有機化學計算

PAGE第7頁有機化學計算專題要有面對計算題并解決問題的勇氣和自信?。?/p>

在有機化學中，定量計算的內(nèi)容主要包括：根據(jù)反應方程式計算有關反應物和生成物的量；根據(jù)有關物質(zhì)的量值，判斷有機分子中官能團的數(shù)目；或利用有機分子中官能團的數(shù)目，計算分子量或其它有關的量值；通過定量計算判斷有機物的分子組成。

有機定量計算問題與無機化學的計算基本是相同的，同樣涉及不純物的計算，涉及過量物的分析與判斷?？伸`活運用守恒、差量、平均值、極值等基本計算方法和技巧。同時，有機化學計算也必須重視類的劃分，因為定量計算是數(shù)不勝數(shù)的，而計算的類型卻是屈指可數(shù)的，對于每一種類型都有相應的解題途徑，但不一定是惟一的。一、有機物燃燒通式及規(guī)律的應用

解該類題目的依據(jù)是烴及烴的衍生物的燃燒通式

烴：烴的衍生物：1．通過有機物燃燒產(chǎn)物確定分子式

有機物燃燒產(chǎn)物通常是CO2和H2O，由CO2和H2O的量可確定C、H原子的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量守恒或分子量確定是否含有氧元素及含氧原子的物質(zhì)的量的多少。當求出有機物中各原子的物質(zhì)的量后，即確定了有機物的分子式。

