1、有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定(十字交叉法),【命題趨勢分析】 求各類有機(jī)物分子式及判斷它們的結(jié)構(gòu)在有機(jī)化學(xué)中占有舉足輕重的地位，貫穿在有機(jī)化學(xué)的各章節(jié)中，應(yīng)通過練習(xí)熟練掌握。 1.十字交叉法及在有機(jī)化學(xué)計算中的應(yīng)用。 (1)“十字交叉法”的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ),(2)“十字交叉法”在有機(jī)化學(xué)計算中的應(yīng)用,若a、b為兩氣體的相對分子質(zhì)量，C為混合氣體的平均相對分子質(zhì)量，則xy為混合氣體中兩組成氣體的體積比(或物質(zhì)的量之比) 若a、b為氣體分子式中某原子的數(shù)目，c為混合氣體平均分子式中某原子數(shù)目，則xy為混合氣體中兩組分氣體的體積比(或物質(zhì)的量之比)。 (3)在有機(jī)化學(xué)的計算中，除“十字交叉法”外，還有代數(shù)

2、法、差值數(shù)、守恒法、討論法等等，必須靈活運(yùn)用，具體問題具體解決。,2.確定有機(jī)物分子式的基本方法,確定烴及烴的衍生物的分子式的基本途徑為：,【基礎(chǔ)知識精講】,1.有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定 (1)利用上述關(guān)系解題的主要思路是：首先要判斷有機(jī)物中所含元素的種類，然后依據(jù)題目所給條件確定有機(jī)物分子中各元素的原子數(shù)目，從而得到分子式，最后由有機(jī)物的性質(zhì)分析判斷其結(jié)構(gòu)式。 (2)實(shí)驗式是表示化合物分子所含各元素的原子數(shù)目最簡單整數(shù)比的式子。求化合物的實(shí)驗式即是求該化合物分子中各元素原子的數(shù)目(N)之比。,(3)烴的含氧衍生物完全燃燒的化學(xué)方程式為：,CxHyOz+(x+y/4+z/2)O2 xCO2+

3、y/2H2O CxHyOz(g)燃燒規(guī)律如下： y4-2z時，燃燒后，氣體體積增大(100以上，下同)； y4-2z時，燃燒前后氣體體積不變； y4-2z時，燃燒后氣體體積減少(不合理)。 上式中若z0，即為烴燃燒的規(guī)律。,2.由實(shí)驗式確定分子式的方法,(1)通常方法：必須已知化合物的相對分子質(zhì)量Mr(A)，根據(jù)實(shí)驗式的相對分子質(zhì)量Mr (實(shí))，求得含n個實(shí)驗式：nMr(A)/Mr(實(shí)) ，即得分子式。 (2)特殊方法：某些特殊組成的實(shí)驗式，在不知化合物相對分子質(zhì)量時，也可根據(jù)組成特點(diǎn)確定其分子式。例如實(shí)驗式為CH3的有機(jī)物，其分子式可表示為(CH3)n，僅當(dāng)n2時，氫原子已達(dá)飽和，故其分子式

4、為C2H6。同理，實(shí)驗式為CH3O的有機(jī)物，當(dāng)n2時，其分子式為C2H6O2。 (3)特殊方法：部分有機(jī)物的實(shí)驗式中，氫原子已達(dá)到飽和，則該有機(jī)物的實(shí)驗式即為分子式。例:實(shí)驗式為CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有機(jī)物，其實(shí)驗式即為分子式。,3.由分子式確定結(jié)構(gòu)式的方法,(1)通過價鍵規(guī)律確定：某些有機(jī)物根據(jù)價鍵規(guī)律只存在一種結(jié)構(gòu)，則直接可由分子式確定其結(jié)構(gòu)式。例如C2H6，根據(jù)價鍵規(guī)律，只有一種結(jié)構(gòu)：CH3CH3；又如CH4O，根據(jù)價鍵規(guī)律，只有一種結(jié)構(gòu)：CH3OH。 (2)通過定性或定量實(shí)驗確定：當(dāng)一個分子式可能代表兩種或兩種以上具有不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)時，可利用該物質(zhì)的特殊性質(zhì)，

