有机化学计算

1、气态烃燃烧体积的变化

若水为液体，燃烧后体积缩小，减小值只与烃中氢原子数目有关；若水为气体，总体积变化也只与氢原子数目有关：H=4，V前＝V后；H＞4，V前＜V后；H＜4， V前＞V后。 例1、体积为10mL的某气态烃，在50mL足量O2里完全燃烧，生成液态水和体积为35 mL

A、C2H4 B、C2H2 C、C3H6 D、C3H8 解析：因为水为液体，由燃烧通式得出体积差为(1＋y/4)，由差量法求得y＝6，选D。

2、烃的物质的量与燃烧产物中CO2和H2O的物质的量的关系

n(烷烃)＝n(H2O)－n(CO2)； 烯烃：n(H2O)＝n(CO2)； n(炔烃)＝n(CO2)－ n(H2O)。 例2、由两种烃组成的混合物，已知其中之一为烯烃。燃烧1mol该混合物，测得产生CO2 4.0mol及 H2O 4.4mol，试求混合烃的组成情况？

解析：烯烃：n(H2O)＝n(CO2)，所以得出n(烷烃)＝n(H2O)－n(CO2)＝0.4mol、n(烯烃)=0.6mol，设烷烃为CmH2m+2、烯烃为CnH2n，得出0.4m+0.6n＝4 mol，讨论有3组符合题意，即：m＝1和n＝6；m＝4和n＝4；m＝7和n＝2。

3、等质量的不同烃完全燃烧消耗O2及生成CO2和H2O的情况

C/H个数比越大，生成CO2越多； H/C值越大，生成水越多，消耗O2也越多；实验式相同的不同烃，上述三者对应都相等。

例3、完全燃烧某混合气体，所产生的CO2的质量一定大于燃烧相同质量丙烯所产生CO2的质量，该混合气体是 （ ）

A、乙炔、乙烯 B、乙炔、丙烷 C、乙烷、环丙烷 D、丙烷、丁烯 解析：烯烃和环烷烃C/H=1/2；烷烃C/H＜1/2；炔烃C/H＞1/2，所以炔烃与炔烃或炔烃与烯烃的组合，C的质量分数大于烯烃，选A。

4、总质量一定的两种有机物以任意比混合，完全燃烧消耗O2及生成CO2和H2O为定值 CO2或H2O为定值，两种有机物满足C或H的质量分数相等，包括实验式相同的情况；消耗O2不变，满足实验式相同。

例4、某种含三个碳原子以上的饱和一元醛A和某种一元醇B，无论以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧生成CO2和H2O的质量不变。

（1）醇B应符合的组成通式？

（2）醇B的分子结构满足的条件？

解析：饱和一元醛的通式为CnH2nO，与醇混合燃烧符合题干条件，二者实验式应相同，由此推出二者通式也相同；

与饱和一元醇的通式相比，此醇分子中应含有一个碳碳双键或一个碳环。

5、等物质的量的不同有机物完全燃烧，消耗O2及生成CO2和H2O相等 CO2或H2O相等，分子式中碳原子或氢原子个数相等；消耗O2相等，燃烧通式中O2系数相等，或将分子式变形，提出 (CO2)m ( H2O)n后剩余部分相等。 例5、燃烧等物质的量的有机物A和乙醇用去等量的O2，此时乙醇反应后生成的水量是A的1.5倍，A反应后生成的CO2 是乙醇的1.5倍，A是 （ ）

A、CH3CHO B、C2H5COOH C、CH2=CHCOOH D、CH3-CH(CH3)-OH 气体（气体体积均在同温同压下测定），此烃的分子式是 （ ） 1

解析：由乙醇分子中C、H的个数，可确定A的分子式为C3H4Ox，再由消耗O2相等，可确定A中氧原子为2，选C。

6、总物质的量一定的不同有机物以任意比混合

1、消耗O2和生成水为定值：两分子式满足H相等，相差n个C，同时相差2n个O。

2、消耗O2和生成CO2为定值：两分子式满足C相等，相差n个O，同时相差2n个H。 例6、有机物A、B分子式不同，它们只可能含C、H、O中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混合，只要物质的量之和不变，完全燃烧时，消耗的O2和生成的水的物质的量也不变。

