等量代换解题技巧(采用“等量代换方法”解答有机推断题)
等价替换是用一个量替换另一个与之相等的量。“它是数学中的一种基本思维方法，也是代数思维方法的基础。近年来，学科整合已成为各学科发展的一大趋势。学科整合是指在认识学科差异的基础上，不断打破学科界限，促进学科间相互渗透和交叉的活动。学科整合不仅是学科发展的趋势，也是产生创新成果的重要途径。用“等价替换法”解决有机推理问题是数学与化学相结合的一个重要体现。用数学方法解决化学问题会使化学问题变得非常简单。
1使用质量守恒进行等效替换
实施例1(2013年东枣庄，三级模拟)，有机物相对的分子量为58。根据以下条件回答问题：
(1)如果有机物仅由碳氢化合物组成，可能的结构式为。
(2)如果它是含氧衍生物并且分子含有-CH3，可能的结构式是。
(3)如果分子中既没有-CH3也没有-OH，但是可以发生银镜反应，则结构式如下。
实施例4 (2011年山东聊城底部检验)含氮有机化合物的化学式为C8H11N，通过用碳原子替换其分子中的氮原子可以获得芳烃。据推测，它的化学分子式是，如果只有两种一溴化物，那么这个芳香烃的名字就是。
分析：根据有机化合物的成键规律，有如下关系：n ~ ch，所以如果按式n ~ ch进行等价取代，则有C8H11N C9H12。因为它是一种芳香烃，它的分子必须含有苯环。如果只有两种一溴化合物，这种芳香烃的名字是1，3，5-三甲基苯。
回答：C9H12；1，3，5-三甲基苯。
实施例5 (2013年上海高考9号，改编)三元乙丙橡胶的第三种单体可以通过异构化得到。由甲(C5H6)和乙通过第尔斯-阿尔德反应制得。第尔斯-阿尔德反应是共轭二烯与含烯键或炔键的化合物相互作用形成六元环化合物的反应。最简单的反应如下
*
完成下列空格：
(1)第尔斯-阿尔德反应属于反应(填充反应型)；的简单结构是。[2]
(2)如果三元乙丙橡胶的第三单体分子(连接碳、氧和其它原子的其它化学键)中仅有一个氢原子的所有碳原子都被氮原子取代，则得到含氮有机物，其分子量假定为，其化学式为。
(3)如果乙烯-丙烯-二烯单体的第三单体分子中具有两个氢原子的所有碳原子都被氧原子取代，则得到含氧有机物，其分子量假定为，其化学式为。
(4)如果三元乙丙橡胶单体的第三单体分子中所有带有三个氢原子(连接碳、氧和其它原子的其它化学键)的碳原子都被氯原子取代，则得到含氯有机化合物，其分子量假定为，其化学式为。
回答：(1)奖金；(2)125，C4H 7 N5；(3)124；C7H8O2(4)140.5；C8H9Cl
4氢原子守恒的等价替换
例6 (2012年济南，高中竞赛):写出燃烧后符合V(CO2)/V(H2O)=0.5关系的可能有机物的简单结构公式。
分析：从V(CO2)/V(H2O)=0.5可知，有机化合物中的c: h=1: 4，只有CH4符合这一条件。根据氢氧方程式，可以进行氢原子的等效取代，另一个合格的有机物是CH3OH。此外，合格的有机物是二氧化碳。
回答：CH4、CH3OH、CO(NH2)2
例7(杭州，浙江， 2013年底)，有机化合物A和B的化学式不同，它们只能含有碳、氢和氧两种或三种元素。如果甲和乙以任何比例混合，只要它们的物质之和不变，完全燃烧产生水的物质的量就不会改变。那么a和b必须满足条件。如果甲是甲烷，相的最低分子量
分析：a和b必须满足的条件包含相同数量的氢原子。如果A是甲烷，则可以根据氢原子在关系式H ~ OH中的相等性进行等价置换，得到另一种合格的有机物CH3OH。由于不需要对的碳原子数，通过增加对的碳原子数结合氢原子数，可以得到C2H4和C3H4，然后根据氢原子在关系式H ~ OH中的相等性进行等价取代。可以得到C2H4O和C3H4O，并且C2H4O2和C3H4O2可以通过第二个氢原子的等价取代得到，等等.因此，在满足上述条件的化合物B中，相对分子量最小的C2H4是化学式。
答：它包含相同数量的氢原子；C2H4
5.通过使用组成元素的质量分数不变来进行等价替换
实施例8 (2013年滕州第一法规)，有机物相对的分子量为134。取1摩尔有机物，完全燃烧，生成7摩尔水。根据以下条件回答问题：
(1)如果有机物只含有碳和氢，则有机物的分子式为：如果有机物是芳香烃并且在苯环，只有一个取代基，则有几种可能的结构。
(2)如果是含氧衍生物，有机物的化学式为
1摩尔的有机物完全燃烧并消耗O2。
分析：1摩尔的有机物完全燃烧生成7摩尔的水，这表明有机物分子含有14个氢原子。如果有机物只含有碳和氢，有机物的分子式是C10H14。如果有机物是芳香烃并且在苯环，上只有一个取代基，则有四种可能的结构(四种不同的丁基分别连接到苯环)。根据4c ~ 3o，进行等效取代，C10H14 C6H14O3，并且1摩尔该有机物消耗的O2量为8摩尔。
回答：(1)C10H 14；4 .(2)C6H 14O 3；8摩尔
例9(大连，辽宁，2012):甲和乙是两种配方量不等的有机物质。无论甲和乙的混合比例如何，只要混合物的总质量保持不变，完全燃烧后产生的CO2质量将保持不变。试着写出满足上述条件的两组有机物的化学式。
、和，并回答a和b应满足的条件：
分析：(1)两种有机物具有相同的最简单的分子式，混合物中各元素的质量分数不变，所以有：(1)碳氢化合物：根据(CH)n，写出C2H2和C6H6；根据(CH2) n写C2H4和C3H6碳氢化合物的氧化衍生物：根据(CH2O)n，写CH2O和C2H4O2；CH2O和C3 h6 O3；CH2O和C6H12O6等。(2)最简单的公式是不同的，但它们符合碳含量相等的组合。例如，如果CH4含有75%的碳，并且其公式扩展了10倍，那么碳原子数是10，碳含量仍然是75%，其余的(160-120=40)由H和O补充。经过讨论，已知C10H8O2满足要求。同样，CH4的其他组合可以推断为C9H20O、C8H16O、C7H12O等。此外，还可以推导出许多组答案，如C2H6和C12H20O(分子中的碳含量为80%)。
回答：C2H2和C6H6；C2H4和C3H6；CH2O和C2H4O2；CH2O和C3 h6 O3；CH2O和C6H12O6；C9H20O和C8H16O(答案是合理的)；碳元素在甲和乙中的质量分数相等
在研究确定有机物分子式或结构简单性的推理问题时，巧妙应用“等价替换法”将使这类有机推理问题变得简单易行。在教学中引导学生使用“等效替代法”，可以提高学生的发散思维和抽象思维能力，也可以提高学生解决问题的能力。
黑曼巴 