題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
元素分析只給各元素物質的量的最簡整數比(實驗式),分子式還要靠質譜分子離子峰定倍數 n = M/式量。兩步分開做,最不容易把「最簡比」直接當「分子式」。
自編示意某有機物質量分數:C 64.86%、H 13.51%、O 21.62%;質譜分子離子峰 m/z = 74(另設 148 作對照)。百分數與峰值為自編示意,不代表真實物質。
二、逐題精講
題1
題1 由質量分數求實驗式與式量,並判定 m/z=74 時的分子式。
解析
按 100 g 計:nC = 64.86/12.01 = 5.4005,nH = 13.51/1.008 = 13.4028,nO = 21.62/16.00 = 1.35125 mol。同除以最小 1.35125 得 4 : 9.92 : 1,取整數為 4 : 10 : 1,實驗式 C₄H₁₀O。
式量 = 4×12.01 + 10×1.008 + 16.00 = 74.12。分子離子峰 m/z = 74,倍率 74/74.12 ≈ 1,故分子式與實驗式相同,仍為 C₄H₁₀O;0.12 的差是取位與同位素近似,不構成倍數。
答案 實驗式 C₄H₁₀O、式量 74.12;m/z=74 時倍率 1,分子式相同。
採分點 三個物質的量 2 分、最簡比 1 分、實驗式 1 分、式量 1 分、倍率判定 1 分。
易錯點 把 9.92 直接寫成 9,或用峰 74 除式量 74.12 得 0.998 就判成「不是整數倍」。
題2
題2 若分子離子峰是 148,倍率與分子式是什麼?按 1 倍報會偏低多少?
解析
倍率 n = 148/74.12 = 2.00(取兩位),分子式為實驗式各項乘 2,即 C₈H₂₀O₂,式量 2×74.12 = 148.24。
若仍按 1 倍報成 C₄H₁₀O,式量只報 74.12,相對真實 148.24 偏低 50.0%。這是倍數判錯,比 74 與 74.12 的取位差嚴重得多,兩者不能混為一談。
答案 倍率 2.00、分子式 C₈H₂₀O₂、式量 148.24;按 1 倍報偏低 50.0%。
採分點 倍率 1 分、分子式 1 分、式量 1 分、偏低 1 分、取位差與倍數錯區分 2 分。
易錯點 把 74/74.12 的 0.998 當成「倍數不是整數」,進而拒判。
三、規律小結與對照表
| 步驟 | 用到的量 | 本題值 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 各元素物質的量 | 質量分數 / 相對原子質量 | 5.4005 / 13.4028 / 1.35125 | 按 100 g |
| 最簡比 | 同除最小值 | 4 : 10 : 1 | 9.92 取整為 10 |
| 實驗式與式量 | C₄H₁₀O | 74.12 | 峰 74 時倍率 1 |
| 峰 148 對照 | 148/74.12 | 2.00 / C₈H₂₀O₂ / 148.24 | 按 1 倍偏低 50.0% |
小結:元素分析給最簡比,分子離子峰給倍數;取位差不能當倍數錯,倍數錯卻會直接砍掉一半式量。
四、自測清單
- 能按 100 g 求各元素物質的量
- 能同除最小值定最簡比
- 能寫出實驗式與式量
- 能用分子離子峰定倍率
- 能寫出倍數後的分子式與式量
- 能區分取位差與倍數錯