（1）A、B组成必须满足的条件？（2）若A是CH4，则符合上述条件的化合物B中相对分子质量最小的是？并写出含有－CH3的B的两种同分异构体？

解析：两分子式满足H相等，相差n个C，同时相差2n个O ；

B比CH4多一个C，两个O，分子式为C2H4O2，结构为：CH3COOH和HCOOCH3。

7、根据有机物完全燃烧消耗O2与CO2的物质的量之比，推导有机物可能的通式 将CaHbOc提出若干个水后，有三种情况： V(O2)/V(CO2) ＝1，通式为Ca(H2O)n； V(O2)/V(CO2) ＞1，通式为(CaHx)m (H2O)n； V(O2)/V(CO2) ＜1，通式为(C aOx)m (H2O)n 例7、现有一类只含C、H、O的有机物，燃烧时所消耗O2和生成的CO2的体积比为5∶4(相同状况)按照上述要求,该化合物的通式可表示为？(最简化的通式)并写出这类化合物相对分子质量最小的物质的结构简式？

解析：因为V(O2)/V(CO2) ＝5∶4＞1，所以通式为(CaHx)m (H2O)n的形式，再由C和H消耗O2的关系可得出：通式为(CH)m(H2O)n； CH3CHO。

8、根据有机物完全燃烧生成水与CO2的量或比例，推导分子式或通式

根据CO2与H2O的物质的量多少或比值，可以知道C、H原子个数比，结合有无其他原子，可以写出有机物的分子式或通式。

例8、某有机物在O2中充分燃烧，生成物n(H2O) ∶n(CO2) ＝1∶1，由此可以得出的结论是( )

A、该有机物分子中C∶H∶O原子个数比为1∶2∶1

B、分子中C∶H原子个数比为1∶2

C、有机物必定含O D、无法判断有机物是否含O 解析：由H2O和CO2的物质的量比可以确定通式为：CnH2nOx，无法确定氧，选B、D。

9、有机物燃烧产物与Na2O2反应的规律

分子式能改写为(CO)mH2n形式的物质，完全燃烧后的产物与过量Na2O2反应，固体增加的质量与原物质的质量相等。

例9、某温度下mg仅含三种元素的有机物在足量O2 充分燃烧。其燃烧产物立即与过量Na2O2反应，固体质量增加了mg。

（1）下列物质中不能满足上述结果的是 （ ）

A、C2H6O2 B、C6H12O6 C、C12H22O11 D、(C6H10O5)n

（2）A是符合上述条件且相对分子质量最小的有机物，则A的结构简式为？

解析：（1）C D （2）HCHO

10、不完全燃烧问题

有机物不完全燃烧产物中会有CO生成，而CO不能被碱石灰等干燥剂吸收。 2

例10、1L丙烷与XLO2混合点燃，丙烷完全反应后，生成混合气体为aL(在120℃，1.01×105Pa时测定)。将aL混合气体通过足量碱石灰后，测得剩余气体体积为bL。若a－b=6，则X的值为( )

A、4 B、4.5 C、5.5 D、6

解析： 假设1L丙烷完全燃烧，应产生3 L CO2和4 L水蒸气，通过足量碱石灰后全被吸收，因此 a－b=7，由此断定为不完全燃烧，再经原子守恒可确定X=4.5。

3

第二篇：高一化学计算例题

例1：将12.8g铜片放入足量AgNO3溶液中，一段时间后，取出铜片洗净烘干后，称得质量为13.56g，计算有多少克铜被氧化。

解析：铜与AgNO3发生反应：Cu＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2Ag，从反应方程式可以看出，有64g铜被氧化，会生成216g金属银，固体质量增加152g，它与题中给出固体质量差量构成对应比例关系，可用差量法求解。

解：Cu＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2Ag 固体增加质量△m

64g 216g 216g-64g=152g

m(Cu) 13.56g-12.8g =0.76g

m(Cu)=

②液体质量差量法

例2：天平两端各放一只质量相等的烧杯，内盛等体积等浓度的足量稀盐酸，将物质的量都为a mol的铝和镁分别放入左盘和右盘的烧杯中，反应完毕后，在哪一盘的烧杯中加入多少克同种金属才能平衡。

解析：开始反应前和反应后均要求天平平衡，实质上是要求最终增加溶液的质量相等，即可采用溶液质量增加这一实质即可求解。

解：右盘：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 溶液质量增加△m

1 mol 2g 24g-2g=22g

a mol 22a

左盘：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 溶液质量增加△m

2 mol 6g 54g-6g=48g

a mol 24a

2、气体物质的量差量法

例3：CS2是实验室常用有机溶剂，取一定量CS2在氧气中充分燃烧，生成SO2和CO2，若0.1 mol CS2在1 mol O2中完全燃烧反应生成气体混合物在标准状况下的体积是（ ）

A.6.72L B.13.44L C.15.68L D.22.4L

解析：由于CS2＋3O2＝CO2＋2SO2，从量上来分析CS2全部反应，O2有剩余，故最后气体为O2，CO2和SO2的混合气，从状态来分析，只有CS2是液体，其余全为气体，再从反应方程式各物质的系数分析，反应前后气体的物质的量不变，△n=O,故最后混合气体的物质的量仍为1 mol，在标况下其体积为22.4L，故正确答案为D。

