《烃燃烧规律及应用》教案

《烃燃烧规律及应用》教案一、烃燃烧的通式若烃的分子式为CxHy，则CxHy在空气或氧气中完全燃烧的化学方程式为CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O。二、耗氧量大小规律1．当烃的物质的量一定时，(x＋eq\f(y,4))越大，耗氧量越多，(x＋eq\f(y,4))越小，耗氧量越小。2．当烃的质量一定时，eq\f(y,x)越大，耗氧量越多，eq\f(y,x)越小，耗氧量越小。三、气体体积变化规律CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2OΔV＝V后－V前1x＋eq\f(y,4)xeq\f(y,2)1．当温度大于或等于100℃时，水为气态则ΔV＝eq\f(y,4)－1eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(当y＞4，总体积变大,当y＝4，总体积不变,当y＜4，总体积减小))2．当常温常压时，水为液体则ΔV＝－(1＋eq\f(y,4))，反应后气体体积始终减小且减少量与氢原子数有关。1．(2020·沈阳高一月考)在常温、常压下，取下列四种气态烃各1mol，分别在足量氧气中燃烧消耗氧气最多的是()A．CH4B．C2H4C．C3H8D．C4H6答案D解析CH4的(x＋eq\f(y,4))＝2,1molCH4消耗氧气为2mol，C2H4的(x＋eq\f(y,4))＝3,1molC2H4消耗氧气为3mol，C3H8的(x＋eq\f(y,4))＝5,1molC3H8消耗氧气为5mol，C4H6的(x＋eq\f(y,4))＝5.5,1molC4H6消耗氧气为5.5mol。故选D。考点烃的燃烧题点烃燃烧耗氧量的计算2．下列烃①C4H10、②C4H8、③C7H8、④C6H12分别完全燃烧，耗氧量分析不正确的是()A．等物质的量时耗氧量最少的是①B．等物质的量时③和④的耗氧量相等C．等质量时耗氧量最大的是①D．等质量时②和④的耗氧量相等答案A解析等物质的量时，若写成CxHy，(x＋eq\f(y,4))越大，耗氧量越大；等质量时，若写成CHx，x越大，耗氧量越大。考点烃的燃烧题点烃的耗氧量判断3．(2019·山东滨州高一期末)两种气态烃以任意比例混合，在105℃时1L该混合烃与10L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍为11L。下列各组混合烃中符合此条件的是()A．C2H4、C2H6 B．CH4、C3H8C．C2H6、C3H6 D．CH4、C3H4答案D解析设有机物的平均分子式为CxHy，则有CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O,105℃时水为气体，燃烧前后体积不变，则有1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，解得y＝4，即混合气体中平均含有H原子为4个，A、B、C三项中H原子个数平均值都大于4个，只有CH4、C3H4平均H原子数为4个。故选D项。考点烃的燃烧题点烃燃烧规律及应用4．(2019·成都七中高一期中)一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g。则混合气体中CO2的质量为()A．12.5gB．13.2gC．19.7gD．24.4g答案B解析无水CaCl2增重25.2g为H2O的质量，故n(H2O)＝eq\f(25.2g,18g·mol－1)＝1.4mol，据H原子守恒n(CH4)＝eq\f(1,2)n(H2O)＝eq\f(1,2)×1.4mol＝0.7mol，据C原子守恒n(CO)＋n(CO2)＝0.7mol，又m(CO)＋m(CO2)＝49.6g－25.2g＝24.4g，所以有[0.7mol－n(CO2)]×28g·mol－1＋n(CO2)×44g·mol－1＝24.4g，解得n(CO2)＝0.3mol，m(CO2)＝0.3mol×44g·mol－1＝13.2g。考点烃的燃烧题点烃的燃烧及相关计算5．(2019·安徽师大附中高一期中)下列各组中的两种有机物，无论以何种比例混合，只要混合物总质量不变，完全燃烧时生成的水的质量也不变的是()A．C2H4、C4H8 B．C8H10、C4H10C．C2H4、C2H4O D．C8H8、C4H8答案A解析要使混合物总质量一定，生成水的量不变，必须满足有机物中H的含量相等。