4.殘基法.這是求解有機物分子結(jié)構(gòu)簡式或結(jié)構(gòu)式中最常用的方法.一個有機物的分子式算出后,可以有很多種不同的結(jié)構(gòu),要最后確定其結(jié)構(gòu),可先將已知的官能團包括烴基的式量或所含原子數(shù)扣除,剩下的式量或原子數(shù)就是屬于殘余的基團,再討論其可能構(gòu)成便快捷得多.
[例5] 某有機物5.6克完全燃燒后生成6.72L(S.T.P下)二氧化碳和3.6克水,該有機物的蒸氣對一氧化碳的相對密度是2,試求該有機物的分子式.如果該有機物能使溴水褪色,并且此有機物和新制的氫氧化銅混合后加熱產(chǎn)生紅色沉淀,試推斷該有機物的結(jié)構(gòu)簡式.
因為該有機物的蒸氣對一氧化碳的相對密度為2,所以其分子量是CO的2倍,即56,而5.6克有機物就是0.1摩,完全燃燒生成6.72L(S.T.P)CO2為0.3摩,3.6克水為0.2摩,故分子式中含3個碳,4個氫,則每摩分子中含氧為56-3*12-4*1=16克,分子式中只有1個氧,從而確定分子式是C3H4O.根據(jù)該有機物能發(fā)生斐林反應(yīng),證明其中有-CHO,從C3H4O中扣除-CHO,殘基為-C2H3,能使溴水褪色,則有不飽和鍵,按其組成,只可能為-CH=CH2,所以該有機物結(jié)構(gòu)就為H2C=CH-CHO.
5.守恒法.物質(zhì)在參加反應(yīng)時,化合價升降的總數(shù),反應(yīng)物和生成物的總質(zhì)量,各物質(zhì)中所含的每一種原子的總數(shù),各種微粒所帶的電荷總和等等,都必須守恒.所以守恒是解計算題時建立等量關(guān)系的依據(jù),守恒法往往穿插在其它方法中同時使用,是各種解題方法的基礎(chǔ),利用守恒法可以很快建立等量關(guān)系,達到速算效果.
[例6]已知某強氧化劑[RO(OH)2]+能被硫酸鈉還原到較低價態(tài),如果還原含2.4*10-3mol[RO(OH)2]+的溶液到低價態(tài),需12mL0.2mol/L的亞硫酸鈉溶液,那么R元素的最終價態(tài)為
A.+3 B.+2 C.+1 D.-1
因為在[RO(OH)2]-中,R的化合價為+3價,它被亞硫酸鈉還原的同時,亞硫酸鈉被氧化只能得硫酸鈉,硫的化合價升高了2價,根據(jù)2.4*10-3mol[RO(OH)2]-與12ml*0.2mol/L=0.0024mol的亞硫酸鈉完全反應(yīng),亞硫酸鈉共升0.0024*2=0.0048價,則依照升降價守恒,2.4*10-3mol[RO(OH)2]-共降也是0.0048價,所以每mol[RO(OH)2]-降了2價,R原為+3價,必須降為+1價,故不需配平方程式可直接選C.
6.規(guī)律法.化學(xué)反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物理量往往是符合一定的數(shù)量關(guān)系的,這些數(shù)量關(guān)系就是通常所說的反應(yīng)規(guī)律,表現(xiàn)為通式或公式,包括有機物分子通式,燃燒耗氧通式,化學(xué)反應(yīng)通式,化學(xué)方程式,各物理量定義式,各物理量相互轉(zhuǎn)化關(guān)系式等,甚至于從實踐中自己總結(jié)的通式也可充分利用.熟練利用各種通式和公式,可大幅度減低運算時間和運算量,達到事半功倍的效果.
[例7] 1200C時,1體積某烴和4體積O2混和,完全燃燒后恢復(fù)到原來的溫度和壓強,體積不變,該烴分子式中所含的碳原子數(shù)不可能是
A.1 B.2 C.3 D.4
本題是有機物燃燒規(guī)律應(yīng)用的典型,由于烴的類別不確定,氧是否過量又未知,如果單純將含碳由1至4的各種烴的分子式代入燃燒方程,運算量大而且未必將所有可能性都找得出.應(yīng)用有機物的燃燒通式,設(shè)該烴為CXHY,其完全燃燒方程式為:CXHY+(X+Y/4)O2==XCO2+Y/2H2O,因為反應(yīng)前后溫度都是1200C,所以H2O為氣態(tài),要計體積,在相同狀況下氣體的體積比就相當于摩爾比,則無論O2是否過量,每1體積CXHY只與X+Y/4體積O2反應(yīng),生成X體積CO2和Y/2體積水蒸氣,體積變量肯定為1-Y/4,只與分子式中氫原子數(shù)量有關(guān).按題意,由于反應(yīng)前后體積不變,即1-Y/4=0,立刻得到分子式為CXH4,此時再將四個選項中的碳原子數(shù)目代入,CH4為甲烷,C2H4為乙烯,C3H4為丙炔,只有C4H4不可能.
