采用“等量代換方法”解答有機(jī)推斷題

柴勇

摘要：通過對確定有機(jī)物的分子式或結(jié)構(gòu)簡式的推斷題解題方法的分析，總結(jié)了“等量代換方法”解題中利用質(zhì)量守恒進(jìn)行等量代換、利用耗O2量相等進(jìn)行等量代換、利用價(jià)鍵守恒進(jìn)行等量代換等五種方法，并結(jié)合例題進(jìn)行了深入細(xì)致的論述，這樣既教給了學(xué)生解題的方法，又提高了學(xué)生的解題能力。

關(guān)鍵詞：等量代換；質(zhì)量守恒；價(jià)鍵守恒；組成元素

文章編號：1005–6629（2014）6–0063–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

等量代換是用一種量（或一種量的一部分）來代替和它相等的另一種量（或另一種量的一部分），“它是數(shù)學(xué)中一種基本的思想方法，也是代數(shù)思想方法的基礎(chǔ)。近年來，學(xué)科融合成為各學(xué)科發(fā)展的大趨勢，學(xué)科融合是指承認(rèn)學(xué)科差異的基礎(chǔ)上不斷打破學(xué)科邊界，促進(jìn)學(xué)科間相互滲透、交叉的活動。學(xué)科融合既是學(xué)科發(fā)展的趨勢，也是產(chǎn)生創(chuàng)新性成果的重要途徑。采用“等量代換方法”解答有機(jī)推斷題是數(shù)學(xué)學(xué)科和化學(xué)學(xué)科相互融合的重要體現(xiàn)，利用數(shù)學(xué)方法解答化學(xué)問題，會使化學(xué)問題變得非常簡單。

1 利用質(zhì)量守恒進(jìn)行等量代換

例1 （2013山東棗莊高三模擬）某有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為58，根據(jù)下列條件回答問題：

（1）若該有機(jī)物只由碳?xì)浣M成，則可能的結(jié)構(gòu)簡式為 。

（2）若為含氧衍生物，且分子中含有-CH3，則可能的結(jié)構(gòu)簡式為 。

（3）若分子中無-CH3，又無-OH，但能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則結(jié)構(gòu)簡式為 。

例4 （2011山東聊城摸底考試）某含氮有機(jī)物的化學(xué)式是C8H11N，將其分子中的氮原子換成碳原子，可得到一種芳香烴，推測其化學(xué)式為 ，若其一溴代物只有兩種，則這種芳香烴的名稱是 。

解析：根據(jù)有機(jī)物成鍵規(guī)律有如下關(guān)系式：N～CH，故按式N～CH進(jìn)行等量代換，則有：C8H11N C9H12，因?yàn)槠錇榉枷銦N，所以分子中一定含有苯環(huán)，若其一溴代物只有兩種，則這種芳香烴的名稱是1，3，5-三甲苯。

答案：C9H12；1，3，5-三甲苯。

例5 （2013上海高考第九題，改編） 異構(gòu)化可得到三元乙丙橡膠的第三單體 。 由A（C5H6）和B經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)制得。Diels-Alder反應(yīng)為共軛雙烯與含有烯鍵或炔鍵的化合物相互作用生成六元環(huán)狀化合物的反應(yīng)，最簡單的反應(yīng)是

+ ‖ →

完成下列填空：

（1）Diels-Alder反應(yīng)屬于 反應(yīng)（填反應(yīng)類型）；A的結(jié)構(gòu)簡式為 。[2]

（2）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的只連有1個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氮原子，得到一種含氮有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

（3）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的連有2個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氧原子，得到一種含氧有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

（4）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的連有3個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氯原子，得到一種含氯有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

答案：（1）加成， ；（2）125，C4H7N5；（3）124；C7H8O2；（4）140.5；C8H9Cl

4 利用氫原子守恒進(jìn)行等量代換

例6 （2012山東濟(jì)南高二競賽）寫出燃燒后符合關(guān)系V（CO2）/V（H2O）=0.5的可能的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。

解析：由V（CO2）/V（H2O）=0.5可知，有機(jī)化合物中C：H=1：4，符合此條件的烴只有CH4，根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得另一種符合條件的有機(jī)物為CH3OH。另外，符合條件的有機(jī)物還有CO（NH2）2。