A项，C2H4和C4H8二者最简式相同，分子中含H量相同，生成H2O的量相同；B、C、D三项中有机物的最简式不相同，含氢量都不相同，故生成水的量一定会变，错误。故选A项。考点烃的燃烧题点烃燃烧规律及应用6．现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物：(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。(2)常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。(3)等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳的量最多的是__________，生成水的量最多的是________。(4)在120℃、1.01×105Pa下，以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是__________________。答案(1)CH4(2)C2H6(3)C2H4CH4(4)CH4和C2H4解析(1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，eq\f(y,x)的值越大，耗氧量越多。CH4、C2H4、C2H6的eq\f(y,x)的值依次为4、2、3，故等质量的CH4、C2H4、C2H6完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4。(2)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时，(x＋eq\f(y,4))的值越大，耗氧量越多。三种物质的(x＋eq\f(y,4))的值依次为2、3、3.5，故常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是C2H6。(3)质量相同时，烃(CxHy)的eq\f(x,y)的值越大，生成二氧化碳的量越多；eq\f(y,x)的值越大，生成水的量越多。故生成二氧化碳的量最多的是C2H4；生成水的量最多的是CH4。(4)由题意可知，在120℃、1.01×105Pa下，CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(g)1x＋eq\f(y,4)xeq\f(y,2)由于ΔV＝0，则1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，得y＝4，即该条件下，当烃分子中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变。故符合要求的两种烃为CH4和C2H4。考点烃的燃烧题点烃燃烧规律及应用课后测评一、选择题(本题包括10小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分,共20分)1.(山东济宁任城区高一期中)下列化学用语表达正确的是()A.乙醇分子的空间填充模型:B.乙酸的结构简式:CH3COOHC.醛基的结构简式:—COHD.乙烯的结构简式:CH2CH2答案B解析为乙酸分子的空间填充模型,A错误;乙酸的结构简式为CH3COOH,B正确;醛基的结构简式为—CHO,C错误;乙烯分子中含有碳碳双键,结构简式为CH2CH2,D错误。2.C5H12有3种不同结构,甲为CH3(CH2)3CH3,乙为CH3CH(CH3)CH2CH3,丙为C(CH3)4,下列有关叙述正确的是()A.甲、乙、丙互为同系物,均可与氯气、溴蒸气发生取代反应B.光照条件下,甲能与氯气反应生成2种一氯代物C.甲、乙、丙中,丙的沸点最低D.丙有3种二氯代物答案C解析甲、乙、丙互为同分异构体,A项错误;光照条件下,甲能与氯气反应生成3种一氯代物,B项错误;丙的二氯代物只有2种,D项错误。3.(河北唐山高一期末)法国、美国、荷兰的三位科学家因研究“分子机器的设计与合成”获得诺贝尔化学奖。轮烷是一种分子机器的“轮子”,合成轮烷的基本原料有CH2Cl2、丙烯、戊醇等,下列说法不正确的是()A.丙烯能使溴水褪色B.CH2Cl2有两种同分异构体C.戊醇与乙醇都含有羟基D.丙烯可用于合成塑料答案B解析丙烯结构简式是CH2CHCH3,含有碳碳双键,能使溴水褪色,A正确;甲烷是正四面体结构,则CH2Cl2只有一种结构,B错误;戊醇与乙醇都属于醇类,都含有羟基,C正确;丙烯可发生加聚反应生成聚丙烯,用于合成塑料,D正确。4.(广东卷,5)昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是()A.