有機混合物中元素質量分數的計算技巧

江蘇省灌南縣第二中學  林 義

在高中有機化學部分的教學中，求混合物中某元素的質量分數有一定規律可循，掌握了此規律，解題往往迅速方便。
    例1．在甲酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯組成的混合酯中，若氧元素的質量分數為30％，則氫元素的質量分數可能是（   ）。
    Ａ．10％
    Ｂ．15％
    Ｃ．20％
    Ｄ．無法確定
    分析：甲酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯的化學式分別為Ｃ2Ｈ4Ｏ2，Ｃ6Ｈ12Ｏ2，Ｃ4Ｈ8Ｏ2，即符合通式ＣnＨ2nＯ2。從通式可看出Ｃ，Ｈ兩元素的物質的量之比為1∶2，質量比為12ｎ∶2ｎ即6∶1，那么在混合酯中，Ｃ與Ｈ的質量比應為6∶1。
    解答：Ｃ與Ｈ總含量為1－30％＝70％，所以，氫元素的質量分數為（1／7）×70％＝10％。
     要求某一元素的質量分數，首先要從化學式分析各元素內在的一定量的關系，把所給物質化學式用一個通式來表示，不要急于著筆。
    例2．某單烯烴與甲醛的混合物中氧的質量分數為ｘ％，則其中碳的質量分數為（   ）。
    Ａ．（3／4）ｘ％
    Ｂ．（1－ｘ）／7％
    Ｃ．（12（1－ｘ））／7％
    Ｄ．（6（1－ｘ））／7％
    分析：單烯烴通式為ＣnＨ2n即（ＣＨ2）n，甲醛的化學式為ＣＨ2Ｏ，混合物中碳元素與氫元素的物質的量比為1∶2，質量比為12∶2，即6∶1，Ｃ與Ｈ的質量分數為（1－ｘ）％，則碳的質量分數為（6／7）（1－ｘ）％。
    例3．由乙炔、苯、乙醛組成的混合物，經測定其中碳的質量分數為72％，則氧的質量分數為（   ）。
    Ａ．19.56％
    Ｂ．22％
    Ｃ．24.88％
    Ｄ．無法確定
    分析：乙炔、苯的化學式分別為Ｃ2Ｈ2，Ｃ6Ｈ6，即這兩種物質中Ｃ，Ｈ兩元素的質量分數一樣。試想把ＣＨ3ＣＨＯ變為與乙炔、苯化學式相似的式子，Ｃ2Ｈ2Ｈ2Ｏ，這樣乙醛分子中就有與乙炔、苯相同的部分Ｃ2Ｈ2，先計算出乙醛分子中Ｈ2Ｏ的含量，就可算出氧的質量分數。顯然，Ｃ2Ｈ2Ｈ2Ｏ中Ｈ2Ｏ的含量為1－72％－（1／12）×72％＝22％。故氧的質量分數為（16／18）×22％＝19.56％，答案選Ａ。
    總之，在有機混合物中，Ｃ，Ｈ，Ｏ三種元素知道任意一種元素的質量分數，其他兩種元素的含量可通過化學式變型和找出元素之間一定的數量關系，即可求出這兩種元素的質量分數。