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有机混合物中元素质量分数的计算技巧

江苏省灌南县第二中学  林 义

在高中有机化学部分的教学中，求混合物中某元素的质量分数有一定规律可循，掌握了此规律，解题往往迅速方便。
    例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。
    解答：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％。
     要求某一元素的质量分数，首先要从化学式分析各元素内在的一定量的关系，把所给物质化学式用一个通式来表示，不要急于着笔。
    例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）％。
    例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。