属于烷烃B.可发生水解反应C.可发生加聚反应D.具有一定的挥发性答案A解析本题考查有机化合物的结构与性质。该有机化合物中含有C、H、O三种元素,故不属于烷烃,A项错误;分子中含有酯基,可以发生水解反应,B项正确;分子中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,C项正确;可利用该物质诱捕害虫,故应有一定的挥发性,D项正确。5.(河北卷,8)苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是()A.是苯的同系物B.分子中最多8个碳原子共平面C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)D.分子中含有4个碳碳双键答案B解析本题考查了有机物的结构、原子共面、同系物和同分异构体等知识。苯的同系物是含有一个苯环且侧链是烷烃基的有机物,A项错误;苯环上6个碳原子及直接与苯环相连的2个碳原子一定共平面,与苯环直接相连的碳原子与其他的碳原子以碳碳单键相连,其他碳原子不可能与苯环共平面,B项正确;根据对称性可知,该有机化合物的一氯代物有5种,即,C项错误;苯环中不含碳碳双键,该有机化合物分子中只含1个碳碳双键,D项错误。6.乙酸分子的结构式为,下列反应及断键部位正确的是()①乙酸的电离,是①键断裂②乙酸与乙醇发生酯化反应,是②键断裂③在红磷存在时,Br2与CH3COOH发生反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是③键断裂④乙酸生成乙酸酐的反应:2CH3COOH+H2O,分别是①②键断裂A.只有①②③ B.①②③④C.只有②③④ D.只有①③④答案B解析乙酸电离出H+时,断裂①键;在酯化反应时酸脱羟基,断裂②键;与Br2的反应中,溴原子取代了甲基上的一个氢原子,断裂③键;生成乙酸酐的反应中,一个乙酸分子断①键,另一个乙酸分子断②键,所以B正确。7.(浙江6月选考,14)关于油脂,下列说法不正确的是()A.硬脂酸甘油酯可表示为B.花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.植物油通过催化加氢可转变为氢化油D.油脂是一种重要的工业原料,可用于制造肥皂、油漆等答案A解析硬脂酸为饱和高级脂肪酸,其结构可以表示为:C17H35—COOH,硬脂酸甘油酯可表示为,A错误;花生油含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯,含有碳碳双键可以使酸性高锰酸钾褪色,B正确;花生油含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯,可以与氢气发生加成反应生成氢化植物油,C正确;油脂是一种重要的工业原料,在碱性条件下水解发生皂化反应制造肥皂,D正确。8.如图是常见四种有机化合物的空间填充模型示意图。下列说法不正确的是()A.甲不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.乙可与溴水发生加成反应使溴水褪色C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键D.丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应答案D解析由四种有机化合物的空间填充模型可知,甲为甲烷,乙为乙烯,丙为苯,丁为乙醇。甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙醇与乙酸的酯化(取代)反应常用浓硫酸作催化剂和吸水剂,不能用稀硫酸,故D项错误。9.(山东滨州高一期末)一种活性物质的结构简式为,下列有关该物质的叙述正确的是()A.分子式为C10H18O3B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物C.能发生取代反应,不能发生加成反应D.仅用酸性高锰酸钾溶液即可验证该物质中存在碳碳双键答案A解析由该有机化合物的结构简式可知,其分子式为C10H18O3,A正确;同系物是结构相似、分子式相差1个或n个CH2的有机化合物,该物质的分子式为C10H18O3,而且与乙醇、乙酸结构不相似,B错误;该物质含有羟基、羧基、碳碳双键,可发生取代反应和加成反应,C错误;碳碳双键和羟基都能被酸性KMnO4溶液氧化,都可使溶液褪色,故不能验证存在碳碳双键,D错误。10.