有關(guān)烴燃燒的規(guī)律(202354)

1、有關(guān)烴燃燒的規(guī)律巧解含烴的混合氣體計(jì)算題、甲烷、乙烯、乙炔的燃燒比照：1.燃燒時(shí)的火焰亮度、煙量比照甲烷乙烯乙炔含碳量75%85. 7%92. 3%明亮度不明亮較明亮最明亮煙量無煙稍有黑煙有濃煙由烷、烯、炔的通式，知其 WC依次增大，故燃燒時(shí)分別產(chǎn)生無 黑煙、有黑煙、濃煙等現(xiàn)象， W C越大黑煙越多。此性質(zhì)也可用于典 型物質(zhì)的鑒別。2. 等物質(zhì)的量的三者完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是乙烯，但火焰溫度最高的卻是乙炔，氧炔焰的溫度可高達(dá)3000 C以上。二、烷烯炔各類烴含碳或氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律：1 .烷烴：CnH2n + 2n 1W C=12n/ 14n+2x 100% 隨n的增大，烷烴 W C逐漸

2、增大， 但永遠(yuǎn)小于85. 7%。甲烷是烷烴中 W H丨最高的。2 .烯烴或環(huán)烷烴:CnH2nn?2W C=12n/14n X 100%=85 . 7%即烯烴的 WC丨是固定不變的。3. 炔烴或二烯烴:CnH2n-2n?2W C=12n/ 14n 2X 100% 隨n的增大，炔烴 W C逐漸減小， 但總比烯烴的 W C高，即總大于85. 7%。乙炔是炔烴中含碳量最高的。三、烴的燃燒規(guī)律：烴的可燃性是烴的一個(gè)根本性質(zhì)，有關(guān)烴的燃燒計(jì)算和比擬是中學(xué)化 學(xué)中常見的習(xí)題，掌握烴的燃燒規(guī)律，對(duì)解決這類習(xí)題會(huì)起到事半功倍的 效果。烴類燃燒可用通式表示：CxHy + (x+y/4)O 2點(diǎn)燃xCO2 + y/

3、2 H2O1 .等物質(zhì)的量的不同烴燃燒時(shí)的耗氧規(guī)律：1耗O2量取決于(x+y/4) , (x+y/4)越大，消耗氧氣越多。2產(chǎn)生CO2的量取決于x, x越大，產(chǎn)生CO2的量越多。3產(chǎn)生H2O的量取決于y, y越大，產(chǎn)生H2O的量越多。例1:等物質(zhì)的量的 CH4、C2H4、C2H2，分別在足量氧氣中完全燃燒， 以下說法正確的選項(xiàng)是A. C2H2含碳量最高，燃燒生成的 CO2最多BC2H2 燃燒時(shí)火焰最明亮C. CH4含氫量最高，燃燒生成的水最多DCH4 、 C2 H 4燃燒生成的水質(zhì)量不同，消耗的氧氣不同。2. 等質(zhì)量的不同烴完全燃燒時(shí)的耗氧規(guī)律：ImolC 12g丨消耗1mol O2,而4mo

4、lH 4g也消耗1molO2,故質(zhì)量相等 的不同烴完全燃燒時(shí)，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) H%越大，消耗O2越多，產(chǎn)生的H2O越多；反之碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) C%越大，消耗O2越少，產(chǎn)生的CO2那么 越多?；蛘哒f等質(zhì)量的烴完全燃燒時(shí)，消耗氧氣的量取決于 CxH中y/x的 值，此值越大，耗氧量越多。例2:等質(zhì)量的以下四種烴完全燃燒， 消耗氧氣的量最多的是 A. CH4 B . C2H6 C . C3H6D. C6H63. 最簡式相同，質(zhì)量相等的兩種烴完全燃燒時(shí)消耗氧氣相等 : 最簡式相同的烴有：1烯烴和環(huán)烷烴；2含n個(gè)碳原子的炔烴與含 3n 個(gè)碳原子的苯的同系物； 3乙炔與苯、苯乙烯等。例 3 :以下各組烴的

