烃的燃烧规律总结烃的燃烧就是很简单的,但它的计算现象丰富多彩,从而成为考查学生综合应用能力的一个不可多得的知识点。
一、烃的燃烧化学方程式不论就是烷烃、烯烃、炔烃还就是苯及苯的同系物,它们组成均可用C x H y 来表示,这样当它在氧气或空气中完全燃烧时,其方程式可表示如下:二、烃燃烧时物质的量的变化烃完全燃烧前后,各物质的总物质的量变化值与上述燃烧方程式中的化学计量数变化值一致,即。
也就就是说,燃烧前后物质的量变化值仅与烃分子中的氢原子数有关,而与碳原子数无关。
且:当y>4时,,即物质的量增加;当y= 4时,,即物质的量不变;当y<4时,,即物质的量减少。
三、气态烃燃烧的体积变化要考虑燃烧时的体积变化,必须确定烃以及所生成的水的聚集状态。
因此,当气态烃在通常压强下燃烧时,就有了两种不同温度状况下的体积变化:1、在时,。
说明,任何烃在以下燃烧时,其体积都就是减小的;2、在时,。
当y>4时,,即体积增大;当y=4时,,即体积不变;当y<4时,,即体积减小。
四、烃燃烧时耗氧量(nO2)、生成二氧化碳量(nCO2)、生成水量(nH2O)的比较在比较各类烃燃烧时消耗或生成的量时,常采用两种量的单位来分别进行比较:1、物质的量相同的烃C x H y,燃烧时也就就是说:(1)相同条件下等物质的量的烃完全燃烧时,(x+y/4)值越大,消耗O2越多;x值越大,生成的CO2越多;y值越大,生成的水越多。
(2)1mol有机物每增加一个CH2,消耗O2量增加为:(1+2/4)=1、5mol2、质量相同的烃C x H y转换成yCHx,燃烧时也就就是说:(1)质量相同的含氢质量分数(y/x)大的烃,燃烧时耗氧量大,生成水量大,生成二氧化碳量小。
(2)最简式相同的烃,不论以何种比例混合,只要混合物的总质量一定,完全燃烧后的耗氧量、生成二氧化碳量、生成水的量也一定。
五、混合烃燃烧时的加与性尽管烃的混合物燃烧时,具有单一烃各自的燃烧特征,但它们具有加与性。
因此,可以将瞧作为混合烃的“平均分子式”。
这样就找到了将“混合烃”转换成“单一烃”的支点,从而根据“一大一小法”或“十字交叉法”就很容易求解出混合物中具有哪些组份以及这些组份的物质的量分数。
六、典型例题解析1、时,2 L常见烃A的蒸气能在b L氧气中完全燃烧,反应后体积增至(b+4) L(体积在同前的条件下测定)。
(1)烃A在组成上应满足的条件就是______________;(2)当b=15时,该烃可能的化学式______________;(3)当A在常压常温下为气态,b的取值范围就是______________。
解析:这就是一道单一气态烃在大于以上燃烧的体积变化计算题,由于体积增加值,故得y=8因此,烃A在组成上应满足的条件就是:该烃分子中氢原子数为8,且在总耗氧量不超过15L的情况下,其可能的化学式为。
但在常温常压下只有、答案:(1)该烃分子中氢原子数为8;(2);(3)2、现有A、B两份混合气体,A就是烯烃R与足量O的混合气体,B就是烯烃2的混合气体。
在下,取A、B各2、24 L,分别R、炔烃Q与足量O2燃烧,A充分燃烧后气体总体积仍为2、24L,B充分燃烧后气体总体积为2、34 L(燃烧后的产物均为气态,其体积已换算成为标准状况)。
通过计算,写出:(1)R、Q的化学式;(2)求2、24LB中烯烃R所允许的最大体积就是多少L？解析:由于A充分燃烧后气体的体积不变,故A中的烯烃R一定为含有4个氢原子的;又由于B充分燃烧,气体的体积增加,故B中的烷烃分子中的氢原子数一定大于4,而在标准状况下惟有符合,又x L 3 xL且得x=0、235L答案:(1)。
3.由两种气态烷烃组成的混合物,标准状况下的密度为1、16 g/L,则关于混合物的组成判断正确的就是( )A.一定有甲烷B.一定有乙烷C.可能就是丙烷与丁烷的混合物D.可能就是乙烷与丙烷的混合物解析:该混合物的平均摩尔质量为1、16 g/L×22、4 L/mol≈26 g/mol,在烷烃中相对分子质量小于26的只有甲烷,常温下为气态的烷烃还有乙烷、丙烷、丁烷,相对分子质量大于26的气态烷烃与甲烷按一定比例混合后均可以符合题意。