下列除去括号内杂质所用的试剂和方法都正确的是()选项物质所用试剂方法A甲烷(乙烯)酸性高锰酸钾溶液洗气B乙醇(水)生石灰分液C乙醇(乙酸)氢氧化钠溶液分液D乙酸乙酯(乙酸)饱和碳酸钠溶液分液答案D解析甲烷中混有杂质乙烯,若用酸性高锰酸钾溶液洗气,乙烯被氧化为CO2,仍然存在杂质,A错误;乙醇中混有水,加入生石灰后,应用蒸馏的方法分离出乙醇,B错误;乙醇中混有乙酸,加入氢氧化钠溶液,乙酸与NaOH发生反应生成乙酸钠,但是乙醇能够溶于该溶液中,不能使用分液的方法分离,C错误。二、选择题(本题包括5小题,每小题有1~2个正确选项,每小题4分,共20分)11.(山东临沂兰山区高一期末)苹果酸存在于不成熟的山楂、苹果等果实的浆汁中,结构简式如图所示。下列有关苹果酸的说法正确的是()A.1mol苹果酸最多可与2mol乙醇发生酯化反应B.一定条件下,苹果酸能与氢气发生加成反应C.1mol苹果酸最多可消耗3molNaOHD.2.68g苹果酸与足量金属Na反应,生成标准状况下0.672LH2答案AD解析1个苹果酸分子含2个羧基,故1mol苹果酸最多可与2mol乙醇发生酯化反应,A正确;羧基不能发生加成反应,B错误;—COOH与NaOH发生中和反应,—OH则不能,故1mol苹果酸最多可消耗2molNaOH,C错误;1mol苹果酸可消耗3molNa并产生1.5molH2,2.68g苹果酸的物质的量为0.02mol,与足量Na反应产生0.03molH2,在标准状况下的体积为0.03mol×22.4L·mol-1=0.672L,D正确。12.下列各组有机物的鉴别中所用试剂及现象与结论均正确的是()选项有机物所用试剂现象与结论A葡萄糖与果糖钠有气体放出的是葡萄糖B蔗糖与蛋白质溴水溶液褪色的是蔗糖C油脂与蛋白质浓硝酸变蓝的是蛋白质D淀粉与蛋白质碘水变蓝的是淀粉答案D解析葡萄糖和果糖均含有羟基,都能与钠反应生成氢气,A项错误;蔗糖和蛋白质均不与溴水反应,无法鉴别,B项错误;某些蛋白质遇浓硝酸变黄色,C项错误;淀粉遇碘变蓝,D项正确。13.有机物A的分子式为C2H4,可发生如下图所示转化,已知B、D是生活中的两种常见的有机物,下列说法不正确的是()A.体积分数为70%的B溶液常用于医疗消毒B.D、E都能与NaOH溶液反应C.B、D、E三种物质可以用饱和Na2CO3溶液鉴别D.由B、D制备E时用到的浓硫酸只作脱水剂答案AD解析由题给转化关系可知,B为乙醇,D为乙酸,E为乙酸乙酯。体积分数为75%的乙醇溶液常用于医疗消毒,A项错误;乙酸可与NaOH溶液发生中和反应,乙酸乙酯可在NaOH溶液中发生水解反应,B项正确;乙醇溶于饱和Na2CO3溶液,乙酸与饱和Na2CO3溶液反应产生气泡,乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液不反应,并出现分层现象,C项正确;制备乙酸乙酯常用浓硫酸作催化剂和吸水剂,D项错误。14.(河北邯郸高一期末)分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是()A.分枝酸的分子式为C10H8O6B.分子中含有羟基、羧基、碳碳双键等官能团C.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同答案BC解析由分枝酸的结构简式可知,其分子式为C10H10O6,A错误;分枝酸分子中含有羟基、羧基、碳碳双键等官能团,B正确;含有羧基、羟基,可与乙醇、乙酸发生酯化反应,C正确;含有碳碳双键,与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使溶液褪色,碳碳双键和羟基都能被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,原理不同,D错误。15.(山东邹城二中高一检测)某有机化合物的结构简式如图,下列说法正确的是()A.分子式为C12H18O5B.分子中含有两种含氧官能团C.只能发生加成反应和取代反应D.能使溴的四氯化碳溶液褪色答案BD解析由有机化合物的结构简式可知,其分子式为C12H20O5,A错误;分子中含两种含氧官能团,分别为—COOH和—OH,B正确;含有碳碳双键和—OH,可发生加成反应、取代反应、氧化反应等,C错误;含碳碳双键,可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使溶液褪色,D正确。三、非选择题(本题包括5小题,共60分)16.(10分)(江苏南通高一期中)(1)有机化合物的官能团和空间结构与有机化合物的性质密切相关。①下列物质中所有原子在同一平面上的是(填字母)。