5、混合物，只要總質(zhì)量一定，無論它們按什么比例混合，完全燃燒后生成二氧化碳和水都為恒量的是 A. C2H2C2H6B.C2H4C3H8C. C2H2C6H6D.C3H4C3H63.同溫同壓下烴完全燃燒前后氣體體積變化規(guī)律:(1) 假設(shè)所給條件下生成的水呈氣態(tài)。由通式得厶 V V 后一V 前=(x+y/2) 1+ x+y/4= y/4 1可知：a.燃燒前后體積變化只與 y有關(guān)。b .假設(shè)y=4 ,即氫原子個(gè)數(shù)為 4,那么燃燒前后氣體體積不變， 如CH4 C2H4和C3H4的燃燒；假設(shè)y 4,那么反響后氣體體積增加， 如C2H6和C4H8 等烴的燃燒；假設(shè) yv 4，那么反響后氣體體積減少，只有 C2

6、H2的燃燒。c.可以根據(jù)體積差建立與烴、氧氣、二氧化碳與水的量的計(jì)算關(guān) 系。2假設(shè)所給條件下生成的水呈液態(tài)。由通式得厶 V= V 后一V 前=xl +x+y/4=l+ y/4v0可知：a.無論y取何值，V后v V前，既反響后氣體體積減小。b.燃燒前后體積變化只與 y有關(guān)。c.可以根據(jù)體積差建立與烴、氧氣、二氧化碳與水的量的計(jì)算關(guān)系。例4: 120C, 1體積某烴和4體積氧氣混合，完全燃燒后恢復(fù)到原來的溫度和壓強(qiáng)，體積不變。該烴分子式中所含碳原子數(shù)不可能是 A. 1B. 2C. 3 D . 4巧解含烴的混合氣體計(jì)算題1 守恒法：此法在化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用很廣泛，用此法可求元素的相對(duì)原子 質(zhì)量、物質(zhì)的相

7、對(duì)分子質(zhì)量、分子式、混合物的組成以及進(jìn)行溶解度、 溶液濃度等方面的計(jì)算。例題：把mmol C2H4和nmol H 2混合于密閉容器中，在適當(dāng)?shù)臈l件下，反 應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)生成 pmol C2H6,假設(shè)將所得平衡混合氣體完全燃燒生成二 氧化碳和水，那么需要氧氣多少摩爾？解析： 假設(shè)按化學(xué)平衡問題先求出平衡時(shí)混合氣體各組分的物質(zhì)的量以及 它們分別燃燒各需要氧氣多少摩爾， 再求氧氣總物質(zhì)的量， 那么太繁瑣。 C2H4 和 H2 在整個(gè)加成反響過程中 C、H 原子個(gè)數(shù)都不變，因而平衡時(shí)混合氣體 燃燒的耗氧量等于反響前 C2H4 和 H 2燃燒的耗氧量。平衡時(shí)混合氣體燃燒的耗氧量等于 3m+n/2mol。練

8、習(xí)： 一定量的甲烷 CH4 燃燒后得到的產(chǎn)物是一氧化碳、 二氧化碳和水蒸氣，此混合氣的質(zhì)量為 49. 6g,當(dāng)其緩緩?fù)ㄟ^足量的無水氯化鈣時(shí)氣體質(zhì) 量減少25. 2g,那么混合氣體中一氧化碳的質(zhì)量是多少克？解析：設(shè)產(chǎn)物中一氧化碳的物質(zhì)的量為x,二氧化碳的物質(zhì)的量為 y。由碳原子守恒可得CH4的物質(zhì)的量為x+y，又由氫原子守恒可得生成水的物質(zhì) 的量為 2x+y ，那么：2 x+yx 18g/mol=25. 228g/mol x x +44g/mol x y=49 . 6 25. 2解的 x=04mol， y=03mol一氧化碳的質(zhì)量為 04molx 28g/mol=11 2g2 方程式疊加法：例題

9、：將x mol氧氣，y mol甲烷和z mol過氧化鈉放入密閉容器中，在150 C條件下用點(diǎn)火花引發(fā)， 恰好完全反響后， 容器內(nèi)壓強(qiáng)為 0，通過計(jì)算確立 x、 y 和 z 之間的關(guān)系式：解析： 根據(jù)反響后氣體壓強(qiáng)等于 0，所以可將以下反響方程式：2CH4+4O2t 2CO2+4H2O2CO2+ 2Na2O2 t 2Na2CO3+O22H2O+ 2Na2O2T 4 NaOH+O2 相加消去氣體，得：2CH4+O2+ 6Na2O2t8NaOH+2Na2CO3 所以 x： y： z=1： 2： 6練習(xí)：假設(shè)要使0. 5mol ch4完全和氯氣發(fā)生取代反響，并生成相同物質(zhì)的量的四種取代物，那么需要氯氣

