巧解有機化學計算題

楊思義

摘 要：讀寫任務(wù)型寫作是近年來高考出現(xiàn)的新題型，主要考查篇章概括和語言表達能力，是典型的讀與寫的結(jié)合。本文對如何有效提升高中生在高考中的讀寫任務(wù)型寫作能力提出了實踐性對策。

關(guān)鍵詞：高中；讀寫任務(wù)型寫作；寫作能力

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）24-318-02

有機化學基礎(chǔ)是中學化學的一個重要選修模塊，它涉及到我們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷妫c社會發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提高有著密切的關(guān)系，于是學好有機化學基礎(chǔ)就顯得非常重要，經(jīng)過多年的教學，我歸納出如下幾種巧解有機化學計算題的方法：

一、平均值法

常見的給出平均值的量有相對原子質(zhì)量、式量、密度、溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量濃度、反應熱等。所謂平均值法就是已知混合物某個量的一個平均值，要用到平均值確定物質(zhì)的組成、名稱或種類。該方法的原理是：若兩個未知量的平均值為a，則必有一個量大于a，另一個量小于a，或兩個量均等于a。

例1. 某混合氣體由兩種氣態(tài)烴組成。2.24L該混合氣體在空氣中燃燒后，得到3.584L CO2（氣體已折算為標準狀況）和3.6克水，關(guān)于該混合氣體的組成，下列說法中合理的是：

A一定是甲烷和乙烯的混合物

B一定含甲烷，不含乙烯

C一定含有乙烯，不含甲烷

D一定是甲烷和乙烯的混合物

解析：n（氣）=0.1mol n（CO2）=0.16mol n（H2O）=0.2mol ，故混合氣體的平均分子式為C1.6H4 ，據(jù)C原子個數(shù)知，一定存在CH4；據(jù)H原子個數(shù)知，另一個分子H原子個數(shù)為4個，故一定無C2H6。

答案：B

練習、2L乙烷和乙烯的混合氣體，通過足量的溴水后，體積變?yōu)?L，則原混合氣體的密度是相同狀況下氫氣密度的

A 15倍 B 14.5倍 C 14倍 D 15倍

二、十字交叉法

已知兩種物質(zhì)混合，且有一個平均值，求兩物質(zhì)的比例或一種物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)或體積分數(shù)，均可用十字交叉法求解。這種解法的關(guān)鍵是通過十字交叉得到的差值的比值的含義如何確定。

例2.一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴，它們分子里的碳原子數(shù)相同。將1.0體積的著用混合氣體在氧氣中充分燃燒，生成2.0體積的CO2和2.4體積的水蒸氣（氣體體積均在同溫同壓夏測定），則混合氣體中烷烴和烯烴的體積比為：

A 3：1 B 1：3 C 2：3 D 3：2

解析：根據(jù)阿伏伽德羅定律，相同狀況下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，可知1.0mol混合烴充分燃燒后生成2.0molCO2和2.4molH2O，則混合氣烴的平均分子組成為C2H4.8。又知烷烴和烯烴分子里的碳原子數(shù)相同，可以判斷它們分別是C2H6和C2H4。無論C2H6和C2H4以怎樣的體積比混合，它們的平均碳原子個數(shù)都是2.因此符合題意的烷烴和烯烴的體積比，將由它們分子里所含的氫原子個數(shù)決定?？捎檬纸徊娣ㄇ蠼猓?/p>

C2H6 6 ↘ ↗0.8

4.8

C2H4 4 ↗ ↘1.2

答案：C

練習、乙烷和乙烯的混合氣體1.5L完全燃燒需相同狀況下的O25L，求乙烷和乙烯的體積比。

三、比例法

利用相同狀況下燃燒產(chǎn)物CO2和H2O的體積比可確定碳、氫原子最簡整數(shù)比；利用相同狀況下有機物蒸汽、CO2和H2O的體積比可確定一個分子中含碳、氫、氧原子的個數(shù)。若有機物為烴，利用前者可確定最簡式，利用后者可確定分子式。

例3.某烴完全燃燒時，消耗的氧氣與生成的CO2的體積比為4：3，該烴能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，不能使溴水褪色，該烴可能的分子式為

A C3H4 B C7H8 C C9H12 D C8H10

解析：烴燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O，有質(zhì)量守恒定律知二者所含的氧原子之和應與消耗的氧氣相等。若消耗4molO2，則生成3molCO2，生成的水中含氧原子：8mol-6mol=2mol即生成2molH2O，故N（C）：N（H）= n（CO2）：n（H2O）=3：4。因不知烴的式量，由此只能寫出最簡式C3H4，則A和C符合該最簡式，又由題意知排除A。

答案：C

練習1、某有機物在氧氣中充分燃燒，生成等物質(zhì)的量的水和二氧化碳，則該有機物必須滿足的條件是

A 分子中C、H、O的原子個數(shù)比為1：2：3

B 分子中C、H的原子個數(shù)比為1：2

C 該有機物的相對分子質(zhì)量為28

D 該分子中肯定不含氧原子

練習2、取有機物A3.0g，完全燃燒后生成3.6g水和標準狀況下3.36L CO2，已知該有機物的蒸汽對氫氣的相對密度為30，求該有機物的分子式。

四、差量法

解題時根據(jù)化學方程式求出一個差量，由題目已知條件求出另一個差量，然后根據(jù)題意列出比例式求解，解完后應將答案代入檢驗。

例4.常溫常壓下，20ml某氣態(tài)烴與同溫同壓下的過量氧氣70ml混合，點燃爆炸后，恢復到原來狀況，其體積為50ml，求此烴可能有的分子式。

解析：此題已知反應前后氣體體積，可用差量法求解。因題目未告訴烴的種類，故求出答案后，要用烴的各種通式討論并檢驗。

設(shè)烴的分子式為CxHy，則

討論：分子中氫原子數(shù)為4的氣態(tài)烷烴是CH4，氣態(tài)烯烴是C2H4，氣態(tài)炔烴是C3H4。

經(jīng)檢驗知C3H420ml完全燃燒需O2的體積大于70ml，與題意不符，應舍去。故此烴可能有的分子式是CH4或C2H4。

練習、25°C和101kpa時，乙烷、乙炔和丙烯組成的混合氣體32ml與過量的氧氣混合并完全燃燒，除去水蒸氣，恢復到原來的溫度和壓強，氣體總體積縮小了72ml，原混合烴中乙炔的體積分數(shù)為：

A 12.5% B 25% C 50% D 75%