有機(jī)物燃燒規(guī)律和聚合反應(yīng)

1、專題十五 有機(jī)物燃燒規(guī)律及聚合反應(yīng)應(yīng)用【專題目標(biāo)】1、 掌握常見(jiàn)有機(jī)物燃燒規(guī)律；2、 掌握聚合反應(yīng)類型，推斷聚合反應(yīng)產(chǎn)物及有機(jī)高分子單體?！窘?jīng)典題型】一、有機(jī)物燃燒規(guī)律：有機(jī)物燃燒的規(guī)律是中學(xué)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)中的常見(jiàn)題型,也是高考化學(xué)中的熱點(diǎn)內(nèi)容,許多學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)往往容易產(chǎn)生混淆,現(xiàn)將其歸納總結(jié)如下：有機(jī)物完全燃燒的通式：烴： CxHy(x+y/4)O2xCO2+(y/2)H2O烴的衍生物： CxHyOz(x y/4 z/2)O2xCO2(y/2)H2O題型一：有機(jī)物的質(zhì)量一定時(shí)：1、烴類物質(zhì)(CxHy)完全燃燒的耗氧量與成正比。2、有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成的CO2或H2O的物質(zhì)的量一定，則有機(jī)物

2、中含碳或氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定；若混合物總質(zhì)量一定，不論按何種比例混合，完全燃燒后生成的CO2或H2O的物質(zhì)的量保持不變，則混合物中各組分含碳或氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。3、燃燒時(shí)耗氧量相同，則兩者的關(guān)系為：同分異構(gòu)體 或 最簡(jiǎn)式相同。 例1 下列各組有機(jī)物完全燃燒時(shí)耗氧量不相同的是A、50g乙醇和50g甲醚 B、100g乙炔和100g苯C、200g甲醛和200g乙酸 D、100g甲烷和100g乙烷解析：A中的乙醇和甲醚互為同分異構(gòu)體，B、C中兩組物質(zhì)的最簡(jiǎn)式相同，所以答案為D。 例2 下列各組混合物中，不論二者以什么比例混合，只要總質(zhì)量一定，完全燃燒時(shí)生成CO2的質(zhì)量也一定的是A、甲烷、辛醛 B、乙炔、苯

3、乙烯C、甲醛、甲酸甲酯 D、苯、甲苯解析：混合物總質(zhì)量一定，不論按什么比例混合，完全燃燒后生成CO2的質(zhì)量保持不變，要求混合物中各組分含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。B、C中的兩組物質(zhì)的最簡(jiǎn)式相同，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，A中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同，所以答案為D。例3 分別取等質(zhì)量的甲烷和A（某飽和一元醇）、B(某飽和一元醛)、C(某稠環(huán)芳香烴含氧衍生物),若它們完全燃燒,分別生成了物質(zhì)的量相同的CO2 .則:A的分子式為_(kāi);B的分子式為_(kāi)，C的分子式為_(kāi)(C的分子式有多種可能,只寫分子量最小的一種)。寫出符合上述要求時(shí)，CH4和A、B、C的分子組成必須滿足的條件是_（以n表示碳原子數(shù)，m表示氧原子數(shù)，只寫通式）。

4、解析：A、B、C中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與甲烷中相同,中A、B的分子式只要結(jié)合醇、醛的通式就可以求出答案。稠環(huán)芳香烴中最簡(jiǎn)單的是萘，通過(guò)增加氧原子維持含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變可推出C .的通式推導(dǎo)抓住每少16個(gè)氫原子增加一個(gè)氧原子即可。答案：(1)A、C9H20O B、C8H16O C、C10H8O2(2)CnH4n-16mOm題型二：有機(jī)物的物質(zhì)的量一定時(shí)：1、比較判斷耗氧量的方法步聚：若屬于烴類物質(zhì)，根據(jù)分子中碳、氫原子個(gè)數(shù)越多，耗氧量越多直接比較；若碳、氫原子數(shù)都不同且一多一少，則可以按1個(gè)碳原子與4個(gè)氫原子的耗氧量相當(dāng)轉(zhuǎn)換成碳或氫原子個(gè)數(shù)相同后再進(jìn)行比較即可。若屬于烴的含氧衍生物，先將分子中的氧原子

