定量的烃燃烧耗氧量巧解法.doc

定量的烃燃烧耗氧量巧解法（1）等物质的量的烃燃烧耗氧量的计算。例题1: 在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( )。(浙江省重点中学联考题)。ACH4 B C2H6 C C3H8 D C4H10解析： 本题若一一写出四种烃完全燃烧的化学方程式，再通过比较确定答案，不仅费时，而且因配平不准确而导致错选。本题的简捷解法是：抓住烃完全燃烧生成CO2和H2O，每一个C原子要消耗一个O2分子，每4个H原子要消耗一个O2分子的事实，即C原子数是消耗O2多少的决定因素，故只要按分子式中所含C原子数的多少即可迅速选出答案。选(D)。评注： 对于1mol烃类CxHy，耗氧气的物质的量为 (x+y/4)mol，显然用写出燃烧的化学方程式，用(x+y/4)值的大小即可快速确定耗氧量。(2) 等质量的烃燃烧耗氧量的计算。例题2: 等质量的下列烃全燃烧时，消耗O2最多的是（ ）ACH4 BC2H6 CC3H6 DC6H6解析： 燃烧时，等质量的C和H，后者消耗O2多。故等质量的不同烃完全燃烧，所需O2与（H）（质量分数）成正比。为了快速判断（H）的大小，先将题给分子式简化为CH x：ACH4 、BCH3 、CCH2 、DCH，显然A（H）最大，故等质量的CH4燃烧时耗氧量最多。选(A)。评注： 判断等质量不同烃燃烧时的耗氧量的题型，可先简化分子式CH x：用观察法就可确定（H）的大小 (x大，氢的质量分数就大)，（H）大，即(x大，耗氧量就多，从而迅速得解。例题3: 某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，此种烃的分子式可以是（ ）。（武汉市调考题）。解析： 试题给出的四种烃的组成均符合通式C n H 2n + 2 ，故均属链状烷烃。由于CH4分子具有空间对称性，故每个氢原子的位置均相同，只有一种一氯取代物。由此推知含35个碳原子的烷烃中，C5H12亦为本题答案。选(A)、(D)。评注： 当碳原子数较多的情况下，应用空间结构对称法，判断同分异构的结构情况比较方便。如分子式符合C n H 2n + 2的烷烃，其一卤代物只有一种的烷烃可以由最简单的CH4和C2H6 (H位置均相同)推理下去。 从理论上讲，可以写出无限种这类烷烃。例题4: 按系统命名法填写下列有机物的名称及有关内容：(1) CH3一CH CH一（CH2）3CH3； 名称是 ； | | C2H5 CH3 (2) 2，6 二甲基 4 乙基辛烷的结构简式是 ，1mol该烷烃完全燃烧需消耗氧气 mol。解析： (1) 将C2H5一 改写为CH3一CH2一 ，上述物质结构简式写为： CH3HHHHHH | | H3H2 CH3命名关键是：找对主链(8个碳原子)，支链位次最小。 (2) 先写出结构简式；再写出分子式，最后根据烷烃(C n H 2n + 2 )燃烧通式知消耗O2物质的量 。答 (1) 3，4 二甲基辛烷。 CH3 CH2CH3 CH3 | | | (2) CH3CH CH2CHCH2CHCH2CH3 ； 18.5例题5: 为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气；学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下(箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽)：甲：燃烧产物增重252g增重130g生成CO2176g乙：燃烧产物增重560g增重064g增重4g试回答：(1) 根据两方案，你认为能否求出A的最简式? (2) 请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。 (3) 若要确定A的分子式，是否需要测定其他数据?说明其原因。解析： (1) 很明显乙方案先将产物通过碱石灰，增重的560g是生成CO2和H2O的质量之和，而无法求出CO2和H2O各多少。甲方案能够分别求得A燃烧后的产物CO2、CO和水蒸气各是多少，进一步可求出A中C和H的原子个数比，甲方案能够求得A的最简式。