答案：CH4、CH3OH、CO（NH2）2

例7 （2013浙江杭州期末）有機(jī)化合物A、B化學(xué)式不同，它們只可能含有碳、氫、氧元素中的兩種或三種，如果A、B不論以何種比例混合，只要其物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒生成水的物質(zhì)的量也不變。那么A、B組成必須滿足的條件 。若A是甲烷，則符合上述條件的化合物B中，相對分子質(zhì)量最小的是（化學(xué)式） 。

解析：由題意知A、B組成必須滿足的條件含有相同數(shù)目的H原子。若A是甲烷，根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得另一種符合條件的有機(jī)物為CH3OH，由于對碳原子數(shù)目沒有要求，結(jié)合氫原子數(shù)目對碳原子數(shù)目進(jìn)行增加，可得C2H4、C3H4，再根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得C2H4O、C3H4O，在進(jìn)行第二個(gè)H原子的等量代換可得C2H4O2、C3H4O2，依次類推……所以符合上述條件的化合物B中，相對分子質(zhì)量最小的是（化學(xué)式）C2H4。

答案：含有相同數(shù)目的H原子；C2H4

5 利用組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變進(jìn)行等量代換

例8 （2013山東滕州一調(diào)）某有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為134，取1 mol該有機(jī)物完全燃燒生成水7 mol，根據(jù)下列條件回答問題：

（1）若該有機(jī)物只含有碳、氫兩種元素，則該有機(jī)物的分子式為 ，若該有機(jī)物為芳香烴，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，則可能的結(jié)構(gòu)有 種。

（2）若為含氧衍生物，則該有機(jī)物的化學(xué)式為

，1 mol該有機(jī)物完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量是

。

解析：1 mol該有機(jī)物完全燃燒生成水7 mol，可知該有機(jī)物分子中含有14個(gè)H原子。若該有機(jī)物只含有碳、氫兩種元素，則該有機(jī)物的分子式為C10H14，若該有機(jī)物為芳香烴，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，則可能的結(jié)構(gòu)有4種（4種不同的丁基分別連在苯環(huán)上）。根據(jù)4C～3O進(jìn)行等量代換，C10H14 C6H14O3，1 mol該有機(jī)物完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量是8 mol。

答案：（1）C10H14；4；（2）C6H14O3；8 mol

例9 （2012遼寧大連期末）A、B是式量不相等的兩種有機(jī)物，無論A，B以何種比例混合，只需混合物的總質(zhì)量不變，完全燃燒后，所產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量也不變，試寫出兩組符合上述情況的有機(jī)物的化學(xué)式和

， 和 ，并回答A、B應(yīng)該滿足什么條件： 。

解析：（1）最簡式相同的兩種有機(jī)物，混合物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，故有：①烴類：據(jù)（CH）n寫出C2H2和C6H6；據(jù)（CH2）n寫出C2H4和C3H6等。②烴的含氧衍生物類：根據(jù)（CH2O）n寫出CH2O和C2H4O2；CH2O和C3H6O3；CH2O和C6H12O6等。（2）最簡式不相同，但符合碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的組合。如：CH4中含碳為75%，將其式量擴(kuò)大10倍，則含碳原子數(shù)為10，含碳仍為75%，其余（160-120=40）由H、O補(bǔ)齊，經(jīng)討論知C10H8O2符合條件。同理可推出CH4的其他組合有C9H20O，C8H16O，C7H12O等。另外，還可以推出C2H6和C12H20O（分子中碳的含量均為80%）等多組答案。

答案：C2H2和C6H6；C2H4和C3H6；CH2O和C2H4O2；CH2O和C3H6O3；CH2O和C6H12O6；C9H20O和C8H16O（答案合理即可）；A、B中碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等

在研究確定有機(jī)物的分子式或結(jié)構(gòu)簡式的推斷題時(shí)，巧妙運(yùn)用“等量代換方法”，會使這類有機(jī)推斷題變得簡單易解。在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“等量代換方法”，可以提升學(xué)生的發(fā)散思維和抽象思維能力，同時(shí)也提高了學(xué)生的解題能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢于雙.化學(xué)習(xí)題精做五步反思策略研究[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（8）：57～58.

