有机物燃烧的规律

有机物燃烧的规律 一 燃烧前后体积的变化规律 对于 CxHy 的烃 其完全燃烧可表示为 CxHy x y 4 O2 xCO2 y 2H2O 一 1 体积气态烃完全燃烧 当生成水为气态时 其体积变化 V V 前 V 后 1 x y 4 x y 2 1 y 4 可见 任何一种气态烃完全燃烧 其反应前后气体体积的变化 只与该烃所含的 H 原子数 有关而与 C 原子数无关 当 y 4 时 气体体积减少 如 C2H2 当 y 4 时 反应前后体积不变 如 CH4 C2H4 C3H4 当 y 4 时 反应后体积变大 如 C2H6 C3H8 C4H8 等 二 1 体积气态烃完全燃烧 当生成的水为液态时 其体积变化 V V 前 V 后 1 x y 4 x 1 y 4 可以看出 无论何气态烃 其燃烧后气体体积都会减少 典型习题 1 aml 三种气态烃与足量的氧气的混合物点燃爆炸后 恢复到原来的状态 150 1 01 105Pa 气体体积仍为 aml 则三种烃可能是 A CH4 C2H4 C3H4 B C2H6 C3H6 C4H6 C CH4 C2H6 C3H8 D C2H4 C2H2 C4H6 解析 气态烃燃烧后生成水蒸气且气体体积不发生改变 其平均氢原子数 y 4 故应选 A D 2 A B C 三种气态烃组成的混合物共 aml 与足量氧气混合点燃完全燃烧后 恢复到 原状况 标准状况 气体体积减少了 2aml 则三种烃可能是 A CH4 C2H4 C3H4 B CH4 C2H6 C3H8 C C2H6 C3H6 C4H6 D C2H4 C2H2 C4H6 解析 气态烃燃烧后生成液态水 其体积变化应为 V 1 y 4 则有 aml 1 y 4 2aml y 4 即 三种混合烃的平均 H 原子数为 4 故应选 A D 有机物燃烧规律 二 燃烧耗氧量及生成 CO2 和 H2O 多少的规律 一 等物质的量的烃 CxHy 完全燃烧时 其耗氧量的大小取决于 x y 4 的值 其值 越大 耗氧量越多 生成 CO2 的多少取决于碳原子个数 X 的值 其值越大 生成的 CO2 越多 生成 H2O 的多少取决于氢原子个数 y 的值 其值越大 生成的 H2O 越多 二 等质量的烃 CxHy 完全燃烧时 其耗氧量和生成水的多少取决于该烃分子中氢的质 量分数 或 y x 的值 其值越大 耗氧量及生成的水越多 生成 CO2 的多少取决于该烃 分子中碳的质量分数 或 x y 的值 其值越大 生成 CO2 越多 由此可得以下推论 1 等质量的烷烃 碳原子数越多 碳的质量分数越大 耗氧越少 由此可得 CH4 耗氧 最多 2 等质量的烯烃 由于碳氢原子数之比为定值 故碳 氢质量分数为定值 即 耗氧量及 生成 CO2 和 H2O 的量相等 3 等质量的炔烃 苯及苯的同系物 碳原子数越多 氢的质量分数越大 耗氧越多 生成 水越多 生成 CO2 越少 由此可知 乙炔 苯耗氧量最少生成 CO2 最多 生成水最少 4 同碳原子数的烷 烯 炔 苯及苯的同系物 其含氢的质量分数为 烷 烯 炔 苯及 苯的同系物 故其耗氧量为 烷 烯 炔 苯及苯的同系物 三 等物质的量的烃 CxHy 与烃的含氧衍生物在完全燃烧时 若耗氧相同则该烃的含 氧衍生物分子组成符合通式 CxHy CO2 m H2O n m n N 下同 如 C2H4 与 C3H6O3 若耗氧量相同且生成 CO2 一样多 应具有相同的碳原子数 其分子应符合通 式 CxHy H2O n 如 C2H4 与 C2H6O 若耗氧量相同且生成水一样多 应具有相同的 氢原子数 其分子式应符合通式 CxHy CO2 m 如 C2H6 与 C3H6O2 由此可推 等物 质的量的两烃的含氧衍生物充分燃烧后 若耗氧相同 则其在分子组成上相差 n 个 CO2 或 H2O 或 CO2 和 H2O 的组合 即式量相差 44n 18n 62n 等等 如 C2H4O 与 C3H6O4 四 实验式 最简式 相同的烃或烃的含氧衍生物 不论它们以何种比例混合 只要总质 