烃类燃烧的规律和相关计算

1 烃类燃烧的规律和相关计算烃类燃烧的规律和相关计算 江苏省靖江高级中学 马云云 关于有机物燃烧的相关计算 是中学有机化学基础中的常见题型 各种化学考试中的 热点内容 更是许多学生容易产生混淆易错知识点 这里我就烃类物质燃烧相关计算的解 题规律方面 结合例题作以下几点归纳 一 等物质的量和等质量的不同烃完全燃烧时耗氧量及生成物 CO2 H2O 量的比较 分析烃类完全燃烧时耗氧量及产物量大小时 一定要仔细分清前提 等物质的量 和 等质量 两种情况下判断的依据是不同的 1 等物质的量的烃完全燃烧 CxHy x O2 xCO2 H2O 4 y 2 y 1 规律 当 x 越大 耗氧量越大 且 x 为主要决定因素 一般 x 越大 耗氧量越 4 y 大 生成的 CO2量也越大 当 y 越大时 生成的水量也越大 2 方法 当 x y 均不同且一多一少时 则可以按 1 个碳原子与 4 个氢原子的耗氧量相 当的原理对分子式进行适当变形 转换成碳或氢原子个数相同后再进行比较即可 例如等 物质的量的 C2H6和 C3H2耗氧量相当 则比较 C2H6和 C3H4的耗氧量 相当于比较 C3H2 和 C3H4 从而可以快速得出结论 3 注意 等物质的量的不同有机物燃烧时 燃烧情况产生CO2的量 相等 产生H2O的量 相等 产生 CO2 H2O的量均 相等 需满足的条件不同的分子式 中含C原子个数须 相等 不同分子式中 含H原子个数须相 等 不同分子式中 含C H原子个数 相等 第三种情况下的 CO2 H2O 的量均相等时 对烃来说即要求不同物质互为同分异构体 例 1 1 mol CxHy 烃 完全燃烧需要 5 mol O2 则 X 与 Y 之和可能是 A X Y 5 B X Y 7 C X Y 11 D X Y 9 解析 根据烃燃烧通式可知 1 mol CxHy 的耗氧量为 x 讨论易知 当 x 3 y 8 4 y 时合理 答案为 C 2 等质量的烃完全燃烧 分析 C H 燃烧耗氧量 C O2 4H O2 12g 1mol 4g 1 mol 1 规律 等质量的烃完全燃烧 H 质量分数越高 耗氧量越大 生成 H2O 量越大 生 成的 CO2量越少 2 方法 若计算各种烃的 H 来判断是繁琐的 故可对烃进行变形 将 CxHy变换 2 为 CH 当值越大 H 越大 H 越高 耗 O2量越大 x y x y 3 注意 等质量的不同有机物燃烧时 燃烧情况产生CO2的量 相等 产生H2O的量 相等 产生 CO2 H2O的量均 相等 需满足的条件不同的物质含 C 须相等 不同的物质含 H 须相等 不同的物质含 C H 均相等 注意第三种情况下的CO2 H2O的量均相等时 对烃来说即要求不同物质的最简式相同 例 2 下列各组物质中 只要总质量一定 不论以何种比例混和 完全燃烧生成二氧 化碳和水的质量也总是定值的是 A 丙烷和丙稀 B 乙烯和环丙烷 C 乙烯和丁烯 D 甲烷和乙烷 解析 根据规律这组物质的最简式应相同 所以答案是 BC 二 烃燃烧前后气体体积变化规律及应用 1 气态烃 CxHy 在 100 及其以上温度完全燃烧时 H2O 为水蒸气 CxYy x xCO2 H2O g Vg V后 V前 4 y 2 y 1 1 4 y 气体体积变化规律与氢原子个数有关 若 y 4 燃烧前后体积不变 V 0 若 y 4 燃烧前后体积增大 V 0 若 y 4 燃烧前后体积减少 V 0 例 3 两种气态烃以任意比例混合 在 105 时 1 L 该混合烃与 9 L 氧气混合 充分燃烧后 恢复到原状态 所得气体体积仍是 10 L 下列各组混合烃中不符合此条件的是 A CH4 C2H4 B CH4 C3H6 C C2H4 C3H4 D C2H2 C3H6 解析 设混合气体的平均分子式为 CxHy 由反应前后体积不变得 y 4 题中两种气态烃以任意比例混合 而 D 项只有 1 1 混合的时候才符合条件 所以答案为 B D 2 气态烃 CxHy 完全燃烧后恢复到常温常压时 H2O 为液态水 CxHy x O2 xCO2 H2O L Vg V后 V前 4 y 2 y 1 1 4 y 气体体积总是减小 且减小的值与烃分子中的 H 原子数及烃的量有关 例 4 室温时 20mL 某气态烃与过量氧气混合 完全燃烧后的产物通过浓硫酸 再恢 复到室温 气体体积又减少了 50mL 剩余气体再通过苛性钠溶液 体积又减少了 40mL 求气态烃的分子式 解析 这道题的难点在于 在恢复到室温 体积减少了 50mL 往往认为是水 忽略了 反应的体积差 正确的解法应该是 3 CxHy x O2 xCO2 H2O L Vg V后 V前 4 y 2 y 1 x