[2]教育部考試中心. 2013年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（上?；瘜W(xué)試卷）[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（9）：64～68.endprint

摘要：通過對確定有機(jī)物的分子式或結(jié)構(gòu)簡式的推斷題解題方法的分析，總結(jié)了“等量代換方法”解題中利用質(zhì)量守恒進(jìn)行等量代換、利用耗O2量相等進(jìn)行等量代換、利用價(jià)鍵守恒進(jìn)行等量代換等五種方法，并結(jié)合例題進(jìn)行了深入細(xì)致的論述，這樣既教給了學(xué)生解題的方法，又提高了學(xué)生的解題能力。

關(guān)鍵詞：等量代換；質(zhì)量守恒；價(jià)鍵守恒；組成元素

文章編號：1005–6629（2014）6–0063–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

等量代換是用一種量（或一種量的一部分）來代替和它相等的另一種量（或另一種量的一部分），“它是數(shù)學(xué)中一種基本的思想方法，也是代數(shù)思想方法的基礎(chǔ)。近年來，學(xué)科融合成為各學(xué)科發(fā)展的大趨勢，學(xué)科融合是指承認(rèn)學(xué)科差異的基礎(chǔ)上不斷打破學(xué)科邊界，促進(jìn)學(xué)科間相互滲透、交叉的活動。學(xué)科融合既是學(xué)科發(fā)展的趨勢，也是產(chǎn)生創(chuàng)新性成果的重要途徑。采用“等量代換方法”解答有機(jī)推斷題是數(shù)學(xué)學(xué)科和化學(xué)學(xué)科相互融合的重要體現(xiàn)，利用數(shù)學(xué)方法解答化學(xué)問題，會使化學(xué)問題變得非常簡單。

1 利用質(zhì)量守恒進(jìn)行等量代換

例1 （2013山東棗莊高三模擬）某有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為58，根據(jù)下列條件回答問題：

（1）若該有機(jī)物只由碳?xì)浣M成，則可能的結(jié)構(gòu)簡式為 。

（2）若為含氧衍生物，且分子中含有-CH3，則可能的結(jié)構(gòu)簡式為 。

（3）若分子中無-CH3，又無-OH，但能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則結(jié)構(gòu)簡式為 。

例4 （2011山東聊城摸底考試）某含氮有機(jī)物的化學(xué)式是C8H11N，將其分子中的氮原子換成碳原子，可得到一種芳香烴，推測其化學(xué)式為 ，若其一溴代物只有兩種，則這種芳香烴的名稱是 。

解析：根據(jù)有機(jī)物成鍵規(guī)律有如下關(guān)系式：N～CH，故按式N～CH進(jìn)行等量代換，則有：C8H11N C9H12，因?yàn)槠錇榉枷銦N，所以分子中一定含有苯環(huán)，若其一溴代物只有兩種，則這種芳香烴的名稱是1，3，5-三甲苯。

答案：C9H12；1，3，5-三甲苯。

例5 （2013上海高考第九題，改編） 異構(gòu)化可得到三元乙丙橡膠的第三單體 。 由A（C5H6）和B經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)制得。Diels-Alder反應(yīng)為共軛雙烯與含有烯鍵或炔鍵的化合物相互作用生成六元環(huán)狀化合物的反應(yīng)，最簡單的反應(yīng)是

+ ‖ →

完成下列填空：

（1）Diels-Alder反應(yīng)屬于 反應(yīng)（填反應(yīng)類型）；A的結(jié)構(gòu)簡式為 。[2]

（2）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的只連有1個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氮原子，得到一種含氮有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

（3）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的連有2個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氧原子，得到一種含氧有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

（4）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的連有3個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氯原子，得到一種含氯有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

答案：（1）加成， ；（2）125，C4H7N5；（3）124；C7H8O2；（4）140.5；C8H9Cl

4 利用氫原子守恒進(jìn)行等量代換

例6 （2012山東濟(jì)南高二競賽）寫出燃燒后符合關(guān)系V（CO2）/V（H2O）=0.5的可能的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。

解析：由V（CO2）/V（H2O）=0.5可知，有機(jī)化合物中C：H=1：4，符合此條件的烴只有CH4，根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得另一種符合條件的有機(jī)物為CH3OH。另外，符合條件的有機(jī)物還有CO（NH2）2。