[例5] 某有機物5.6克完全燃燒后生成6.72L(S.T.P下)二氧化碳和3.6克水,該有機物的蒸氣對一氧化碳的相對密度是2,試求該有機物的分子式.如果該有機物能使溴水褪色,并且此有機物和新制的氫氧化銅混合后加熱產(chǎn)生紅色沉淀,試推斷該有機物的結(jié)構(gòu)簡式.
因為該有機物的蒸氣對一氧化碳的相對密度為2,所以其分子量是CO的2倍,即56,而5.6克有機物就是0.1摩,完全燃燒生成6.72L(S.T.P)CO2為0.3摩,3.6克水為0.2摩,故分子式中含3個碳,4個氫,則每摩分子中含氧為56-3*12-4*1=16克,分子式中只有1個氧,從而確定分子式是C3H4O.根據(jù)該有機物能發(fā)生斐林反應(yīng),證明其中有-CHO,從C3H4O中扣除-CHO,殘基為-C2H3,能使溴水褪色,則有不飽和鍵,按其組成,只可能為-CH=CH2,所以該有機物結(jié)構(gòu)就為H2C=CH-CHO.
5.守恒法.物質(zhì)在參加反應(yīng)時,化合價升降的總數(shù),反應(yīng)物和生成物的總質(zhì)量,各物質(zhì)中所含的每一種原子的總數(shù),各種微粒所帶的電荷總和等等,都必須守恒.所以守恒是解計算題時建立等量關(guān)系的依據(jù),守恒法往往穿插在其它方法中同時使用,是各種解題方法的基礎(chǔ),利用守恒法可以很快建立等量關(guān)系,達到速算效果.
[例6]已知某強氧化劑[RO(OH)2]+能被硫酸鈉還原到較低價態(tài),如果還原含2.4*10-3mol[RO(OH)2]+的溶液到低價態(tài),需12mL0.2mol/L的亞硫酸鈉溶液,那么R元素的最終價態(tài)為
A.+3 B.+2 C.+1 D.-1
因為在[RO(OH)2]-中,R的化合價為+3價,它被亞硫酸鈉還原的同時,亞硫酸鈉被氧化只能得硫酸鈉,硫的化合價升高了2價,根據(jù)2.4*10-3mol[RO(OH)2]-與12ml*0.2mol/L=0.0024mol的亞硫酸鈉完全反應(yīng),亞硫酸鈉共升0.0024*2=0.0048價,則依照升降價守恒,2.4*10-3mol[RO(OH)2]-共降也是0.0048價,所以每mol[RO(OH)2]-降了2價,R原為+3價,必須降為+1價,故不需配平方程式可直接選C.
6.規(guī)律法.化學(xué)反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物理量往往是符合一定的數(shù)量關(guān)系的,這些數(shù)量關(guān)系就是通常所說的反應(yīng)規(guī)律,表現(xiàn)為通式或公式,包括有機物分子通式,燃燒耗氧通式,化學(xué)反應(yīng)通式,化學(xué)方程式,各物理量定義式,各物理量相互轉(zhuǎn)化關(guān)系式等,甚至于從實踐中自己總結(jié)的通式也可充分利用.熟練利用各種通式和公式,可大幅度減低運算時間和運算量,達到事半功倍的效果.
[例7] 1200C時,1體積某烴和4體積O2混和,完全燃燒后恢復(fù)到原來的溫度和壓強,體積不變,該烴分子式中所含的碳原子數(shù)不可能是
A.1 B.2 C.3 D.4
本題是有機物燃燒規(guī)律應(yīng)用的典型,由于烴的類別不確定,氧是否過量又未知,如果單純將含碳由1至4的各種烴的分子式代入燃燒方程,運算量大而且未必將所有可能性都找得出.應(yīng)用有機物的燃燒通式,設(shè)該烴為CXHY,其完全燃燒方程式為:CXHY+(X+Y/4)O2==XCO2+Y/2H2O,因為反應(yīng)前后溫度都是1200C,所以H2O為氣態(tài),要計體積,在相同狀況下氣體的體積比就相當于摩爾比,則無論O2是否過量,每1體積CXHY只與X+Y/4體積O2反應(yīng),生成X體積CO2和Y/2體積水蒸氣,體積變量肯定為1-Y/4,只與分子式中氫原子數(shù)量有關(guān).按題意,由于反應(yīng)前后體積不變,即1-Y/4=0,立刻得到分子式為CXH4,此時再將四個選項中的碳原子數(shù)目代入,CH4為甲烷,C2H4為乙烯,C3H4為丙炔,只有C4H4不可能.