5、通過定性或定量實(shí)驗來確定其結(jié)構(gòu)式。,【知識探究學(xué)習(xí)】,一、烴的衍生物分子式求解 根據(jù)烴的衍生物耗氧量與生成二氧化碳的體積關(guān)系，如何確立有機(jī)物的分子式是較難題，但如果找到內(nèi)在本質(zhì)，通過通式的確立來求解就會變得迎刃而解了。 例1 某烴的含氧衍生物完全燃燒生成二氧化碳和水，已知同溫同壓下耗氧氣與生成二氧化碳的體積比為11，求符合該條件的分子量最小的有機(jī)物的分子式。 解析 因為含氧衍生物完全燃燒時，C元素最終變?yōu)镃O2，即如含有1molC而生成CO2時，必耗1molO2，因為題中耗O2與生成CO2為11，所以可把有機(jī)物中的H元素生成水時需的氧元素看成是來自于有機(jī)物本身。,例1 某烴的含氧衍生物完全燃燒

6、生成二氧化碳和水，已知同溫同壓下耗氧氣與生成二氧化碳的體積比為11，求符合該條件的分子量最小的有機(jī)物的分子式。 解析 因為含氧衍生物完全燃燒時，C元素最終變?yōu)镃O2，即如含有1molC而生成CO2時，必耗1molO2，因為題中耗O2與生成CO2為11，所以可把有機(jī)物中的H元素生成水時需的氧元素看成是來自于有機(jī)物本身。 故依題意，可設(shè)符合該條件的有機(jī)物的通式為： Cm(H2O)n 討論：當(dāng)m1,n1時，分子式為CH2O(甲醛)。 思考：當(dāng)同溫同壓下耗O2與生成CO2體積比小于11時，如為34（32）時，求符合該條件的最簡有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)簡式。,例2當(dāng)耗O2與生成CO2的體積比為11，如為34時

7、，求符合該條件的最簡有機(jī)物的分子式和結(jié)構(gòu)簡式。 解析 由例1中解析可知，由于消耗的氧小于產(chǎn)生CO2時所需要的氧，可知該衍生物中，除了H元素生成水時需要的氧來自于本身以外，C元素生成CO2需要的氧元素一部分亦來自于分子內(nèi)。 故設(shè)該有機(jī)物的通式為：(CxOy)m(H2O)n CxOy +(x-y/2)O2 xCO2 有(x-y/2):2 3:4，x:y2:1 . 通式為：(C2O)m(H2O)n. 討論：當(dāng)m1,n1時，分子式為C2H2O2. 結(jié)構(gòu)簡式為：,例3 當(dāng)耗O2與生成CO2的體積比為11，如為32時，求符合該條件的最簡有機(jī)物的分子式和結(jié)構(gòu)簡式。 解析:由于耗O2體積大于生成CO2的體積，

8、即需要的O2除用于生成CO2外，還用于與分子內(nèi)H元素反應(yīng)生成H2O。 故可設(shè)該條件有機(jī)物的通式為：(CxOy)m(H2O)n CxOy +(x+y/4)O2 xCO2 + y/2H2O (x+y/4):x=3:2 得：x:y=1:2 通式為：(CH2)m(H2O)n 討論：當(dāng)m1,n1時，分子式為：CH4O 結(jié)構(gòu)簡式為：CH3OH。,練習(xí)： (1)某烴的衍生物完全燃燒生成CO2和H2O，當(dāng)耗O2與生成CO2的體積比為23時，符合該條件的最簡單有機(jī)物的分子式和結(jié)構(gòu)簡式(CCC為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)) (2)當(dāng)耗O2與生成CO2的體積比為43時，求符合該條件的最簡單的有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)簡式。 答案：(1)分