答案：CH4、CH3OH、CO（NH2）2

例7 （2013浙江杭州期末）有機(jī)化合物A、B化學(xué)式不同，它們只可能含有碳、氫、氧元素中的兩種或三種，如果A、B不論以何種比例混合，只要其物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒生成水的物質(zhì)的量也不變。那么A、B組成必須滿足的條件 。若A是甲烷，則符合上述條件的化合物B中，相對分子質(zhì)量最小的是（化學(xué)式） 。

解析：由題意知A、B組成必須滿足的條件含有相同數(shù)目的H原子。若A是甲烷，根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得另一種符合條件的有機(jī)物為CH3OH，由于對碳原子數(shù)目沒有要求，結(jié)合氫原子數(shù)目對碳原子數(shù)目進(jìn)行增加，可得C2H4、C3H4，再根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得C2H4O、C3H4O，在進(jìn)行第二個(gè)H原子的等量代換可得C2H4O2、C3H4O2，依次類推……所以符合上述條件的化合物B中，相對分子質(zhì)量最小的是（化學(xué)式）C2H4。

答案：含有相同數(shù)目的H原子；C2H4

5 利用組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變進(jìn)行等量代換

例8 （2013山東滕州一調(diào)）某有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為134，取1 mol該有機(jī)物完全燃燒生成水7 mol，根據(jù)下列條件回答問題：

（1）若該有機(jī)物只含有碳、氫兩種元素，則該有機(jī)物的分子式為 ，若該有機(jī)物為芳香烴，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，則可能的結(jié)構(gòu)有 種。

（2）若為含氧衍生物，則該有機(jī)物的化學(xué)式為

，1 mol該有機(jī)物完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量是

。

解析：1 mol該有機(jī)物完全燃燒生成水7 mol，可知該有機(jī)物分子中含有14個(gè)H原子。若該有機(jī)物只含有碳、氫兩種元素，則該有機(jī)物的分子式為C10H14，若該有機(jī)物為芳香烴，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，則可能的結(jié)構(gòu)有4種（4種不同的丁基分別連在苯環(huán)上）。根據(jù)4C～3O進(jìn)行等量代換，C10H14 C6H14O3，1 mol該有機(jī)物完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量是8 mol。

答案：（1）C10H14；4；（2）C6H14O3；8 mol

例9 （2012遼寧大連期末）A、B是式量不相等的兩種有機(jī)物，無論A，B以何種比例混合，只需混合物的總質(zhì)量不變，完全燃燒后，所產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量也不變，試寫出兩組符合上述情況的有機(jī)物的化學(xué)式和

， 和 ，并回答A、B應(yīng)該滿足什么條件： 。

解析：（1）最簡式相同的兩種有機(jī)物，混合物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，故有：①烴類：據(jù)（CH）n寫出C2H2和C6H6；據(jù)（CH2）n寫出C2H4和C3H6等。②烴的含氧衍生物類：根據(jù)（CH2O）n寫出CH2O和C2H4O2；CH2O和C3H6O3；CH2O和C6H12O6等。（2）最簡式不相同，但符合碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的組合。如：CH4中含碳為75%，將其式量擴(kuò)大10倍，則含碳原子數(shù)為10，含碳仍為75%，其余（160-120=40）由H、O補(bǔ)齊，經(jīng)討論知C10H8O2符合條件。同理可推出CH4的其他組合有C9H20O，C8H16O，C7H12O等。另外，還可以推出C2H6和C12H20O（分子中碳的含量均為80%）等多組答案。

答案：C2H2和C6H6；C2H4和C3H6；CH2O和C2H4O2；CH2O和C3H6O3；CH2O和C6H12O6；C9H20O和C8H16O（答案合理即可）；A、B中碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等

在研究確定有機(jī)物的分子式或結(jié)構(gòu)簡式的推斷題時(shí)，巧妙運(yùn)用“等量代換方法”，會使這類有機(jī)推斷題變得簡單易解。在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“等量代換方法”，可以提升學(xué)生的發(fā)散思維和抽象思維能力，同時(shí)也提高了學(xué)生的解題能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢于雙.化學(xué)習(xí)題精做五步反思策略研究[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（8）：57～58.