量一定 完全燃烧时 所消耗的 O2 及燃烧后生成的 CO2 和 H2O 的量均为定值 如 C2H2 和 C6H6 甲醛和葡萄糖等 典型习题 1 燃烧某混合气体 所生成的 CO2 质量一定大于燃烧相同质量的丙烯所产生的 CO2 的质 量 该混合气体是 A 丁烯 丙烷 B 乙炔 乙烯 C 乙炔 丙烷 D 乙烷 丙烷 2 总质量一定 不论以何种比例混合 完全燃烧后耗 O2 为常量的是 乙炔与苯 烯的同系物 甲烷与乙烷 甲醛与乙醇 甲醛与乙酸 甲醛与甲酸甲酯 乙酸与葡萄糖 A B C D 3 有机化合物 A B 分子式不同 它们只可能含有碳 氢 氧元素中的两种或三种 如果 将 A B 不论以何种的比例混合 只要物质的量之和不变 完全燃烧时消耗的氧气和生成 的水的物质的量也不变 那么 A B 组成必须满足的条件是 若 A 是甲烷 则符合 上述条件的化合物 B 中相对分子质量最小的是 写分子式 并写出相对分子质量 最小的含有 CH3 的 B 的两种同分异构体的结构简式 答 1 B 2 A 3 A B 的分子式中氢原子数相同 且相差 n 个碳原子 同时相差 2n 个氧原子 n 为正整 数 C2H4O2 CH3COOH HCOOCH3 有机物燃烧规律 三 残基法 求有机物分子式 残基法 是根据烃或烃的含氧衍生物燃烧耗氧量和生成 CO2 的体积比 求其分子式的一种 方法 具体做法是 1 根据烃或烃的含氧衍生物燃烧耗氧和生成 CO2 的体积比设其分子式的一 般形式 我们可把其分为三类 I 燃烧消耗氧气体积大于生成 CO2 的体积 其一般形式为 CxHy m H2O n x y m n N II 燃烧消耗氧气体积等于生成 CO2 的体积 其一般形式为 Cx H2O n x n N III 燃烧消耗氧气体积 小于生成 CO2 的体积 其一般形式为 CxOy m H2O n x y m n N 2 根据消耗 O2 和生成 CO2 的比值 我们只用上述一般式中的前半部分 称之 残基 由质量守恒求得 x 与 y 的最简比 可得此 类有机物的通式 3 再根据其它性质和条件 确定该有机物的分子式和结构简式 例如 某有机物在 O2 中完全燃烧时 其蒸汽与消耗 O2 及生成 CO2 的体积在同温同压下 比为 1 4 3 该有机物不可能是 A C3H4 B C3H8O2 C C2H5CHO D C2H5COOH 解析 据 V 耗 O2 V 生成 CO2 设其一般形式为 CxHy m H2O n 椐质量守恒 CxHy 4O2 3CO2 y 2H2O 可得 x 3 y 4 故此类有机物通式为 C3H4 m H2O n 又该 机物燃烧生成 3 倍体积的 CO2 分子中应有三个碳原子 可进一步确定其通式为 C3H4 H2O n n N 故应选 D 典型习题 化合物 CO HCOOH 和 OHC COOH 乙醛酸 分别燃烧时 消耗 O2 和生成 CO2 的体 积积比都是 1 2 后两者可看成是 CO H2O 和 CO 2 H2O 也就是说 只要分 子式符合 CO n H2O m m n N 的各有机物 它们燃烧时消耗 O2 和成 CO2 的体积比总是 1 2 现有一些只含有 C H O 三种元素的有机物 它们燃烧时消耗 O2 和生成的 CO2 的体积 比是 3 4 1 这些有机物中 相对分子质量最小的化合物的分子是 2 某两种碳原子数相同的上述有机物 若它们的相对分子质量分别为 a 和 b a b 则 b a 必定是 填入一个数字 的整数倍 3 在这些有机物中有一种化合物 它含有两个羧基 取 0 2625g 该化合物恰好能与 25ml0 100mol L 的 NaOH 溶液完全中和 据此 结合必要的计算和推导 试给出该有机物 的相对分子质量和分子式 答案 提示 利用 残基 法求得该类有机物的通式是 C2O m H2O n 1 C2H2O2 2 18 3 210 C6H10O8 乙酸乙酯的制备 3 导气管不要伸到 Na2CO3 溶液中去 防止由于加热不均匀 造成 Na2CO3 溶液倒吸入 