9、子式C3H4O4結(jié)構(gòu)簡式： (2)分子式C3H6O結(jié)構(gòu)簡式為： CH3CH2CHO 或 CH2CH-CH2OH,二、從有機(jī)物分子式(或分子通式)判斷有機(jī)物結(jié)構(gòu)的規(guī)律 高中教材中所學(xué)的有機(jī)物，它們的分子通式與結(jié)構(gòu)類別的對應(yīng)關(guān)系如下面的框圖：,從框圖對應(yīng)關(guān)系可得出如下規(guī)律：有機(jī)物分子里的氫原子以烷烴(或飽和醇)為充分飽和結(jié)構(gòu)(只含CC、CH、CO等單鍵)的參照體。 每少2個H，就可以有一個“CC”或“CO”或成一個單鍵碳環(huán)； 每少4個H，就可以有一個“CC”； 每少8個H，就可以有一個“苯環(huán)”。 烴的含氧衍生物中，氧原子數(shù)的多少并不影響以氫原子數(shù)為依據(jù)來判斷有機(jī)結(jié)構(gòu)特征。例如飽和多元醇(像乙二醇、

10、丙三醇)都可以用通式CnH2n+2Ox來表示，分子中只含各種單鍵。,例1 某芳香族化合物的分子式為C8H8O4，它與Na、NaOH、NaHCO3反應(yīng)的物質(zhì)的量之比依次為13，12，11，且苯環(huán)上的一溴代物有4種，寫出它可能的一種結(jié)構(gòu)簡式。 解析 首先應(yīng)從分子式入手，該化合物分子式離充分飽和結(jié)構(gòu)還差10個H原子，每少8個H有一個苯環(huán)，該化合物應(yīng)只有一個苯環(huán)，苯環(huán)的支鏈上還有一個“CC/或一個CO”。再由它與Na、NaOH、NaHCO3反應(yīng)的關(guān)系可推出它的分子結(jié)構(gòu)特征：一個苯環(huán)、一個羰基(CO)、一個醇羥基、一個酚羥基，而且苯環(huán)上應(yīng)有4個氫原子可供溴原子取代，所以應(yīng)為,典型例題,例1 1924年我

11、國藥物學(xué)家從中藥麻黃中提取了麻黃素，并證明麻黃素具有平喘作用。將10.0g麻黃素完全燃燒可得26.67gCO2和8.18gH2O。測得麻黃素中含氮8.48%，它的實(shí)驗式為CxHyNzOw，已知其實(shí)驗式即為分子式，則麻黃素的分子式為_。 解析 先求C、H、O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： w(C) (26.6712/44)/10.0100%72.7%; w(H) (8.182/18)/10.0100%9.09%; w(O)1-w(C)-w(H)-w(N)1-72.7%-9.09%-8.48%9.73%, 故N(C)N(H)N(N)N(O) 72.7%/12 9.09%/1 8.48%/149.73%,/16 20

12、4522。 麻黃素的分子式為C20H45N2O2。 評注 本題屬于根據(jù)燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量、元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定實(shí)驗式的一類題目。,例2:某0.16g飽和一元醇與足量的金屬鈉充分反應(yīng)，產(chǎn)生56mL氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。求該飽和一元醇的分子式。,解析:飽和一元醇的通式為CnH2n+1OH，該一元醇的摩爾質(zhì)量為M(A)。 2CnH2n+1OH +2Na CnH2n+1ONa +H2 2molM(A) 22.4L 0.16g 0.056L 解得：M(A)32g/mol。 該一元醇的相對分子質(zhì)量為32，根據(jù)該一元醇的通式，有下列等式：12n+2n+1+16+132,n1，故分子式為CH3OH。 評注 本題屬于運(yùn)用

