有機化學計算中的一題多解

文/李彪

運用一題多解、創(chuàng)新簡捷的思路解題，尋找多種解題途徑，并通過比較分析不同解法的優(yōu)劣，能使學生體會到成功的喜悅和創(chuàng)新價值，增強創(chuàng)新意識。在解答有機化學計算時，除了要有扎實的基本功，有時更要有“奇思妙想”，要清理化學變化中千絲萬縷的關(guān)系，并簡化解答步驟。

【案例】一定量的乙醇在氧氣不足的情況下燃燒，得到CO、CO2和水的質(zhì)量共27.6 g，若其中水的質(zhì)量為10.8 g，則CO的質(zhì)量是

（）

A．1.4g B.2.2g

C．4.4g D.在2.2g和4.4g之間

解法一：根據(jù)元素守恒，列方程組求解。

根據(jù)n（H2O）=■=0.6 mol，由氫原子守恒有：n（C2H5OH）=■=■=0.2 mol，由碳原子守恒有：n（CO2）+n（CO）=0.2 mol×2=0.4 mol，碳的氧化物的總質(zhì)量為m（CO2）+m（CO）=27.6g-10.8 g=16.8 g

設(shè)CO和CO2的物質(zhì)的量分別為x、y，則：

x+y=0.4 mol（碳原子守恒）

x×28 g/mol+y×44 g/mol=16.8 g

解得：

x=0.05 mol

y=0.35 mol

則m（CO）=0.05 mol×28 g/mol=1.4 g

解法歸納：該方法容易被大多數(shù)學生所接受，解題思路很容易被想到，是較常見的解題方法。

解法二：運用分析法和平均相對分子質(zhì)量求解。

根據(jù)n（H2O）=0.6 mol，則乙醇中含氫原子的物質(zhì)的量n（H）= 0.6 mol×2=1.2 mol,

則n（C2H5OH）=■=0.2 mol，n（C）=0.2 mol×2=0.4 mol.又因為m（CO2）+m（CO）=27.6 g-10.8 g=16.8 g，則CO2和CO混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為=42，由十字交叉法可知，CO2和CO的物質(zhì)的量之比為7∶1，則CO2和CO混合氣體中CO物質(zhì)的量分數(shù)為■，則n（CO）=0.4 mol×■=0.05 mol，m（CO）=28 g/mol×0.05 mol=1.4 g。

解法歸納：該方法充分運用了物質(zhì)的量這一基本化學工具，思路清晰,但技巧性較強。

解法三：運用極端假設(shè)法和討論法求解。

乙醇燃燒生成CO和CO2的總質(zhì)量為27.6 g-10.8 g=16.8 g?？蓪⒁掖嫉娜紵譃閮刹糠诌M行討論：一部分乙醇發(fā)生完全燃燒，生成CO2和H2O；另一部分乙醇發(fā)生不完全燃燒，生成CO和H2O。

設(shè)乙醇不完全燃燒時生成CO的質(zhì)量為x，生成水的質(zhì)量為y，則有：

C2H5OH+2O2→2CO+3H2O

56 54

x y

C2H5OH + 3O2→2CO2+3H2O

8854

16.8 g-x 10.8 g-y

則■=■，■=■。

解得：x=1.4 g

解法歸納：該方法提供了一個解題的思路，但技巧性不強，沒有運用物質(zhì)的量，運算量較大。

總之，大家在解決此類有機計算時，要理清各個物質(zhì)間的關(guān)系，找出他們內(nèi)在聯(lián)系，再列出相關(guān)等式求解。

編輯 王團蘭

運用一題多解、創(chuàng)新簡捷的思路解題，尋找多種解題途徑，并通過比較分析不同解法的優(yōu)劣，能使學生體會到成功的喜悅和創(chuàng)新價值，增強創(chuàng)新意識。在解答有機化學計算時，除了要有扎實的基本功，有時更要有“奇思妙想”，要清理化學變化中千絲萬縷的關(guān)系，并簡化解答步驟。

【案例】一定量的乙醇在氧氣不足的情況下燃燒，得到CO、CO2和水的質(zhì)量共27.6 g，若其中水的質(zhì)量為10.8 g，則CO的質(zhì)量是

（）

A．1.4g B.2.2g

C．4.4g D.在2.2g和4.4g之間

解法一：根據(jù)元素守恒，列方程組求解。

根據(jù)n（H2O）=■=0.6 mol，由氫原子守恒有：n（C2H5OH）=■=■=0.2 mol，由碳原子守恒有：n（CO2）+n（CO）=0.2 mol×2=0.4 mol，碳的氧化物的總質(zhì)量為m（CO2）+m（CO）=27.6g-10.8 g=16.8 g