答案:A4.等质量的下列有机物完全燃烧,消耗O2最多的就是( )A.CH4B.CH3CH3C.C3H8D.C5H12解析:甲烷中含氢量最高,等质量时完全燃烧消耗的氧气最多。
答案:A5.两种气态烃以一定比例混合,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,所得气体的体积为11 L,下列各组混合烃中不符合此条件的就是( )A.C3H6、C4H10B.CH4、C3H8C.C2H4、C4H10D.C3H8、C4H8解析:因反应体系的温度为105℃,故生成的H2O为气态,设该混合烃的平均分子式为C x H y,则C x H y＋(x＋y4)O2――→点燃x CO2＋y2H2O ΔV1 x＋y4xy2y4－11 L 11 L－(9＋1)L则y4－1＝1,y＝8即该混合烃的平均分子式为C x H8,则组成该混合烃的两种烃中,一种分子中含氢原子数大于8,另一种小于8或都等于8,B选项中CH4、C3H8的混合物平均分子式中氢原子数小于8,不符合题中条件。
答案:B6.将在120℃、1、01×105Pa的条件下由烃A与最简单的烯烃B组成的2 L 混合气体与足量的氧气混合并点燃使A、B完全燃烧。
恢复到原来的温度与压强时测得生成4 L二氧化碳与4、8 L水。
A的结构简式就是______,B的结构简式就是______,B在A、B混合气体中所占的体积分数就是______。
解析:最简单的烯烃为乙烯,故B为CH2==CH2。
在同温、同压下,混合烃与生成的二氧化碳、气态水的体积比就是2∶4∶4、8,则混合物的平均化学式就是C2H 4、8,则A分子中含H原子数＞4、8,必定就是CH3CH3。
设CH2==CH2与CH3CH3的体积比就是a∶b,则(4a＋6b)/(2a＋2b)＝4、8∶2,a∶b＝3∶2,所以CH2==CH2在混合气体中所占的体积分数就是33＋2×100%＝60%。
答案:CH3CH3CH2==CH260%7.a mL 三种气态烃的混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后,恢复到原来的状态(常温、常压),体积共缩小2a mL。
则三种烃可能就是( )A.CH4、C2H4、C3H6B.C2H6、C3H6、C4H6C.CH4、C2H6、C3H8D.C2H6、C2H2、CH4解析:设混合烃的平均组成为C x H y,根据烃的燃烧通式C x H y＋(x＋y4)O2――→点燃x CO2＋y2H2O ΔV1 x＋y4x 1＋y4a 2a则:1＋y4＝2,y＝4,符合H原子数平均为4的烃即可。
D项,当C2H6与C2H2的物质的量之比为1∶1时,混合物分子平均氢原子数为4个,此时符合题意。
答案:D8.1 mol C x H y(烃)完全燃烧需要5 mol O2,则x与y之与可能就是( )A.x＋y＝5B.x＋y＝7C.x＋y＝11D.x＋y＝9解析:烃的燃烧通式为C x H y＋(x＋y4)O2――→点燃x CO2＋y2H2O,x＋y4＝5,分别代入各项中,因x、y为正整数,所以C项合理,得x＝3,y＝8。
答案:C9.在一密闭容器中充入一种气态烃与足量的氧气,用电火花点燃,完全燃烧后,容器内气体体积保持不变,若气体体积均在120℃与相同的压强下测定,这种气态烃就是( )A.CH4B.C2H6C.C2H2D.C3H6解析:120℃时水就是气体,故由烃的燃烧通式:C x H y＋(x＋y4)O2――→点燃x CO2＋y2H2O1 x＋y4xy2由题意知1＋x＋y4＝x＋y2,可知y＝4,故正确选项为A。
10、120 ℃时,将1体积某气态烃与7体积氧气混合完全燃烧后恢复到原来的温度与压强时气体体积变为原来的98,则该烃分子式不可能为( )A.C3H8B.C4H8C.C5H8D.C7H8解析:由烃的燃烧通式C x H y＋(x＋y4)O2――→点燃x CO2＋y2H2O1 x＋y4xy2则x＋y2≤8×98＝9,D项不符合题意。