13、有機(jī)物的通式計算確定分子式的一類題目。掌握各類有機(jī)物的通式很有必要：如飽和一鹵代烴的通式為CnH2n+1x ，飽和醇的通式為CnH2n+2Ox(x2時為二元醇，x3時為三元醇)。,例3 燃燒2mol某有機(jī)物，生成4molCO2和6molH2O，同時測知消耗5molO2，推測該有機(jī)物的分子式為_。,解析 設(shè)有機(jī)物的分子式為CxHyOz，根據(jù)題意可寫出燃燒方程式： 2CxHyOz+5O24CO2+6H2O 根據(jù)質(zhì)量守恒定律知：x2,y6,z2。 故該有機(jī)物的分子式為C2H2O2。 評注 本題屬于根據(jù)燃燒方程式計算確定分子式的一類題目。,優(yōu)游開戶 優(yōu)游開戶 lqu59hmo 對這種質(zhì)地白凈而又非常精

14、道好吃的稀罕吃食很是喜歡，總是供不應(yīng)求。為已故娘親守孝年滿三年后，李尚武決定舉家北上去了。尚武打心眼兒里認(rèn)為，爹娘的臨終囑托很對，自己是應(yīng)該把家安在“三六九鎮(zhèn)”上的。這樣一來，不但能讓愛妻耿蘭在免去思念親人之苦的同時，還可以繼續(xù)去圓她的那個培養(yǎng)故鄉(xiāng)小學(xué)童之夢，而且自己也能有機(jī)會在義父的身邊好好兒地盡盡孝道。再則，尚武很希望自己也能夠為岳父家的“耿家小學(xué)堂”盡一份力量。尚武相信，義父傳授給自己的文化知識，已經(jīng)完全可以勝任教授小學(xué)童了。更何況，在教授小學(xué)童的同時，自己還可以再不斷地繼續(xù)深造呢！那一年秋末，李尚武帶著耿蘭和一雙兒女去爹娘的墳上隆重祭掃之后，手足兄姐一大家子人聚在一起吃了一頓離別飯。然

15、后，乘著江南雨水稀少的季節(jié)，兄姐兩家人共同乘坐一掛大騾車，一起將弟弟一家送至鄱陽湖邊，雙方揮淚告別不做細(xì)述。載著李尚武和耿蘭一家四口的大騾車途徑武昌鎮(zhèn)時，正好是一個晴朗初冬日的半下午時分。西斜的暖陽照在武昌鎮(zhèn)的大街小巷上，一派閑靜祥和的愜意景象。大騾車來到白家寬敞的大門口了，李尚武帶著耿蘭和一雙兒女懷著難以言表的心情進(jìn)白家看望喬氏母女。耿蘭當(dāng)面謝過娘娘親自為她精心刺繡的“五色甜菊”繡品。五年多之前，“五色甜菊”作為耿蘭彌足珍貴的嫁妝隨她遠(yuǎn)赴江南小鎮(zhèn)的李家；而如今，這件繡品又要隨同李尚武一家人北上回到“三六九鎮(zhèn)”去了！喬氏依然還是像以前那樣生活，不過身體尚好。小青已經(jīng)是四個娃兒的母親了，兩雙兒女都很好，但耿蘭和尚武那天只見到了三個娃兒。大兒子小東伢已經(jīng)成了爹的得力助手，父子倆那天正好趕了大騾車過江去漢陽鎮(zhèn)上賣土豆去了。小青告訴尚武和耿蘭，東伢子一共種了三十多畝菜地。由于土豆不但好種植好管理，而且產(chǎn)量高、好儲存，又能賣得好價錢，加之還可以一年兩頭種，不耽誤夏秋季節(jié)種植其它一些當(dāng)?shù)氐氖卟耍詵|伢子每年都將一半的菜地輪換著用來種土豆！耿蘭將嫂子釀的米酒和大姑子新打的月餅給喬氏母女留了一些，說“娘娘，姐姐，俺倆是準(zhǔn)備在耿家