5、結(jié)合氫或碳改寫成H2O或CO2的形式，即將含氧衍生物改寫為CxHy·(H2O)n或CxHy·(CO2)m或CxHy·(H2O)n·(CO2)m形式,再按比較CxHy的耗氧量。2、有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成的CO2或H2O的物質(zhì)的量一定，則有機(jī)物中碳原子或氫原子的個(gè)數(shù)一定；若混合物總物質(zhì)的量一定，不論按何種比例混合，完全燃燒后生成的CO2或H2O的量保持不變，則混合物中各組分中碳或氫原子的個(gè)數(shù)相同。例4 相同物質(zhì)的量的下列有機(jī)物，充分燃燒，消耗氧氣量相同的是A、C3H4和C2H6 B、C3H6和C3H8OC、C3H6O2和C3H8O D、C3H8O和C4H6O2

6、解析：A中C3H4的耗氧量相當(dāng)于C2H8,B、C、D中的C3H8O可改寫為C3H6·(H2O),C中的C3H6O2可改為C3H2·(H2O)2,D中的C4H6O2可改為C3H6·(CO2),顯然答案為B、D。例5 1molCxHy(烴)完全燃燒需要5molO2，則X與Y之和可能是A、X+Y=5 B、X+Y=7 C、X+Y=11 D、X+Y=9解析：根據(jù)烴燃燒通式可知，1molCxHy的耗氧量為 ，討論易知，當(dāng)x=3,y=8時(shí)合理，答案為C。例6 有機(jī)物A、B只可能烴或烴的含氧衍生物,等物質(zhì)的量的A和B完全燃燒時(shí),消耗氧氣的量相等,則A和B的分子量相差不可能為(n為

7、正整數(shù)) ( )A、8n B、14n C、18n D、44n解析: A中的一個(gè)碳原子被B中的四個(gè)氫原子代替,A和B的分子量相差8的倍數(shù),即答案A. 如果A和B的分子組成相差若干個(gè)H2O或CO2 ,耗氧量也不變，即分別對(duì)應(yīng)答案C和D。 題型三：一定量的有機(jī)物完全燃燒,生成的CO2和消耗的O2的物質(zhì)的量之比一定時(shí)：1、生成的CO2的物質(zhì)的量小于消耗的O2的物質(zhì)的量的情況例7 某有機(jī)物的蒸氣完全燃燒時(shí)，需要三倍于其體積的O2，產(chǎn)生二倍于其體積的CO2，則該有機(jī)物可能是(體積在同溫同壓下測(cè)定)A、C2H4 B、C2H5OH C、CH3CHO D、CH3COOH解析：產(chǎn)生的CO2與耗氧量的體積比為2：3

8、，設(shè)該有機(jī)物為1mol,則含2mol的C原子，完全燃燒時(shí)只能消耗2mol的氧氣，剩余的1mol氧氣必須由氫原子消耗，所以氫原子為4mol,即該有機(jī)物可以是A，從耗氧量相當(dāng)?shù)脑瓌t可知B也正確。答案為A、B。2、生成的CO2的物質(zhì)的量等于消耗的O2的物質(zhì)的量的情況符合通式Cn·(H2O)m3、生成的CO2的物質(zhì)的量小于消耗的O2的物質(zhì)的量的情況若CO2和O2體積比為43 ,其通式為(C2O)n ·(H2O)m。若CO2和O2體積比為21 ，其通式為(CO)n ·(H2O)m。題型四：有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量之比一定時(shí)：有機(jī)物完全燃燒時(shí),若生成的C

9、O2和H2O的物質(zhì)的量之比為a:b,則該有機(jī)物中碳、氫原子的個(gè)數(shù)比為a:2b，該有機(jī)物是否存在氧原子，有幾個(gè)氧原子，還要結(jié)合燃燒時(shí)的耗氧量或該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量等其他條件才能確定。例8 某有機(jī)物在氧氣中充分燃燒，生成的水蒸氣和二氧化碳的物質(zhì)的量之比為1:1，由此可以得出的結(jié)論是A、該有機(jī)物分子中C:H:O原子個(gè)數(shù)比為1:2:1B、分子中C:H原子個(gè)數(shù)比為1:2C、有機(jī)物必定含OD、無(wú)法判斷有機(jī)物是否含O答案：B、D題型五：有機(jī)物完全燃燒前后氣體體積的變化:1、氣態(tài)烴(CxHy)在100及其以上溫度完全燃燒時(shí)氣體體積變化規(guī)律與氫原子個(gè)數(shù)有關(guān)若y=4,燃燒前后體積不變,V=0若y>4,燃燒前后體

