| 标题 | 例析未知物化学式的确定 |
| 范文 | 俞真蓉 一、根据组成元素的物质的量确定 例1（2010年浙江，节选）为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。 取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。请回答下列问题： （1）甲的化学式为 。 解析化合物甲的化学式推断必须以物质间的定量关系为基础： ①粉末由两种物质混合而成； ②红棕色物质可能为Fe2O3和Fe（OH）3等，根据题意只能是Fe2O3； ③甲只有两种元素，且含N，必含Na； ④计算：N的物质的量为6.72 L/22.4 L/mol×2=0.6 mol，N的质量为0.6 mol×14 g/mol=8.4 g，则Na的物质的量为（13-8.4）g/23 g=0.2 mol，则N和Na的物质的量之比为0.6 mol∶0.2 mol=3∶1，则化合物甲为NaN3。 二、根据组成元素的质量分数确定 例2（2013年浙江测试卷，节选）某研究小组以CaCl2和H2为原料，试图制备+1价Ca的化合物，结果发现 产物中只有两种化合物（甲和乙）。元素组成分析表明化合物甲中钙、氯元素的质量分数分别为52.36%、46.33%；化合物乙的水溶液显酸性。 请回答下列问题： （1）甲的化学式是 。 解析化合物甲中钙、氯元素的质量分数分别为52.36%、46.33%，加起来比100%小，表明该物质中还含有氢元素，其质量分数为：100%-52.36%-46.33%=1.31%。因此，可以来确定甲这种物质的化学式： N（Ca）∶N（Cl）∶N（H） =52.3640∶46.3335.3∶1.311=1∶1∶1 可以得出化学式为：CaHCl，可以看出没有得到所谓的+1的钙。 三、根据组成元素的物质的量及化合价确定 例3（2013年浙江，节选）氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L H2（已折算成标准状况）。甲与水反应也能产生H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状态下的密度为 1.25 g/L。 请回答下列问题： （1）甲的化学式是； 解析①已知，甲、乙两种化合物均可产生H2，故它们的组成中均含有氢元素。②根据甲加热完全分解只得到一种短周期元素的金属单质和H2，可知甲是由两种元素组成，是一种金属氢化物。再由甲与水反应也能放出H2，同时还产生一种可溶于NaOH 溶液的白色沉淀可知，这种白色沉淀是Al（OH）3或是Be（OH）2，从而推出甲中含有的金属元素是Al或Be；③再根据标准状况下，6.00 g甲加热完全分解可产生0.3 mol（6.72 L）H2，若沉淀是Al（OH）3，则Pe的物质的量为（6.00-0.3×2）g/27 g/mol=0.2 mol，则Al和H的物质的量之比为0.2∶0.6=1∶3，则化合物甲为可推断甲为AlH3；若沉淀是Be（OH）2，则Be的物质的量为（6.00-0.3×2）g/9 g/mol=0.6 mol，则Be和H的物质的量之比为0.6 mol∶0.6 mol=1∶1，则化合物甲为可推断甲为BeH；④因为Be没有+1价，只有+2价，所以是AlH3。 四、根据已知数据结合相对分子质量确定 例4（2014年浙江测试卷，节选）碘是生贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得： COOHOCOCH3+ 乙酰水杨酸 HONHCOCH3 对乙酰氨基酚 COONHCOCH3OCOCH3+H2O 贝诺酯 下列有关叙述正确的是 （ ）。 A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团 B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚 C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应 D.贝诺酯与足量NaOH溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠 解析A选项中在贝诺酯分子中有2个酯基、1个酰氨键即肽键，即有3个含氧官能团，但只有2种，A不正确；B选项中由于乙酰水杨酸中不存在酚羟基，而对乙氨基酚中存在1个酚羟基，而酚羟基有遇FeCl3溶液而显紫色的特征，其他官能团都没有这样的性质，B正确；有机化合物中只有羧基才能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳气体，乙酰水杨酸中有1个羧基，而对乙酰氨基酚中没有羧基，因而前者能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳气体，后者与碳酸氢钠不反应，C选项不正确；贝诺酯分子中有2个酯基、1个酰氨键亦即肽键，在氢氧化钠溶液中加热时酯基发生水解，所以在所得的产物中不可能存在酯基，即不可能生成乙酰水杨酸钠，D选项不正确。 答案：B 二、知识归纳指点复习 1.有机化合物分子结构的常见考查方式 （1）常见官能团的识别：中学化学中需要熟读熟记的官能团有羟基（-OH）、醛基（-CHO）、羧基（-COOH）、氨基（-NH2）、肽键（或称酰氨键，-CONH-）、酯基（-COO-）、硝基（-NO2，特别注意不能写成-ONO、-O2N等）等等。 （2）手性碳原子：只有饱和碳原子才可能是手性碳原子是前提；与一个饱和碳原子相连的四个原子或原子团各不相同是关键；要特别注意的是，不是根据与该碳原子相连的原子判断，而是根据与该碳原子相连在整个原子团进行判断。 （3）同分异构体的判断：在判断同分异构体时主要抓住两点，一是分子式要相同，二是两分子中一定存在着不同的结构。 （4）同系物的判断：在判断同系物时主要抓住两点，一是分子结构中一定是存在着相同个数的相同官能团，二是两物质的组成上一定要相差CH2的n倍。 （5）有机化合物分子中原子的空间结构： ①碳碳双键两侧的6个原子一定共面； ②碳碳叁键与两侧4个原子一定共线； ③苯环上的12个原子一定共面； ④只要存在饱和碳原子的有机化合物分子中就不可能所有原子共面。 2.有机化合物分子中各种官能团的性质特征 （1）碳碳双键、碳碳叁键：易加成（易使溴水褪色）、易氧化（如使酸性高锰酸钾溶液褪色）、易聚合。 （2）苯环：易取代、难加成但能加成、侧链易氧化。 （3）羟基（-OH）：一是醇羟基，即与脂肪烃基相连的羟基，易取代、易氧化、能消去；二是酚羟基，即与苯环相连的羟基，它能取代，易氧化，但不能发生消去，它的特性是有较弱的酸性，能与氢氧化钠反应但酸性弱于碳酸，酚羟基最特征的两个性质是遇到三氯化铁溶液变紫色，遇到浓溴水发生与邻、对位碳上的氢原子取代而生成沉淀，这是检测酚羟基存在的两种最常见方法。 （4）醛基（-CHO）：既易氧化又能还原是它的特征。 （5）羧基（-COOH）：羧基能取代、酸性是羧基的特征性质，在中学有机官能团羧基是唯一能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳的官能团。 （6）酯基：是一种能水解成酸和醇（或酚）的官能团。 （收稿日期：2015-01-10） |
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