有机混合物中元素质量分数的计算技巧.docx

有机混合物中元素质量分数的计算技巧
有机混合物中某元素质量分数的求算，也是有机物中的一类习题。这类习题中所给出的这些有机物某些元素的质量分数间一定存在固定的“量”上的关系，只有我们发现这个规律，问题才能迎刃而解。一般有机混合物元素质量分数的求算有以下四种情况：
一、最近式相同的一组有机物，求其中某种元素的质量分数。这种情况由于最简式相同，各种元素的质量分数都是定值，可直接根据最简式来计算。
例1．把amLC2H2气体溶于bmoL苯中，再加入cg苯乙烯，所得混合物中碳的质量分数为
A．75% B.66.7% C.92.3% D.无法计算
[解析] C2H2、、苯、苯乙烯的最简式相同均是CH，其碳的质量分数为:12/13×100%=92.3%，所以应选C。
例2．在ag冰醋酸、甲醛、葡萄糖、甲酸甲酯、果糖的混合物中，碳元素的质量分数为（ ）
A．30% B.40% C.50% D。数据不全，无法计算
[解析]这几种物质的都具有相同的最简式CH2O ，任意混合碳的质量分数均为12/30×100%=40%，所以应选B。
二．有机混合物的组成元素有三种，其中两种元素的原子个数比相同，质量分数比是固定，给出其中一种元素的质量分数，要求第三种元素的质量分数。
例3.今有乙酸和甲酸丙酯的混合物中，测得含氢元素的质量分数为7.8%，则混合物中氧元素的质量分数为 （ ）
A．15.6% B。27.8% C。46.8% D。45.4%
[解析]乙酸（C2H4O2）和甲酸丙酯（C4H8O2）的混和物中n（C）：n（H）=1：2 ，m（C）：m(H)=6:1,碳的质量分数w（C）=6×7.8%=46.8%,氧的质量分数 w（O）=1-7.8%-46.8%=45.4%，所以应选D。
三．由相对分子质量相同的两种有机物组成的混合物，某种元素的原子个数相同，质量分数相同，求该元素的质量分数
例4．甲苯和甘油组成的混合物中，若碳元素的质量分数为60%，则氢元素的质量分数约为（ ）
A．5% B。8.7% C。17.4% D。无法计算
[解析]甲苯的分子式C7H8，甘油的分子式C3H8O，这两种物质的相对分子质量相同且均为92，氢元素的质量分数都是8/92×100%=8.7%，因此这两种物质不论怎么混合，含氢的质量分数都为定值8.7%，所以应选B。
四。有机物混合物的组成元素有三种，需要变形后才能找出某两种元素间存在“量”上的固定关系，给出其中一种元素的质量分数，要求第三种元素的质量分数
例5．经测定由C3H7OH和C6H12组成的混合物中氧的质量分数为8%，则混合物中氢的质量分数是_______。
[解析]该有机物的组成元素有三种，直接从两种物质的分子式C3H7OH、C6H12中看不出哪些元素间存在比例关系，此时可将有机物的分子式变形改写为C3H6H2O）和C6H12，由此才可发现混合物中碳元素和氢元素之间个数比为1：2的定量关系，这样可将混合物分为如下两部分：CH2.H2O然后再分析其中的元素关系。设取混合物100g，
O ～ 2H ～ H2O CH2 ～ 2H
16 2 18 14 2
8 1 9 （100-9） 13
所以混合物中共含氢元素14g，则此混合物中氢元素的质量分数为14%。
反馈练习
1．在甲酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯组成的混合酯中，若氧元素的质量分数为30％，则氢元素的质量分数可能是（ ）。
Ａ．10％ Ｂ．15％ Ｃ．20％ Ｄ．无法确定
分析：甲酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯的化学式分别为Ｃ2Ｈ4Ｏ2，Ｃ6Ｈ12Ｏ2，Ｃ4Ｈ8Ｏ2，即符合通式ＣnＨ2nＯ2。从通式可看出Ｃ，Ｈ两元素的物质的量之比为1∶2，质量比为12ｎ∶2ｎ即6∶1，那么在混合酯中，Ｃ与Ｈ的质量比应为6∶1。Ｃ与Ｈ总含量为1－30％＝70％，所以，氢元素的质量分数为（1／7）×70％＝10％。
2．某单烯烃与甲醛的混合物中氧的质量分数为ｘ％，则其中碳的质量分数为（ ）。
Ａ．（3／4）ｘ％ Ｂ．（1－ｘ）／7％
Ｃ．12（1－ｘ）／7％ Ｄ．6（1－ｘ）／7％
分析：单烯烃通式为ＣnＨ2n即（ＣＨ2）n，甲醛的化学式为ＣＨ2Ｏ，混合物中碳元素与氢元素的物质的量比为1∶2，质量比为12∶2，即6∶1，Ｃ与Ｈ的质量分数为（1－ｘ）％，则碳的质量分数为（6／7）（1－ｘ）％。
3．由乙炔、苯、乙醛组成的混合物，经测定其中碳的质量分数为72％，则氧的质量分数为（ ）。
Ａ．19.56％ Ｂ．22％ Ｃ．24.88％ Ｄ．无法确定
分析：乙炔、苯的化学式分别为Ｃ2Ｈ2，Ｃ6Ｈ6，即这两种物质中Ｃ，Ｈ两元素的质量分数一样。试想把ＣＨ3ＣＨＯ变为与乙炔、苯化学式相似的式子，Ｃ2Ｈ2Ｈ2Ｏ，这样乙醛分子中就有与乙炔、苯相同的部分Ｃ2Ｈ2，先计算出乙醛分子中Ｈ2Ｏ的含量，就可算出氧的质量分数。显然，Ｃ2Ｈ2Ｈ2Ｏ中Ｈ2Ｏ的含量为1－72％－（1／12）×72％＝22％。故氧的质量分数为（16／18）×22％＝19.56％，答案选Ａ。
总之，在有机混合物中，Ｃ，Ｈ，Ｏ三种元素知道任意一种元素的质量分数，其他两种元素的含量可通过化学式变型和找出元素之间一定的数量关系，即可求出这两种元素的质量分数。

A