10、積增大,V>0若y<4,燃燒前后體積減少,V<02、氣態(tài)烴(CxHy)完全燃燒后恢復(fù)到常溫常壓時(shí)氣體體積的變化直接用烴類物質(zhì)燃燒的通式通過(guò)差量法確定即可。例9 120時(shí),1體積某烴和4體積O2混和,完全燃燒后恢復(fù)到原來(lái)的溫度，壓強(qiáng)體積不變，該烴分子式中所含的碳原子數(shù)不可能是(A)1 (B)2 (C)3 (D)4解析：要使反應(yīng)前后壓強(qiáng)體積不變，只要?dú)湓觽€(gè)數(shù)可以等于4并保證能使1體積該烴能在4體積氧氣里完全燃燒即可。答案：D例10 兩種氣態(tài)烴以任意比例混合,在105時(shí)1 L該混合烴與9 L氧氣混合,充分燃燒后恢復(fù)到原狀態(tài),所得氣體體積仍是10 L.下列各組混合烴中不符合此條件的

11、是(A)CH4 C2H4 (B)CH4 C3H6 (C)C2H4 C3H4 (D)C2H2 C3H6答案：B、D3、液態(tài)有機(jī)物(大多數(shù)烴的衍生物及碳原子數(shù)大于4的烴)的燃燒,如果燃燒后水為液態(tài),則燃燒前后氣體體積的變化為：氫原子的耗氧量減去有機(jī)物本身提供的氧原子數(shù)的 。 例11 取3.40只含羥基、不含其他官能團(tuán)的液態(tài)飽和多元醇,置于5.00L的氧氣中,經(jīng)點(diǎn)燃,醇完全燃燒.反應(yīng)后氣體體積減少0.560L ,將氣體經(jīng)CaO吸收,體積又減少2.8L(所有體積均在標(biāo)況下測(cè)定)。則：3.4醇中C、H、O的物質(zhì)的量分別為:C_； H_； O_；該醇中C、H、O的原子個(gè)數(shù)之比為_(kāi)。解析：設(shè)3.40醇中含H

12、、O原子的物質(zhì)的量分別為x和y 則:x+16y=3.40-2.80L/22.4L·mol-1×12·mol-1 方程x/4 y/2 =0.560L/22.4L·mol-1 方程、聯(lián)解可得:x=0.300mol y=0.100mol 進(jìn)而求得原子個(gè)數(shù)比。答案：C. 0.125 mol、H. 0.300 mol、O.0.100 mol；該醇中C、H、O的原子個(gè)數(shù)之比為 5124二、聚合反應(yīng)：1、聚合反應(yīng)類型：（1） 加成聚合（聚合）反應(yīng):不飽和的單體聚合成高分子的反應(yīng)。（2）縮合聚合（縮聚）反應(yīng):單體間相互反應(yīng)而生成高分子，同時(shí)還生成小分子（如水、氨、氯化氫

13、等）的反應(yīng)（又叫逐步聚合反應(yīng)）。2、有機(jī)高分子單體的推斷：由于單體經(jīng)過(guò)某些化學(xué)反應(yīng)（如加聚、縮聚、開(kāi)環(huán)等）生成高聚物，所以在高分子鏈中，單體轉(zhuǎn)變?yōu)樵诨瘜W(xué)組成上能夠重復(fù)的最小單位，即鏈節(jié)。判斷高聚物的單體，就是根據(jù)高分子鏈，結(jié)合單體間可能發(fā)生的反應(yīng)機(jī)理，找出高分子鏈中的鏈節(jié)，然后將其完形便得其單體。結(jié)合中學(xué)課本，歸納出以下幾條判斷規(guī)津：題型一、由加聚反應(yīng)生成高聚物的單體的判斷：兩種（或兩種以上）單體可以同時(shí)進(jìn)行聚合，生成含有這兩種（或兩種以上）結(jié)構(gòu)單位的大分子。烯類及其衍生物常起共聚反應(yīng)生成高分子化合物。1凡鏈節(jié)的主碳鏈為兩個(gè)碳原子，其單體必為一種。將鏈節(jié)的兩個(gè)半鍵閉全即為單體。2凡鏈節(jié)中主碳鏈