3、气体体积差量法

例4：有11.5mL某气体烃与过量的O2混合点燃爆炸后，气体体积减少了

34.5mL，再用KOH溶液吸收后，气体体积又减少了34.5mL，气体体积均在室温和常压下测定，求该气体的化学式：

解析：要求出烃的化学式CxHy，就要知道化学式中C、H原子数，气体体积在常温常压下测定，H2O为液态，由CxHy(g)+(x+ )O2(g)→ x CO2(g)+H2O(l)可知，在气体烃反应前后之间存在气体体积差，题中“提供体积减小了34.5mL”的条件，可用差量法解题。

解：设烃的分子式为CxHy

CxHy(g)+(x+)O2(g)→ x CO2(g)+H2O(l) 气体体积减小△v

x 1+

1

11.5mL 34.5ml 34.5mL

y=8

x=3 故该烃分子式为C8H8

4、溶解度差量法

例5：已知KNO3在水中的溶解度为S（60℃）＝110g S（30℃）＝30g。将60℃ 105g KNO3饱和溶液冷却到30℃时，求析出多少KNO3晶体？

解析：根据饱和溶液的含义，从60℃KNO3饱和溶液降到30℃时，仍为饱和溶液，由溶解度的定义可知210g60℃饱和溶液冷却到30℃，析出晶体质量为S（60℃）－S（30℃）＝110g-30g=80g，这80g溶解度质量与210g饱和溶液质量构成比例关系物理量，可用差值法求解。

解：

m(KNO3)=40g

5、反应热差量法

例6：已知C（金刚石，S）＋O2（g）＝CO2（g）；△H＝-395.41kJ/mol C(石墨，S)＋O2（g）＝CO2（g）；△H＝-393.51kJ/mol

在人造金刚石的模拟装置中，放入30g石墨，通过电弧放电提供3800J的能量，求石墨转化成金刚石的质量分数。

解析：根据题意和盖吕萨克定律，1mol石墨转化金钢石需要吸收

395.41kJ-393.5kJ=1.9kJ的热量构成比例关系，再由实际提供的能量则求出有多少石墨转化成金刚石，可利用差量进行计算。

解：1 mol石墨转化成金石 反应热差量△H＝395.41kJ-393.51kJ/mol 12g =1.9kJ

M(石墨) 3.8kJ

m（石墨）＝24g

则石墨转化成金刚石的质量分数为

(一)、关系式法

关系式法是根据化学方程式计算的巧用，其解题的核心思想是化学反应中质量守恒，各反应物与生成物之间存在着最基本的比例（数量）关系。

例题1 某种H2和CO的混合气体，其密度为相同条件下

再通入过量O2，最后容器中固体质量增加了 [ ]

A．3.2 g B．4.4 g C．5.6 g D．6.4 g

[解析]

固体增加的质量即为H2的质量。

固体增加的质量即为CO的质量。

所以，最后容器中固体质量增加了3.2g，应选A。

(二)、方程或方程组法

根据质量守恒和比例关系，依据题设条件设立未知数，列方程或方程组求解，是化学计算中最常用的方法，其解题技能也是最重要的计算技能。

2

例题2 有某碱金属M及其相应氧化物的混合物共10 g，跟足量水充分反应后，小心地将溶液蒸干，得到14 g无水晶体。该碱金属M可能是 [ ]

A．锂 B．钠 C．钾 D．铷

（锂、钠、钾、铷的原子量分别为：6.94、23、39、85.47）

设M的原子量为x

解得 42.5＞x＞14.5

分析所给锂、钠、钾、铷的原子量，推断符合题意的正确答案是B、C。

(三)、守恒法

化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系，那么就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律，常能简化解题步骤、准确快速将题解出，收到事半功倍的效果。

例题3 将5.21 g纯铁粉溶于适量稀H2SO4中，加热条件下，用2.53 g KNO3氧化Fe2+，充分反应后还需0.009 mol Cl2才能完全氧化Fe2+，则KNO3的还原产物氮元素的化合价为___。

解析：，0.093＝0.025x＋0.018，x＝3，5－3＝2。应填：+2。

（得失电子守恒）

(四)、差量法

找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系，列出比例式求解的方法，即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。

差量法的实质是根据化学方程式计算的巧用。它最大的优点是：只要找出差量，就可求出各反应物消耗的量或各生成物生成的量。

例题4 加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg，使之完全反应，得剩余物ng，则原混合物中氧化镁的质量分数为 [ ]

设MgCO3的质量为x

MgCO3 MgO+CO2↑混合物质量减少

应选A。

注:这是最常见.考到最多的选择计算题之一.这题型一般与十字交叉法和极值法相结合的,考试不多,算中等题.