[2]教育部考試中心. 2013年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（上海化學(xué)試卷）[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（9）：64～68.endprint

摘要：通過對確定有機(jī)物的分子式或結(jié)構(gòu)簡式的推斷題解題方法的分析，總結(jié)了“等量代換方法”解題中利用質(zhì)量守恒進(jìn)行等量代換、利用耗O2量相等進(jìn)行等量代換、利用價(jià)鍵守恒進(jìn)行等量代換等五種方法，并結(jié)合例題進(jìn)行了深入細(xì)致的論述，這樣既教給了學(xué)生解題的方法，又提高了學(xué)生的解題能力。

關(guān)鍵詞：等量代換；質(zhì)量守恒；價(jià)鍵守恒；組成元素

文章編號：1005–6629（2014）6–0063–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

等量代換是用一種量（或一種量的一部分）來代替和它相等的另一種量（或另一種量的一部分），“它是數(shù)學(xué)中一種基本的思想方法，也是代數(shù)思想方法的基礎(chǔ)。近年來，學(xué)科融合成為各學(xué)科發(fā)展的大趨勢，學(xué)科融合是指承認(rèn)學(xué)科差異的基礎(chǔ)上不斷打破學(xué)科邊界，促進(jìn)學(xué)科間相互滲透、交叉的活動。學(xué)科融合既是學(xué)科發(fā)展的趨勢，也是產(chǎn)生創(chuàng)新性成果的重要途徑。采用“等量代換方法”解答有機(jī)推斷題是數(shù)學(xué)學(xué)科和化學(xué)學(xué)科相互融合的重要體現(xiàn)，利用數(shù)學(xué)方法解答化學(xué)問題，會使化學(xué)問題變得非常簡單。

1 利用質(zhì)量守恒進(jìn)行等量代換

例1 （2013山東棗莊高三模擬）某有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為58，根據(jù)下列條件回答問題：

（1）若該有機(jī)物只由碳?xì)浣M成，則可能的結(jié)構(gòu)簡式為 。

（2）若為含氧衍生物，且分子中含有-CH3，則可能的結(jié)構(gòu)簡式為 。

（3）若分子中無-CH3，又無-OH，但能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則結(jié)構(gòu)簡式為 。

例4 （2011山東聊城摸底考試）某含氮有機(jī)物的化學(xué)式是C8H11N，將其分子中的氮原子換成碳原子，可得到一種芳香烴，推測其化學(xué)式為 ，若其一溴代物只有兩種，則這種芳香烴的名稱是 。

解析：根據(jù)有機(jī)物成鍵規(guī)律有如下關(guān)系式：N～CH，故按式N～CH進(jìn)行等量代換，則有：C8H11N C9H12，因?yàn)槠錇榉枷銦N，所以分子中一定含有苯環(huán)，若其一溴代物只有兩種，則這種芳香烴的名稱是1，3，5-三甲苯。

答案：C9H12；1，3，5-三甲苯。

例5 （2013上海高考第九題，改編） 異構(gòu)化可得到三元乙丙橡膠的第三單體 。 由A（C5H6）和B經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)制得。Diels-Alder反應(yīng)為共軛雙烯與含有烯鍵或炔鍵的化合物相互作用生成六元環(huán)狀化合物的反應(yīng)，最簡單的反應(yīng)是

+ ‖ →

完成下列填空：

（1）Diels-Alder反應(yīng)屬于 反應(yīng)（填反應(yīng)類型）；A的結(jié)構(gòu)簡式為 。[2]

（2）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的只連有1個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氮原子，得到一種含氮有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

（3）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的連有2個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氧原子，得到一種含氧有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

（4）若將三元乙丙橡膠的第三單體分子中的所有的連有3個(gè)H原子的C原子（其他化學(xué)鍵連接碳、氧等別的原子）全部換成氯原子，得到一種含氯有機(jī)物，推測其分子量為 ，其化學(xué)式為 。

答案：（1）加成， ；（2）125，C4H7N5；（3）124；C7H8O2；（4）140.5；C8H9Cl

4 利用氫原子守恒進(jìn)行等量代換

例6 （2012山東濟(jì)南高二競賽）寫出燃燒后符合關(guān)系V（CO2）/V（H2O）=0.5的可能的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。

解析：由V（CO2）/V（H2O）=0.5可知，有機(jī)化合物中C：H=1：4，符合此條件的烴只有CH4，根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得另一種符合條件的有機(jī)物為CH3OH。另外，符合條件的有機(jī)物還有CO（NH2）2。