2．根據(jù)反應前后氣體體積差確定分子式

3．利用中間值（平均值）確定有機物的分子式4．耗氧量大小的比較

規(guī)律1．等物質(zhì)的量的烴及烴的衍生物完全燃燒時，消耗O2量決定于X+EQ\F(Y,4)—EQ\F(Z,2)的值（烴燃燒時Z=0），值越大，消耗的O2越多。例1．下列物質(zhì)各1mol分別在足量的O2中燃燒,消耗O2最多的是（）A、乙烯 B、乙烷 C、乙醇 D、乙醛規(guī)律2．等質(zhì)量的烴完全燃燒時，消耗O2量最多是含氫量最高的，消耗O2量最少的是含碳量最高的。例2．同溫同壓下,質(zhì)量相同的下列各烴,分別完全燃燒時,消耗O2最多的是（）A、CH4 B、C2H6 C、C3H8 D、C4H規(guī)律3．在溫度高于100℃時,氣態(tài)烴和氧氣混合燃燒,恢復至狀態(tài)反應后總體積變化情況:(1)烴分子中氫原子數(shù)=4,總體積不變.(CH4、C2H4、C3H4及平均H為4)（2）烴分子中氫原子數(shù)＜4,總體積減少.(一定有C2H2)（3）烴分子中氫原子數(shù)＞4,總體積增大。當生成水是液態(tài)時，體積永遠減小。由上知：氣態(tài)烴燃燒前后氣體體積變化與C原子數(shù)無關，只與H原子和溫度有關。在計算中注意甲烷和乙炔的判斷。例3．150℃、101kPa時，由兩種烴組成的混合氣體0.5L在4.5LO2(足量)中完全燃燒，測得反應后氣體總體積小于5L，其中含CO20.8LA．0.7LB．1.4LC．1.6LD．2.8L例4．混合氣體由一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴組成，在同溫同壓下，混合氣體對氫氣的相對密度為13，在標準狀況下，將56.0L混合氣體通入足量溴水，溴水質(zhì)量增重35.0g，通過計算回答：（1）推出混合氣體中氣態(tài)烷烴的化學式：依據(jù)題意知混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為____________，則烷烴一定為________；（2）混合氣體中兩種氣體的物質(zhì)的量之比(烷：烯)_________________；例5．有機物化合物A和B分子式不同，它們只可能含C、H、O中的兩種或三種。如果將A、B不論以何比混合，只要混合物的物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒時所耗O2和生成水的物質(zhì)的量也不變。那么A、B必須滿足的條件是____，若A是甲烷，則符合上述條件的化合物B中，相對分子質(zhì)量最小的是(寫出分子式)并寫出相對分子質(zhì)量最小的含有甲基的B的兩種同分異構(gòu)體簡式__________________，___________。【小結(jié)】①若有機物A、B不論以何種比例混合，只要總質(zhì)量不變，完全燃燒時生成的CO2（H2O）的量保持不變，則A、B中碳（氫）元素的質(zhì)量分數(shù)相同。若有機物A、B不論以何種比例混合，只要總質(zhì)量不變，完全燃燒時消耗氧氣的量保持不變，則A、B最簡式相同。②若有機物A、B不論以何種比例混合，只要總物質(zhì)的量不變，完全燃燒時生成的CO2（H2O）的量保持不變，則A、B中碳（氫）原子數(shù)相同。若有機物A、B不論以何種比例混合，只要總物質(zhì)的量不變，完全燃燒時消耗氧氣的量保持不變，則A、B化學式相同。例6．下列各組混合物中，不論二者以什么比例混合，只要總質(zhì)量一定，完全燃燒時生成CO2的質(zhì)量也一定的是（）A、甲烷、乙烯 B、丙醛、丙酮 C、甲醛、甲酸甲酯 D、苯、甲苯例7．100g下列各組混合物，使之完全燃燒時，耗氧量跟混合物中各組分的質(zhì)量比無關的是A、HCHO、HCOOCH3 B、CH3CH2OH、CH3COOHC、CH3CH2OH、HCOOCH3 D、C2H2、C6H6【練習】1．在常溫條件下，只含C、H、O的某些有機物在足量O2中充分燃燒，恢復到室溫后，其燃燒所消耗O2的物質(zhì)的量與燃燒后所產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相等①寫出符合上述條件的有機物的通式________________________。②在符合條件的有機物中，若其分子中含一個碳原子，則該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為：_______________；若其分子中含兩個碳原子，寫出對應的兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：________________________________。2．含C、H、O三種元素的有機物，完全燃燒時消耗O2和生成CO2的體積比是1∶4，則[(CxOy)m(H2O)n](m、n均為正整數(shù))中x∶y=_________________。其中式量最小的有機物的結(jié)構(gòu)簡式為____________________________。3．在120℃，101kPa條件下，由H2、CH4、CO組成的混合氣體amL，通入一定量（設為xmL）氧氣使其完全燃燒。（1）若amL混合氣體完全燃燒消耗相同條件下氧氣的體積也為amL（即x=a），則原混合氣體中CH4的體積分數(shù)是。（2）若完全燃燒后生成CO2和H2O（g）的總體積在相同條件下為2amL，則原混合氣體中CH4的體積分數(shù)是，現(xiàn)要測定原混合氣體中H2的體積分數(shù)，還必須知道相同條件下其它數(shù)據(jù)可以是 A．前面提供的數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠 B．生成CO2氣體的總體積 C．生成H2O（g）的總質(zhì)量D．2a（3）若原混合氣體完全燃燒時，生成的氣體中只有CO2和H2O（g），求x的取值范圍。二、有機物分子組成通式的運用