(2) 生成252g水，其中含“H”的质量为028g，生成CO2的总质量为(1.30+1.76)g，其中“C”的质量为 0.8345g , C 与H质量的最简比为：0.8345 g / 12 g/mol ：0.28g / 1g/mol 1：4,A的最简式为CH4。 (3) 不需要，因为最简式中，H的含量已经达到最大，实际上最简式就是A的分子式。评注： 本题通过对两个实验方案的评价考查了学生的实验能力。例题6: 2甲基丁烷与氯气发生取代反应，可能得到的一氯代物有几种?写出取代反应的化学方程式。若某烷烃的蒸气密度是3214 gL(标准状况)，它进行取代反应后得到的一卤代物只有一种，试推出其结构简式。 解析：CH3一CH一CH2CH3，由此结构简式可以得知，其中的氢原子的位置有四种情况(式 CH3 中和的位置相同)，它们分别被氯原子一一取代，可得四种一氯代物。 根据烷烃的蒸气密度，可求出烷烃的相对分子质量，并进而求出该烷烃的分子式。 3214 gL224 L / mol = 72 gmol ， 即C n H2n+2的相对分子质量M= 72，解之得n = 5，为戊烷。因为戊烷的一氯取代物只有一种，也就是说，每个氯原子取代出来的氢原子位置都相同，故该烃只能是2，2 二甲基丙烷，结构简式为 ： 评注： 书写有机物的取代产物的同分异构体时，应按照先给不同位置的氢原子编号，再有系统地计算异构体，当同分异构体数目较多时，尤应如此。例题7: 在标准状况下，将1L由CO和某种气态烷烃组成的混合气体与9LO2混合点燃，充分燃烧后，压强不变。温度为4095K时，反应后气体的体积为15L。试求该烷烃的化学式及该烷烃在原混合气体中的体积分数。解析： 将反应后15L气体(此时生成的水在1000C以上为气体)换算成标准状况下的体积。压强一定时，V0/T0=V1 / T1， V0= （T0 /T1） V1= 273 / 4095）15=10 （ L）。表明反应前后气体总体积不变。设烷烃分子式为C n H 2n + 2，体积为X L，则CO体积为 (1X) L 。2CO + O2 2CO2 V（减少） 2 1 2 1 (1X) L L C n H 2n + 2 + O2 n CO2 + (n +1) H2O (g) V（增加） 1 n n + 1 X L L依题意： = （式中X1）X = 当n = 1时， X = 1，不合理；当n = 2时， X = ，合理；当n = 3时， X = ，合理；当n = 4时， X = ，合理；讨论得： C2H6 ：50； C3H8 ：333； C4H10 ：25。评注： 当 n 5 时，标准状况下的烷烃已不是气体，故上述讨论时，只讨论到n=4为止。例题8: 乙烷与某烃的混合气体1.344L(SPT),与足量O2混合点燃,完全燃烧后所得气体通入300mL0.4 moLNaOH溶液中被全部吸收,然后将吸收液低温蒸干,得固体7.6g,根据计算推断混合气体中除C2H6外,还有一种烃是什么?其物质的量是多少?解析： 假设300mL0.4 moLNaOH溶液完全转化为Na2CO3 则： 2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O 2 moL 106 g 0.3 L 0.4 moL 6.36 g 假设300mL0.4 moLNaOH溶液完全转化为NaHCO3 则： NaOH + CO2 = NaHCO3 1 moL 84g 0.3 L 0.4 moL 10.08 g由于: 6.36 g 7.6g 10.08 g ,故以上两个反应都发生。则： 2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O 2 moL 1 moL 1 moL 2X X X 假设300mL0.4 moLNaOH溶液完全转化为NaHCO3 则： NaOH + CO2 = NaHCO3 1 moL 1 moL 1 moL Y Y Y 2X+Y = 0.3 L 0.4 moL 106 X + 84 Y = 7.6g 解得: X = 0.04 moL ; Y = 0.04 moL