(五)、平均值法

平均值法是巧解方法，它也是一种重要的解题思维和解题

断MA或MB的取值范围，从而巧妙而快速地解出答案。

例题5 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是 [ ] 3

A．锌 B．铁 C．铝 D．镁

各金属跟盐酸反应的关系式分别为：

Zn—H2↑ Fe—H2↑

2Al—3H2↑ Mg—H2↑

若单独跟足量盐酸反应，生成11.2LH2（标准状况）需各金属质量分别为：Zn∶32.5g；Fe∶28 g；Al∶9g；Mg∶12g。其中只有铝的质量小于10g，其余均大于10g，说明必含有的金属是铝。应选C。

(六)、极值法

巧用数学极限知识进行化学计算的方法，即为极值法。

例题6 4个同学同时分析一个由KCl和KBr组成的混合物,他们各取2.00克样品配成水溶液,加入足够HNO3后再加入适量AgNO3溶液,待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀的质量如下列四个选项所示,其中数据合理的是[ ]

A.3.06g B.3.36g C.3.66g D.3.96

本题如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有无限多种组成方式,则求出的数据也有多种可能性,要验证数据是否合理,必须将四个选项代入,看是否有解,也就相当于要做四题的计算题,所花时间非常多.使用极限法,设2.00克全部为KCl,根据KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,则可得沉淀为

(2.00/74.5)*143.5=3.852克,为最大值,同样可求得当混合物全部为KBr时,每119克的KBr可得沉淀188克,所以应得沉淀为(2.00/119)*188=3.160克,为最小值,则介于两者之间的数值就符合要求,故只能选B和C.

(七)、十字交叉法 -----注:可求体积比,质量比,与极值法相结合.

若用A、B分别表示二元混合物两种组分的量，混合物总量为A+B（例如mol）。 若用xa、xb分别表示两组分的特性数量（例如分子量），x表示混合物的特性数量（例如平均分子量）则有：

十字交叉法是二元混合物（或组成）计算中的一种特殊方法，它由二元一次方程计算演变而成。若已知两组分量和这两个量的平均值，求这两个量的比例关系等，多可运用十字交叉法计算。

使用十字交叉法的关键是必须符合二元一次方程关系。它多用于哪些计算？ 明确运用十字交叉法计算的条件是能列出二元一次方程的，特别要注意避免不明化学涵义而滥用。

十字交叉法多用于：

①有关两种同位素原子个数比的计算。

②有关混合物组成及平均式量的计算。

③有关混合烃组成的求算。(高二内容)

④有关某组分质量分数或溶液稀释的计算等。

例题7 已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素，而铱的平均原子量为192.22，这两种同位素的原子个数比应为 [ ]

A．39∶61 B．61∶39

C．1∶1 D．39∶11

此题可列二元一次方程求解，但运用十字交叉法最快捷：

4

(八)、讨论法

讨论法是一种发现思维的方法。解计算题时，若题设条件充分，则可直接计算求解；若题设条件不充分，则需采用讨论的方法，计算加推理，将题解出。 例题8 在30mL量筒中充满NO2和O2的混合气体，倒立于水中使气体充分反应，最后剩余5mL气体，求原混合气中氧气的体积是多少毫升？

最后5mL气体可能是O2，也可能是NO，此题需用讨论法解析。

解法（一）最后剩余5mL气体可能是O2；也可能是NO，若是NO，则说明NO2过量15mL。

设30mL原混合气中含NO2、O2的体积分别为x、y

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

原混合气体中氧气的体积可能是10mL或3mL。

解法（二）：

设原混合气中氧气的体积为y（mL）

（1）设O2过量：根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3，则O2得电子数等于NO2失电子数。

（y-5）×4=（30-y）×1

解得y=10（mL）

（2）若NO2过量：

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

4y y

3NO2+H2O=2HNO3+NO

因为在全部（30-y）mLNO2中，有5mLNO2得电子转变为NO，其余（30-y-5）mLNO2都失电子转变为HNO3。

O2得电子数+（NO2→NO）时得电子数等于（NO2→HNO3）时失电子数。

【评价】解法（二）根据得失电子守恒，利用阿伏加德罗定律转化信息，将体积数转化为物质的量简化计算。凡氧化还原反应，一般均可利用电子得失守恒法进行计算。

无论解法（一）还是解法（二），由于题给条件不充分，均需结合讨论法进行求算。

4y+5×2=（30-y-5）×1

解得y=3（mL）

原氧气体积可能为10mL或3mL

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