該類題目的特點是：運用有機物分子組成通式，導出規(guī)律，再由規(guī)律解題，達到快速準確的目的。1．由乙炔和乙醛組成的混合氣體，經(jīng)測定其中碳的質(zhì)量分數(shù)為72％，則混合氣體中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為()A、32.00%B、22.65%C、19.56%D、2.14%2．乙醛、丙醛、戊醛所組成的混合物中，已知碳元素的質(zhì)量分數(shù)為66％，則氧元素的質(zhì)量分數(shù)為()A、33％B、30％C、27％D、23％3．有乙醛蒸汽和乙炔的混合氣體aL，當其完全燃燒時，消耗相同狀況下氧氣的體積為()A、2aLB、2.5aLC、3aLD、無法計算4．下列各組混合物中,無論必何種物質(zhì)的量比混合，取1mol使之充分燃燒，耗氧量為定值的是()A、C2H2、C2H4O B、C3H4、C2H6 C、C2H6、C2H6O D、C3H8O、C4H6O25．經(jīng)測定由C3H7OH和C6H12組成的混合物中氧的質(zhì)量分數(shù)為8%，則此混合物中碳的質(zhì)量分數(shù)是A．22%B．78%C．14%D．13%6．已知丙三醇和甲苯的混合物中含氧的質(zhì)量分數(shù)為10%，則其中含氫的質(zhì)量分數(shù)為A．1.67% B．4.4%C．8.7% D．無法計算三、根據(jù)有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的計算與推斷1．某含氧有機化合物可以作為無鉛汽油的抗爆震劑，它的相對分子量為88.0，含C的質(zhì)量分數(shù)為68.2%，含H的質(zhì)量分數(shù)為13.6%，紅外光譜和核磁共振氫譜顯示該分子中有4個甲基。請寫出其結(jié)構(gòu)簡式：。2．某一元羧酸A，含碳的質(zhì)量分數(shù)為50％，氫氣、溴、溴化氫都可以跟A起加成反應。試求：（1）A的分子式___________________。（2）A的結(jié)構(gòu)簡式___________________。3．某有機化合物A的相對分子質(zhì)量（分子量）大于110，小于150。經(jīng)分析得知，其中碳和氫的質(zhì)量分數(shù)之和為52.24%，其余為氧。請回答：（1）該化合物分子中含有____________個氧原子。（2）該化合物的相對分子質(zhì)量（分子量）是。（3）該化合物的化學式（分子式）是。－C－－C－O（4）該化合物分子中最多含個官能團?！揪毩暋?．在標準狀況下，10ml某氣態(tài)烴在80ml氧氣中充分燃燒后，恢復到標準狀況，所得氣體的體積為60ml，該烴可能是（）。A、乙烷B、丙烷C、丙烯D、丁烯2．某有機物CnHxOy完全燃燒時需O2的物質(zhì)的量是該有機物的n倍，生成CO2和H2O的物質(zhì)的量之比是1:1，則該有機物中的n、x、y的關系是（）。A、n=x=2yB、n=2x=yC、D、x=2n=y3．下列各組里的物質(zhì)，無論以何種比例混合，只要當混合物的質(zhì)量一定時，混合物完全燃燒后生成CO2的量不變的是（）。A、甲烷和乙烷B、乙烯和丁烯C、苯和苯酚D、乙烷和乙烯4．下列各組有機物不管它們以任何物質(zhì)的量比混合，只要混合物的物質(zhì)的量一定，則在完全燃燒時，消耗氧氣的物質(zhì)的量恒定不變的是（）。A、C3H6和C3H8B、C4H6和C3H8C、C5H10和C6H6D、C3H6和C3H5．某有機物的蒸氣完全燃燒時，需要三倍于其體積的O2，產(chǎn)生二倍于其體積的CO2，則該有機物可能是（體積在同溫同壓下測定）：（）A、C2H4 B、C2H5OHC、CH3CHO D、CH3COOH6．由兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體20mL，跟過量氧氣混合后進行完全燃燒。當燃燒產(chǎn)物通過濃H2SO4，體積減少30mL，然后通過堿石灰體積又減少40mL（氣體在相同條件下測得）。則這兩種烴可能為（）A、CH4與C2H4B、C2H2與C2H4C、C2H2與C2H6D、CH4與C2H67．在120℃、101kPa時，將1L丁烷和若干升O2混合，點燃使之充分反應。反應后，恢復到原溫度和原壓強，測得的氣體體積為mL，若通過足量堿石灰，氣體體積變?yōu)閚L。若m－n=8，則nL氣體為（）A．O2B．COC．CO2D．CO和O28．將含有C、H、O的有機物4.88g，裝入元素分析裝置，通入足量的O2使它完全燃燒，將生成的氣體依次通過氯化鈣干燥管A和堿石灰干燥管B。測得A管質(zhì)量增加了2.16g，B管增加了12.32g。已知該有機物的相對分子質(zhì)量為122。⑴燃燒此有機物4.88g，須消耗氧氣的質(zhì)量是多少？⑵通過計算確定該有機物的分子式？