14、為4個(gè)碳原子，無(wú)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，其單體必為兩種，從主鏈中間斷開(kāi)后，再分別將兩個(gè)半鍵閉合即得單體。3凡鏈節(jié)中主碳鏈為4個(gè)碳原子，含有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，單體為一種，屬二烯烴：4凡鏈節(jié)中主碳鏈為6個(gè)碳原子，含有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，單體為兩種（即單烯烴和二烯烴）5凡鏈節(jié)中主碳鏈為8個(gè)碳原子，含有一個(gè)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)時(shí)，其單體可為一種二烯烴，兩種單烯烴。含有二個(gè)碳碳雙鍵時(shí)，其單體可為二烯烴等。例12 93年全國(guó)高考題33題（湖北省用）：工程塑料ABS樹脂（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下） 合成時(shí)用了三種單體，式中C6H5是苯基，這三種單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別是：CH2=CHCN，_，_。 答案：工程塑料ABS的單體為：題型二、由縮聚反應(yīng)生成高

15、聚物的單體的判斷：許多小分子相互作用，生成高分子化合物，同時(shí)釋出水、醇、氨、氯化氫等物質(zhì)。起縮聚反應(yīng)的化合物必須含有兩種或兩種以上的官能團(tuán)，它們可以是兩種相同的分子，也可以是兩種不同的分子。從酯基中間斷開(kāi)，在羰基上加羥基，在氧原子上加氫原子得到羧酸和醇。 如88年高考題：已知滌綸樹脂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為簡(jiǎn)式。HOCH2CH2OH）亞氨基上加氫原子、羰基上加羥基，所得氨基酸為單體。在羰基上加羥基，得到二胺和二酸即為單體。和HOOC(CH2)mCOOH。9凡鏈節(jié)中主碳鏈含有苯環(huán)并連接CH2基團(tuán)的，其CH2基團(tuán)必來(lái)自甲醛，單體有兩種即酚和甲醛。題型三、開(kāi)環(huán)聚合物的單體的判斷：環(huán)狀單體在一定條件下可以開(kāi)環(huán)形成

16、聚合物。聚合時(shí)常加成一個(gè)小分子形成端基。 10開(kāi)環(huán)形成的聚合物的組成與其單體相同（端基不計(jì)算在內(nèi)）。【隨堂作業(yè)】 一、選擇題1、兩種氣態(tài)烴以任意比例混合，在105時(shí)，1L該混合烴與9LO2混合，充分燃燒后恢復(fù)到原狀態(tài)，所得氣體體積仍是10L。下列各組混合烴不符合此條件的是：（ ） A、CH4，C2H4 B、CH4，C3H6 C、C2H4，C3H4 D、C2H2，C3H6 2、某烴完全燃燒后，生成二氧化碳和水的物質(zhì)的量之比為n:(n-1)，此烴可能是 A、烷烴 B、單烯烴 C、炔烴 D、苯的同系物3、在下列烴中，等質(zhì)量完全燃燒耗O2量最大的是（ ）；等物質(zhì)的量完全燃燒耗O2量最大的是（ ）A、C

17、3H8 B、C4H6 C、C2H2 D、C2H64、維通橡膠是一種耐腐蝕、耐油、耐高溫、耐寒性能都特別好的氟橡膠。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式見(jiàn)右圖：合成它的單體為A 氟乙烯和全氟異丙烯 B 1,1二氟乙烯和全氟丙烯C 1三氟甲基1,3丁二烯 D 全氟異戊二烯5、有機(jī)物CH2CHCH2CH（OH）COOH在不同條件下可能發(fā)生有機(jī)反應(yīng)類型有：加成；取代；消去；氧化；酯化；加聚；縮聚。其中因分子結(jié)構(gòu)中含OH而可能發(fā)生的反應(yīng)有（ ）A、 B、 C、 D、全部6、L-多巴是一種有機(jī)物，它可用于帕金森綜合癥的治療，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下：這種藥物的研制是基于獲得2000年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)和獲得2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的研究成