答案：CH4、CH3OH、CO（NH2）2

例7 （2013浙江杭州期末）有機(jī)化合物A、B化學(xué)式不同，它們只可能含有碳、氫、氧元素中的兩種或三種，如果A、B不論以何種比例混合，只要其物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒生成水的物質(zhì)的量也不變。那么A、B組成必須滿足的條件 。若A是甲烷，則符合上述條件的化合物B中，相對分子質(zhì)量最小的是（化學(xué)式） 。

解析：由題意知A、B組成必須滿足的條件含有相同數(shù)目的H原子。若A是甲烷，根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得另一種符合條件的有機(jī)物為CH3OH，由于對碳原子數(shù)目沒有要求，結(jié)合氫原子數(shù)目對碳原子數(shù)目進(jìn)行增加，可得C2H4、C3H4，再根據(jù)關(guān)系式H～OH中氫原子相等進(jìn)行等量代換，可得C2H4O、C3H4O，在進(jìn)行第二個(gè)H原子的等量代換可得C2H4O2、C3H4O2，依次類推……所以符合上述條件的化合物B中，相對分子質(zhì)量最小的是（化學(xué)式）C2H4。

答案：含有相同數(shù)目的H原子；C2H4

5 利用組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變進(jìn)行等量代換

例8 （2013山東滕州一調(diào)）某有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為134，取1 mol該有機(jī)物完全燃燒生成水7 mol，根據(jù)下列條件回答問題：

（1）若該有機(jī)物只含有碳、氫兩種元素，則該有機(jī)物的分子式為 ，若該有機(jī)物為芳香烴，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，則可能的結(jié)構(gòu)有 種。

（2）若為含氧衍生物，則該有機(jī)物的化學(xué)式為

，1 mol該有機(jī)物完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量是

。

解析：1 mol該有機(jī)物完全燃燒生成水7 mol，可知該有機(jī)物分子中含有14個(gè)H原子。若該有機(jī)物只含有碳、氫兩種元素，則該有機(jī)物的分子式為C10H14，若該有機(jī)物為芳香烴，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，則可能的結(jié)構(gòu)有4種（4種不同的丁基分別連在苯環(huán)上）。根據(jù)4C～3O進(jìn)行等量代換，C10H14 C6H14O3，1 mol該有機(jī)物完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量是8 mol。

答案：（1）C10H14；4；（2）C6H14O3；8 mol

例9 （2012遼寧大連期末）A、B是式量不相等的兩種有機(jī)物，無論A，B以何種比例混合，只需混合物的總質(zhì)量不變，完全燃燒后，所產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量也不變，試寫出兩組符合上述情況的有機(jī)物的化學(xué)式和

， 和 ，并回答A、B應(yīng)該滿足什么條件： 。

解析：（1）最簡式相同的兩種有機(jī)物，混合物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，故有：①烴類：據(jù)（CH）n寫出C2H2和C6H6；據(jù)（CH2）n寫出C2H4和C3H6等。②烴的含氧衍生物類：根據(jù)（CH2O）n寫出CH2O和C2H4O2；CH2O和C3H6O3；CH2O和C6H12O6等。（2）最簡式不相同，但符合碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的組合。如：CH4中含碳為75%，將其式量擴(kuò)大10倍，則含碳原子數(shù)為10，含碳仍為75%，其余（160-120=40）由H、O補(bǔ)齊，經(jīng)討論知C10H8O2符合條件。同理可推出CH4的其他組合有C9H20O，C8H16O，C7H12O等。另外，還可以推出C2H6和C12H20O（分子中碳的含量均為80%）等多組答案。

答案：C2H2和C6H6；C2H4和C3H6；CH2O和C2H4O2；CH2O和C3H6O3；CH2O和C6H12O6；C9H20O和C8H16O（答案合理即可）；A、B中碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等

在研究確定有機(jī)物的分子式或結(jié)構(gòu)簡式的推斷題時(shí)，巧妙運(yùn)用“等量代換方法”，會使這類有機(jī)推斷題變得簡單易解。在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“等量代換方法”，可以提升學(xué)生的發(fā)散思維和抽象思維能力，同時(shí)也提高了學(xué)生的解題能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢于雙.化學(xué)習(xí)題精做五步反思策略研究[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（8）：57～58.

[2]教育部考試中心. 2013年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（上海化學(xué)試卷）[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（9）：64～68.endprint