⑶如果該有機物1個分子中存在1個苯環(huán)和1個側(cè)鏈，試寫出它的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。9．乙烯與乙烷混合氣體共amol，與bmol的氧氣共存于一密閉容器中，點燃后充分反應，乙烯和乙烷全部消耗完，得到CO和CO2的混合氣體和45g水。試求：(1)當a=1時，乙烯和乙烷的物質(zhì)的量之比n(C2H4)：n(C2H6)=；(2)當a=1時，且反應后CO和CO2混合氣體的物質(zhì)的量為反應前氧氣的2/3時，則b=__，得到的CO和CO2的物質(zhì)的量之比n(CO)：n(CO2)=。(3)a的取值范圍是___________________；b的取值范圍是_____________________。10．只含C、H、O的有機物，為了便于表示完全燃燒時，反應物、生成物與所需O2量間關系，可用通式(CxHy)m(H2O)n表示它們(m、n、x、y均為正整數(shù))。例如：CH3OH、C2H5OH、C3H8OH等物質(zhì)可用通式(CH2)m(H2O)n表示它們的m分別為1，2，3，n均為1，它們所需O2和生成CO2體積比均為3：2。（1）現(xiàn)有一類只含C、H、O的有機物，它們?nèi)紵龝r消耗的O2和生成的CO2的體積比為5：4，按上述要求該類化合物的通式可表示為（寫最簡化通式）；（2）這類化合物相對分子質(zhì)量最小的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式是。（3）若某一類有機物可用通式(CxOy)m(H2O)n表示，則在相同條件下，該類化合物完全燃燒時，消耗O2體積V1和生成CO2體積V2必須滿足的條件是：V1/V2=；（4）現(xiàn)有一種有機物，它完全燃燒時，消耗O2體積與生成CO2體積之比為3：4，它具有兩個羧基，其余的碳原子結(jié)合的原子或原子團都相同。取0.2625g該化合物恰好能與25.00mL0.100mol·L-1的NaOH溶液完全中和，由此得知該化合物的分子式是，結(jié)構(gòu)簡式為__________________________________。11．A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物。已知：A中碳的質(zhì)量分數(shù)為44.1%，氫的質(zhì)量分數(shù)為8.82%；A只含有一種官能團，且每個碳原子上最多只連一個官能團：A能與乙酸發(fā)生酯化反應，但不能在兩個相鄰碳原子上發(fā)生消去反應。請?zhí)羁眨海?）A的分子式是，其結(jié)構(gòu)簡式是。（2）寫出A與乙酸反應的化學方程式：。（3）寫出所有滿足下列3個條件的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。①屬直鏈化合物；②與A具有相同的官能團；③每個碳原子上最多只連一個官能團。這些同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是_______________________________________________________。12．標準狀況下1.68L無色可燃氣體在足量氧氣中完全燃燒。若將產(chǎn)物通入足（1）計算燃燒產(chǎn)物中水的質(zhì)量。（2）若原氣體是單一氣體，通過計算推斷它的分子式。（3）若原氣體是兩種等物質(zhì)的量的氣體的混合物，其中只有一種是烴，請寫出它們的分子式（只要求寫出一組）。13．菠蘿酯是一種具有菠蘿香氣的食用香料，是化合物甲與苯氧乙酸發(fā)生酯化反應的產(chǎn)物。⑴甲一定含有的官能團的名稱是。⑵5.8g甲完全燃燒可產(chǎn)生0.3molCO2和0.3molH2O，甲蒸氣對氫氣的相對密度是29，甲分子中不含甲基，且為鏈狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡式是。⑶苯氧乙酸有多種酯類的同分異構(gòu)體，其中能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應，且有2種一硝基取代物的同分異構(gòu)體是（寫出任意2種的結(jié)構(gòu)簡式）。⑷已知：R-CH2-COOHR-ONaR-O-R′(R-、R′-代表烴基)菠蘿酯的合成路線如下：①試劑X不可選用的是（選填字母）。a.CH3COONa溶液b.NaOH溶液c.NaHCO3溶液d.Na②丙的結(jié)構(gòu)簡式是，反應II的反應類型是。③反應IV的化學方程式是。14．已知化合物A中各元素的質(zhì)量分數(shù)分別為C37.5％，H4.2%和O58.3％。請?zhí)羁?1)0.01molA在空氣中充分燃燒需消耗氧氣1.01L（標準狀況），則A的分子式是；(2)實驗表明：A不能發(fā)生銀鏡反應。1molA與足量的碳酸氫