18、果。下列關(guān)于L 多巴酸堿性的敘述正確的是（ ）。A.既沒(méi)有酸性，又沒(méi)有堿性 B.既具有酸性，又具有堿性 C.只有酸性，沒(méi)有堿性 D.只有堿性，沒(méi)有酸性二、填空題：1、某有機(jī)物6.2g完全燃燒后生成8.8g二氧化碳和0.3mol水，該有機(jī)物對(duì)氫氣的相對(duì)密度為31。試求該有機(jī)物的分子式 。2、有機(jī)化合物A、B分子式不同，它們只可能含C、H、O元素中的兩種或三種。如果將A、B不論以何種比混合，只要混合物的物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒時(shí)所耗O2和生成的水的物質(zhì)的量也不變。那么，A、B必須滿足的條件是_。若A是甲烷，則符合上述條件的化合物B中，分子量最小的是_，并寫出分子量最小的含有甲基的B的兩種同分異構(gòu)

19、體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_、_。3、A、B是兩種式量不相等的有機(jī)化合物，無(wú)論A、B以何種比例混合，只要混合物的總質(zhì)量不變，完全燃燒后，產(chǎn)生的水的質(zhì)量也不變。試寫出兩組符合上述規(guī)律的有機(jī)化合物的化學(xué)式_、_，并回答A、B應(yīng)滿足的條件_。4、化合物A是天然蛋白質(zhì)的最終水解產(chǎn)物，化合物B是一種含有醛基的硝酸酯，A、B兩物質(zhì)的分子式都可用CaHbOcNd（且a+c=b，a-c=d）表示。試回答：（1）A、B兩物質(zhì)的分子式是 。（2）光譜測(cè)定顯示A的分子結(jié)構(gòu)中不存在甲基（-CH3），則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ；光譜測(cè)定顯示為B的烴基部分不存在支鏈，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。5、自20世紀(jì)90年代以來(lái)，芳炔類大環(huán)化合物的研究發(fā)展十

20、分迅速，具有不同分子結(jié)構(gòu)和幾何形狀的這一類物質(zhì)在高科技領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景。合成芳炔類大環(huán)的一種方法是以苯乙炔（CHC構(gòu)為：）為基本原料，經(jīng)過(guò)反應(yīng)得到一系列的芳炔類大環(huán)化合物，其結(jié)（1）上述系列中第1種物質(zhì)的分子式為 。（2）已知上述系列第1至第4種物質(zhì)的分子直徑在1100nm之間，分別將它們?nèi)芙庥谟袡C(jī)溶刑中，形成的分散系為 。（3）以苯乙炔為基本原料，經(jīng)過(guò)一定反應(yīng)而得到最終產(chǎn)物。假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中原料無(wú)損失，理論上消耗苯乙炔與所得芳炔類大環(huán)化合物的質(zhì)量比為 。（4）在實(shí)驗(yàn)中，制備上述系列化合物的原料苯乙炔可用苯乙烯（CH2CH）為起始物質(zhì)，通過(guò)加成、消去反應(yīng)制得。寫出由苯乙烯制取苯乙炔的化

21、學(xué)方程式（所需的無(wú)機(jī)試劑自選）6、為擴(kuò)大現(xiàn)有資源的使用效率，在一些油品中加入降凝劑J，以降低其凝固點(diǎn)，擴(kuò)大燃料油品的使用范圍。J是一種高分子聚合物，它的合成路線可以設(shè)計(jì)如下，其中A的氧化產(chǎn)物不發(fā)生銀鏡反應(yīng)：試寫出：（l）反應(yīng)類型；a 、b 、P（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；F 、H（3）化學(xué)方程式：DEEKJ 7、請(qǐng)寫出六種有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。這些化合物燃燒產(chǎn)生的CO2和H2O（氣）的體積比符合如下比值（各寫三種）：VCO2/VH2O（g）=2的有：_、_、_。 VCO2/VH2O（g）=0.5的有：_、_、_。 8、化合物C和E都是醫(yī)用功能高分子材料，且有相同的元素百分組成，均可由化合物A（C4H8O3）制得，如下圖所示，B和D互為同分異構(gòu)體。試寫出：化學(xué)方程式AD ， BC ，反應(yīng)類型AB ，BC AE ，A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的同分異構(gòu)體（同類別且有支鏈）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： 及 9、為某種需要，一些只含C、H、O的有機(jī)物，其分子式可用通式（CxHy）m(H2O)n(m，n，x，y均為正整數(shù)）表示?，F(xiàn)有一類只含C、H、O的有機(jī)物，它們完全燃燒時(shí)消耗的O2和生