、C2H6 D、CH4、C2H6
7、下列各组化合物中，不论二者以何种比例混合，只要总质量一定，则完全燃烧时，消耗的O2和生成的水的质量不变的是（ ）
A、C2H2、C6H6 B、C2H6、C3H6 C、C2H4、C3H4 D、C2H4、C3H6
8、下列各组化合物中，不论二者以何种比例混合，只要总的物质的量一定，则完全燃烧时，消耗的O2不变的是（ ）
A、C2H2、C6H6 B、C2H4、C2H6O C、C5H10、C6H6 D、C2H4、C3H6
9、完全燃烧标准状态下的某气态烷烃和气态烯烃的混合物2.24L，生成CO26.6g，H2O4.05g，混合物的组成为 。
10、在120℃、101kPa的条件下，将1L某气态炔烃与某气态烯烃的混合气体与14LO2 (过量)，点燃充分反应后所得的气体在相同条件下为15L，通过计算确定混合气体中炔烃和烯烃的分子式及它们的体积比
⑷根据物质性质确定物质的分子结构
1、4.6g某饱和一元醇C与足量金属钠反应，得到1.12L(标准状况)的氢气。求该饱和一元醇的分子式。
2、燃烧2mol某有机物，生成4mol CO2和6mol H2O，同时测知消耗5mol O2，推测该有机物的分子式为 。又如果1mol该有机物与足量的Na反应，可产生1mol H2，该有机物的结核简式为 。
3、0.2mol有机物和0.4mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。燃烧后的这些产物经过浓H2SO4后，质量增加10.8g；再通过灼热的CuO充分反应后，固体质量减轻3.2g，最后气体再通过碱石灰被完全吸收，质量增加17.6g。
⑴推断该有机物的分子式。
　　⑵若0.2mol该有机物在与过量的金属钠完全反应后放出4.48L H2(标准状况)，试确定有机物的结构简式。
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