加热反应物的试管中 3 1 浓硫酸既作催化剂 又做吸水剂 还能做脱水剂 3 2 Na2CO3 溶液的作用是 1 饱和碳酸钠溶液的作用是冷凝酯蒸气 减小酯在水中 的溶解度 利于分层 除出混合在乙酸乙酯中的乙酸 溶解混合在乙酸乙酯中的乙醇 2 Na2CO3 能跟挥发出的乙酸反应 生成没有气味的乙酸钠 便于闻到乙酸乙酯的香味 3 3 为有利于乙酸乙酯的生成 可采取以下措施 1 制备乙酸乙酯时 反应温度不宜 过高 保持在 60 70 不能使液体沸腾 2 最好使用冰醋酸和无水乙醇 同时 采用乙醇过量的办法 3 起催化作用的浓硫酸的用量很小 但为了除去反应中生成的 水 浓硫酸的用量要稍多于乙醇的用量 4 使用无机盐 Na2CO3 溶液吸收挥发出的乙 酸 3 4 用 Na2CO3 不能用碱 NaOH 的原因 虽然也能吸收乙酸和乙醇 但 是碱会催化乙酸乙酯彻底水解 导致实验失败 1 各类有机物的通式 及主要化学性质 烷烃 CnH2n 2 仅含 C C 键 与卤素等发生取 代反应 热分解 不与高锰酸钾 溴水 强酸强碱反应 烯烃 CnH2n 含 C C 键 与卤素 等发生加成反应 与高锰酸钾发生氧化反应 聚合反应 加聚反应 炔烃 CnH2n 2 含 C C 键 与卤素等发生加成反应 与高锰酸钾发生氧化反应 聚合反应 苯 芳香烃 CnH2n 6 与卤素等发生取代反应 与氢气等发生加成反应 甲苯 乙苯等苯的同系物可 以与高锰酸钾发生氧化反应 卤代烃 CnH2n 1X 醇 CnH2n 1OH 或 CnH2n 2O 有机化合物的性质 主要抓官能团的特性 比如 醇类中 醇羟基的性质 1 可以与金属 钠等反应产生氢气 2 可以发生消去反应 注意 羟基邻位碳原子上必须要有氢原子 3 可以被氧气催化氧化 连有羟基的碳原子上必要有氢原子 4 与羧酸发生酯化反应 5 可以与氢卤素酸发生取代反应 6 醇分子之间可以发生取代反应生成醚 苯酚 遇到 FeCl3 溶液显紫色 醛 CnH2nO 羧 酸 CnH2nO2 酯 CnH2nO2 2 取代反应包括 卤代 硝化 卤代烃水解 酯的水解 酯化反应等 3 最简式相同的有机物 不论以何种比例混合 只要混和物总质量一定 完全燃烧生成的 CO2 H2O 及耗 O2 的量是不变的 恒等于单一成分该质量时产生的 CO2 H2O 和耗 O2 量 4 可使溴水褪色的物质如下 但褪色的原因各自不同 烯 炔等不饱和烃 加成褪色 苯酚 取代褪色 醛 发生氧化褪色 有机溶剂 CCl4 氯 仿 溴苯 密度大于水 烃 苯 苯的同系物 酯 密度小于水 发生了萃取而褪色 较强的无机还原剂 如 SO2 KI FeSO4 等 氧化还原反应 5 能使高锰酸钾酸性溶 液褪色的物质有 1 含有碳碳双键 碳碳叁键的烃和烃的衍生物 苯的同系物 2 含有羟基的化合物如醇和酚类物质 3 含有醛基的化合物 4 具有还原性的无机物 如 SO2 FeSO4 KI HCl H2O2 6 能与 Na 反应的有机物有 醇 酚 羧酸等 凡含羟基的化合物 7 能与 NaOH 溶液发生反应的有机物 1 酚 2 羧酸 3 卤代烃 水溶液 水解 醇溶液 消去 4 酯 水解 不加热反应慢 加热反应快 5 蛋白质 水解 8 能发 生水解反应的物质有 卤代烃 酯 油脂 二糖 多糖 蛋白质 肽 盐 9 能发生 银镜反应的有 醛 甲酸 甲酸某酯 葡萄糖 麦芽糖 也可同 Cu OH 2 反应 计算 时的关系式一般为 CHO 2Ag 注意 当银氨溶液足量时 甲醛的氧化特殊 HCHO 4Ag H2CO3 反应式为 HCHO 4 Ag NH3 2 OH NH4 2CO3 4Ag 6NH3 211 10 常温下为气体的有机物有 分子中含有碳原子数小于或等 于 4 的烃 新戊烷例外 一氯甲烷 甲醛 H2O 11 浓 H2SO4 加热条件下发生的反 应有 苯及苯的同系物的硝化 磺化 醇的脱水反应 酯化反应 纤维素的水解 12 需 水浴加热的反应有 1 银镜反应 2 乙酸乙酯的水解 3 苯的硝化 4 糖的水 解 凡是在不高于 1