例谈有机物分子式的确定

◇ 江苏 陈松强

有机合成是高考选考题之一，有机物分子式的确定是有机合成重要的突破口，解题过程中可以通过商余法、实验式法、讨论法等确定有机物分子式.

1 商余法

1.1 除以14法

将烃的相对分子质量除以14(即CH2的相对分子质量)，最大的商为烃中CH2原子团的个数，余数为氢原子个数，即Mr÷14＝n(商为CH2原子团的个数)……m(余数为氢原子个数)，如表1所示.

表1

1.2 除以12法

Mr÷12＝n(商为碳原子数)……m(余数为氢原子个数)，烃的分子式为CnHm；再减少1个碳原子，氢原子数增加12，烃的分子式为Cn－1Hm＋12.

例1某烃的相对分子质量为128，求该烃的分子式.

分析烃的相对分子质量除以14时，要考虑氢原子每减少12，碳原子数增加1个；烃的相对分子质量除以12时，要考虑碳原子数每减少1个，氢原子个数增加12的情况.

解法1分子式为C9H20.将氢原子数减少12，则碳原子数增加1个，分子式为C10H8；

解法2分子式为C10H8.将碳原子个数减少1 个，则氢原子数增加12 个，分子式为C9H20.

2 实验式法

根据物质组成元素的质量比或各元素的质量分数，计算出各元素原子个数比，即实验式.再结合有机物的相对分子质量或摩尔质量，确定有机物的分子式.

例2某烃A 对氢气的相对密度为36，已知该烃中碳氢两种元素的质量比为5∶1，确定该烃的分子式为.

分析各元素的质量或质量分数除以该元素的相对原子质量，得到各元素原子个数比就是该有机物的实验式.该烃的C、H 元素的质量比为5∶1，物质的量之比为，该烃的最简式为C5H12；对氢气的相对密度为36，则相对分子质量为36×2＝72，设该有机物的分子式为(C5H12)n，则(12×5＋1×12)×n＝72，n＝1，该烃的分子式为C5H12.

3 讨论法

知道了有机物的相对分子质量范围，可通过讨论的方式确定有机物的分子式.

例33种烃A、B、C，烃C 分子中最简单的一价烃基取代烃B 分子中的所有氢原子得到烃A.烃A、B、C具有下列性质：①烃A 不能使Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液褪色，一氯代物只有1种.②B完全燃烧，生成CO2和H2O 的物质的量之比为2∶1，相对分子质量介于26和78之间.③饱和链烃C常温下呈气态，其同分异构体不超过2种，二溴代物有3种.请回答下列问题：

分析知道烃中碳、氢原子个数比和烃的相对分子质量，可用讨论的方法确定分子式.饱和链烃C 通常情况下呈气态，同分异构体不超过2种，为丁烷(戊烷的同分异构体有3种)；C 的二溴代物有3种，则C为异丁烷，二溴代物的结构简式为CHBr2CH(CH3)2、CH2BrCBr(CH3)2、CH2BrCH(CH3)CH2Br；C 为 异丁烷CH(CH3)3，最简单烃基为－CH3；B 完全燃烧，生成CO2和H2O 的物质的量之比为2∶1，B 的分子式可表示为(CH)n，相对分子质量介于26 和78 之间，即26＜13n＜78，2＜n＜6，烃分子中氢原子个数为偶数，B的分子式为C4H4；有机物A 可视为烃B分子中的所有氢原子被烃C 分子中最简单的烃基取代而得到的，B的分子式为C4H4，则A 为C4(CH3)4，则A 的分子式为C8H12.