設(shè)CO和CO2的物質(zhì)的量分別為x、y，則：

x+y=0.4 mol（碳原子守恒）

x×28 g/mol+y×44 g/mol=16.8 g

解得：

x=0.05 mol

y=0.35 mol

則m（CO）=0.05 mol×28 g/mol=1.4 g

解法歸納：該方法容易被大多數(shù)學生所接受，解題思路很容易被想到，是較常見的解題方法。

解法二：運用分析法和平均相對分子質(zhì)量求解。

根據(jù)n（H2O）=0.6 mol，則乙醇中含氫原子的物質(zhì)的量n（H）= 0.6 mol×2=1.2 mol,

則n（C2H5OH）=■=0.2 mol，n（C）=0.2 mol×2=0.4 mol.又因為m（CO2）+m（CO）=27.6 g-10.8 g=16.8 g，則CO2和CO混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為=42，由十字交叉法可知，CO2和CO的物質(zhì)的量之比為7∶1，則CO2和CO混合氣體中CO物質(zhì)的量分數(shù)為■，則n（CO）=0.4 mol×■=0.05 mol，m（CO）=28 g/mol×0.05 mol=1.4 g。

解法歸納：該方法充分運用了物質(zhì)的量這一基本化學工具，思路清晰,但技巧性較強。

解法三：運用極端假設(shè)法和討論法求解。

乙醇燃燒生成CO和CO2的總質(zhì)量為27.6 g-10.8 g=16.8 g?？蓪⒁掖嫉娜紵譃閮刹糠诌M行討論：一部分乙醇發(fā)生完全燃燒，生成CO2和H2O；另一部分乙醇發(fā)生不完全燃燒，生成CO和H2O。

設(shè)乙醇不完全燃燒時生成CO的質(zhì)量為x，生成水的質(zhì)量為y，則有：

C2H5OH+2O2→2CO+3H2O

56 54

x y

C2H5OH + 3O2→2CO2+3H2O

8854

16.8 g-x 10.8 g-y

則■=■，■=■。

解得：x=1.4 g

解法歸納：該方法提供了一個解題的思路，但技巧性不強，沒有運用物質(zhì)的量，運算量較大。

總之，大家在解決此類有機計算時，要理清各個物質(zhì)間的關(guān)系，找出他們內(nèi)在聯(lián)系，再列出相關(guān)等式求解。

編輯 王團蘭

運用一題多解、創(chuàng)新簡捷的思路解題，尋找多種解題途徑，并通過比較分析不同解法的優(yōu)劣，能使學生體會到成功的喜悅和創(chuàng)新價值，增強創(chuàng)新意識。在解答有機化學計算時，除了要有扎實的基本功，有時更要有“奇思妙想”，要清理化學變化中千絲萬縷的關(guān)系，并簡化解答步驟。

【案例】一定量的乙醇在氧氣不足的情況下燃燒，得到CO、CO2和水的質(zhì)量共27.6 g，若其中水的質(zhì)量為10.8 g，則CO的質(zhì)量是

（）

A．1.4g B.2.2g

C．4.4g D.在2.2g和4.4g之間

解法一：根據(jù)元素守恒，列方程組求解。

根據(jù)n（H2O）=■=0.6 mol，由氫原子守恒有：n（C2H5OH）=■=■=0.2 mol，由碳原子守恒有：n（CO2）+n（CO）=0.2 mol×2=0.4 mol，碳的氧化物的總質(zhì)量為m（CO2）+m（CO）=27.6g-10.8 g=16.8 g

設(shè)CO和CO2的物質(zhì)的量分別為x、y，則：

x+y=0.4 mol（碳原子守恒）

x×28 g/mol+y×44 g/mol=16.8 g

解得：

x=0.05 mol

y=0.35 mol

則m（CO）=0.05 mol×28 g/mol=1.4 g

解法歸納：該方法容易被大多數(shù)學生所接受，解題思路很容易被想到，是較常見的解題方法。

解法二：運用分析法和平均相對分子質(zhì)量求解。

根據(jù)n（H2O）=0.6 mol，則乙醇中含氫原子的物質(zhì)的量n（H）= 0.6 mol×2=1.2 mol,

則n（C2H5OH）=■=0.2 mol，n（C）=0.2 mol×2=0.4 mol.又因為m（CO2）+m（CO）=27.6 g-10.8 g=16.8 g，則CO2和CO混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為=42，由十字交叉法可知，CO2和CO的物質(zhì)的量之比為7∶1，則CO2和CO混合氣體中CO物質(zhì)的量分數(shù)為■，則n（CO）=0.4 mol×■=0.05 mol，m（CO）=28 g/mol×0.05 mol=1.4 g。

解法歸納：該方法充分運用了物質(zhì)的量這一基本化學工具，思路清晰,但技巧性較強。

解法三：運用極端假設(shè)法和討論法求解。

乙醇燃燒生成CO和CO2的總質(zhì)量為27.6 g-10.8 g=16.8 g。可將乙醇的燃燒分為兩部分進行討論：一部分乙醇發(fā)生完全燃燒，生成CO2和H2O；另一部分乙醇發(fā)生不完全燃燒，生成CO和H2O。

設(shè)乙醇不完全燃燒時生成CO的質(zhì)量為x，生成水的質(zhì)量為y，則有：

C2H5OH+2O2→2CO+3H2O

56 54

x y

C2H5OH + 3O2→2CO2+3H2O

8854

16.8 g-x 10.8 g-y

則■=■，■=■。

解得：x=1.4 g

解法歸納：該方法提供了一個解題的思路，但技巧性不強，沒有運用物質(zhì)的量，運算量較大。

總之，大家在解決此類有機計算時，要理清各個物質(zhì)間的關(guān)系，找出他們內(nèi)在聯(lián)系，再列出相關(guān)等式求解。

編輯 王團蘭