A.乙烷B.乙烯C.四氯化碳②下列物质中与乙烯互为同系物的是(填字母)。

A.环己烷B.CH2CHCHCH2C.CH3CHCH2③下列物质与乙醇互为同分异构体的是(填字母)。

A.CH3CH2CH2OHB.CH3OCH3C.CH3CHO④下列几组物质可以用分液漏斗进行分离的是(填字母)。

A.苯和水B.乙酸和水C.乙醇和水(2)用石油裂化和裂解过程中得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下:根据以上材料和所学的化学知识回答下列问题:①分子B中所含官能团的名称为。

②由CH2CH2制得有机化合物A的化学方程式为,反应类型是。

③久置的丙烯酸乙酯自身会发生聚合反应,写出生成的聚合物的结构简式。

答案(1)①B②C③B④A(2)①碳碳双键、羧基②CH2CH2+H2OCH3CH2OH加成反应③解析(1)②与乙烯互为同系物的有机化合物只含1个碳碳双键,在分子组成上相差1个或若干个CH2原子团,只有C符合题意。③与乙醇互为同分异构体的有机化合物的分子式为C2H6O,与乙醇的分子结构不同,应为CH3OCH3。④互不相溶的两种液体的混合物可采用分液漏斗进行分离,乙醇与水、乙酸与水均互溶,不分层,不能用分液漏斗进行分离。(2)CH2CH2和H2O在催化剂、加热条件下发生加成反应生成A,则A为CH3CH2OH。CH2CHCH3与O2在催化剂条件下发生氧化反应生成B,A与B反应生成CH2CHCOOCH2CH3,逆推可知B为CH2CHCOOH。17.(13分)已知乳酸的结构简式为。试回答下列问题:(1)乳酸分子中含有和两种官能团(填官能团名称),试写出一种与乳酸含有相同官能团的同分异构体的结构简式:。

(2)写出乳酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:。

(3)写出乳酸与足量的金属钠反应的化学方程式:。

(4)写出乳酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式:,属于反应(填反应类型)。

(5)两个乳酸分子间发生酯化反应生成的环酯(C6H8O4)的结构简式为。

答案(1)羟基羧基CH2(OH)—CH2—COOH(2)+NaOH+H2O(3)+2Na+H2↑(4)CH3CH(OH)COOH+CH3CH2OHCH3CH(OH)COOCH2CH3+H2O取代(5)解析乳酸分子中含有羟基和羧基两种官能团,因此乳酸既具有醇的性质,又具有羧酸的性质。18.(15分)某同学设计实验探究工业制乙烯的原理和乙烯的主要化学性质,实验装置如图所示(已知烃类都不与碱反应)。请回答下列问题:(1)工业制乙烯的实验原理是烷烃(液态)在催化剂和加热条件下发生反应生成不饱和烃。例如,石油分馏产物之一的十六烷发生反应:C16H34C8H18+甲,甲4乙,则甲的分子式为,乙的结构简式为。

(2)B装置中的实验现象可能是,写出B装置中乙反应的化学方程式:,其反应类型是。

(3)C装置中可观察到的现象是,反应类型是。

(4)查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳。根据本实验中装置(填字母)中的实验现象可判断该资料是否真实。为了验证溴与乙烯反应是加成反应而不是取代反应,可以测定装置B中溶液在反应前后的酸碱性,简述其理由:。

(5)通过上述实验探究,检验甲烷和乙烯的方法是(填字母,下同);除去甲烷中乙烯的方法是。

A.气体通入水中B.气体通过盛溴水的洗气瓶C.气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶D.气体通过氢氧化钠溶液答案(1)C8H16CH2CH2(2)溶液橙色(或橙黄色)褪去CH2CH2+Br2加成反应(3)溶液紫色(或紫红色)褪去氧化反应(4)D若乙烯与溴发生取代反应会生成HBr,其溶液酸性会显著增强(5)BCB解析(1)根据质量守恒定律可知,甲为C8H16,乙为C2H4。(2)溴水中Br2与乙烯发生加成反应生成1,2-二溴乙烷(难溶于水,密度比水大),溴水褪色。(3)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,二者发生氧化反应。(4)乙烯等烃都不与氢氧化钙反应,如果产生二氧化碳,D装置中澄清石灰水变浑浊。若乙烯与Br2发生加成反应,则产物中无HBr,溶液酸性变化不明显。若乙烯与溴单质发生取代反应,则生成HBr,通过测定溶液的酸碱性变化,判断乙烯与溴单质发生反应的类型。(5)可用排水法收集乙烯,说明乙烯难溶于水;检验甲烷和乙烯的实验要求有明显不同的实验现象;除去甲烷中的乙烯,不能产生新的气体杂质。19.(10分)某实验小组用下列装置进行乙醇的实验,试回答下列问题:(1)A中发生反应的化学方程式为。

(2)实验过程中M处铜丝网有红色和黑色交替出现的现象,请用化学方程式解释原因。现象①:红色变黑色:,

现象②:黑色变红色:,其反应类型为。

(3)由于反应速率不易控制,在F装置中有可能产生倒吸,所以F装置可改用装置(填字母)。

(4)实验室可对E部分采取合理的操作方法以