1) По элементному составу (массовым долям элементов)

Стандартный алгоритм: Для определенной массы вещества находим массы элементов; находим количества вещества элементов(моль); находим простейшую формулу вещества; анализируя простейшую формулу или используя дополнительные данные условия задачи находим истинную молекулярную формулу.

Пример:
Органическое вещество содержит 82.66% углерода и 17.34% водорода. Определить его молекулярную формулу и написать структурные формулы возможных изомеров.

Решение:

Если масса вещества не дана, удобно принять ее равной 100 г, при этом автоматически получаем:	m(C) = 82.66 г, m(H) = 17.34 г
Количества вещества элементов находим по формуле n = m/M, молярная масса элемента численно равна его атомной массе:	n(C) = 82,68/12 = 6,89 моль, n(H)=17,34/1,008=17,32 моль
Количества вещества элементов находим по формуле n = m/M, молярная масса элемента численно равна его атомной массе:	n(C) = 82,68/12 = 6,89 моль, n(H)=17,34/1,008=17,32 моль
Находим отношение количеств вещества углерода и водорода (делим на меньшее):	n(C):n(H)= 1: 2,5 = 2:5
Простейшая формула:	C2H5
Такого вещества не существует, умножаем на 2:	C4H10 бутан.
Изомеры: CH3-CH2-CH2-CH3 - н-бутан, CH3-CH(CH3)-CH3 - изобутан (метилпропан)

Эти задачи продолжают вызывать затруднения у большого числа участников экзамена. И наибольшие трудности возникают, если решение задачи требetn некоторого отступления от привычного алгоритма.

Задача ЕГЭ-2004. (успешность 9,5%)

Дихлорпроизводное алкана содержит 5,31% водорода по массе. Определите молекулярную формулу дихлоралкана. Приведите структурную формулу одного из возможных изомеров и назовите его.

Школьники привыкли решать задачи, где даны массовые доли всех элементов. Здесь же необходимо по названию составить общую формулу вещества и использовать ее в решении задачи.

Критерии решения:

2) По продуктам сгорания вещества

Стандартный алгоритм: находим количества вещества продуктов сгорания (моль); находим количества вещества элементов; проверяем, если необходимо, наличие кислорода в веществе, находим простейшую формулу вещества; анализируя простейшую формулу или используя дополнительные данные условия задачи находим истинную молекулярную формулу.

У абитуриентов, участников второй волны ЕГЭ 2005 года, возникли проблемы с определением формул галогенпроизводных, при сгорании которых образуется соответствующий галогенводород:

С5 (2005, 8%) При сгорании газообразного органического вещества, не содержащего кислород,  выделилось 4,48 л углекислого газа (н.у.), 3,6 г воды и 2 г фтороводорода. Установите молекулярную формулу соединения.

Решая задачи на определение формулы вещества нужно, как правило, приходить к строению вещества, т.е. приводить его структурную формулу, или формулу одного из возможных изомеров. С 2015 года определение структуры вещества стало необходимым элементом решения задачи и ее максимальная оценка возросла до 4-х баллов.

Иногда возникают ошибки и на этом этапе. Так, участники экзамена не всегда верно понимают понятия «первичный», «вторичный», «третичный» отнесенные к аминам. Если в номенклатуре спиртов эти понятия означают тип атома углерода, то в номенклатуре аминов они характеризуют число радикалов у атома азота.

Например: CH₃-CHOH-CH₃ – вторичный спирт, но CH₃-CH(NH₂)-CH₃ – первичный амин. Формула вторичного амина: CH₃-CH₂-NH-CH₃ .

Иногда условия задачи на определение формулы вещества настолько просты, что позволяют определить формулу «в уме». Тем не менее, нужно письменно обосновать свой вывод в решении. Только запись готовой формулы не может быть оценено максимальным баллом. Например, определив молекулярную массу углеводорода равную 30, можно не использовать данные по продуктам его сгорания. Но необходимо будет записать, что, исходя из общей формулы углеводородов С_хН_у, в состав молекулы может входить только 2 атома углерода, следовательно, таким углеводородом может быть только этан, С₂Н₆. Это будет правильное, хотя и не стандартное, решение.