10、的物質(zhì)的量為多少摩爾？4CH4+10Cl2tCH3Cl+ CH2Cl2+ CHCl3 +CCl 4+10HCl 那么需氯氣 125mol3十字交叉法：十字交叉法一般只適用于兩種成分組成的混合體系， 解題關(guān)鍵往往在于求平均值。其廣泛應(yīng)用于有關(guān)同位素、相對(duì)原子質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量、二組分混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、化學(xué)反響中的物質(zhì)的量、體積、電子 轉(zhuǎn)移數(shù)及反響熱等方面的計(jì)算。例題：CH4和C2H4混合氣體，其密度是同溫同壓下乙烷的2/3，求混合氣體中甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：相同狀況下氣體密度之比等于相對(duì)分子質(zhì)量之比：M=2/3 X M C2H6=20 ,由十字交叉法得：CH416 、8、/20 =2： 1C2H428

11、 4混合氣體中甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2X 16/2X 16+1 X 28X 100%=53. 3%練習(xí)：一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴， 它們分子里的碳原子數(shù)相同。 將1 . 0 體積這種混合氣體在氧氣中充分燃燒，生成 2 . 0體積的二氧化碳和 2. 4 體積的水蒸氣氣體體積均在相同狀況下測定。那么混合氣中烷烴和烯烴的 體積比為：解析：由題意可知該混合烴的平均分子式可表示為C2H4. 8,那么烷烴是乙烷，烯烴是乙烯，由平均氫原子數(shù)，利用十字交叉法可以快捷的求出二者 的體積比：C2H684.1. 2C2H44 4平均值法：此法是從求混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量的公式推廣而來的。 它巧用了平均含義，即 M1工

12、M2且均大于0時(shí)，存在M=一n2M 2 ，只要求出平均值，就可判斷出M1和M2的取n1 n2值范圍，該法省去復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算過程，從而迅速解出答案。例題：一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴組成的混合物共10g，混合氣體的密度是相同狀況下氫氣的 12. 5倍，該混合氣體通過溴水時(shí)。溴水的質(zhì)量增 加& 4g，那么該混合氣體是由什么組成的？解析：混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量是2X 12. 5=25。根據(jù)平均值法確定該烷烴是甲烷。平均相對(duì)分子質(zhì)量等于 25的烴有兩種情況：兩種氣態(tài)烴的 相對(duì)分子質(zhì)量都是 25,經(jīng)分析沒有這種氣態(tài)烴，兩氣態(tài)烴中有一種烴的相 對(duì)分子質(zhì)量小于 25,另一種的烴大于 25，而相對(duì)分子質(zhì)量小

13、于 25的烴只 有甲烷，所以兩種烴中其中一種必定是甲烷。再根據(jù)平均相對(duì)分子質(zhì)量求 另一種烴。設(shè)烯烴為：CnH2nm 烯烴=8. 4g, m CH4=10g 8. 4g=1. 6g。=25g/mol 解的n=2 ,即該烯烴是 C2H41.6g8.4g1.6g M (CnH 2n)1.6g mol 1練習(xí)：某溫度和壓強(qiáng)下，將 4g由三種炔烴分子中只含有一個(gè)碳碳三鍵 組成的混合氣體與足量的氫氣反響，充分加成后，生成4. 4g三種對(duì)應(yīng)的烷烴，那么所得烷烴中一定有： A.異丁烷B .乙烷 C .丙烷 D .丁烷解析：炔烴轉(zhuǎn)化成烷烴時(shí)，炔烴與氫氣的物質(zhì)的量之比為1 : 2,依據(jù)題意可知參加反響的氫氣的物質(zhì)

14、的量為0.2mol，那么炔烴的物質(zhì)的量為 0.1mol,炔烴的平均相對(duì)分子質(zhì)量為4/0 . 1=40。由平均值法，可知三種炔烴中必有相對(duì)分子質(zhì)量小于 40的炔烴，而相對(duì)分子質(zhì)量小于 40的炔烴只有乙炔， 由此可知加成后所得烷烴中必含乙烷。5.討論法：此法一般適用于與其他計(jì)算方法一起使用，這種解法的關(guān)鍵 是進(jìn)行全面的分析和判斷：例題：1升乙炔和氣態(tài)烯烴混合物與11升氧氣混合后點(diǎn)燃，充分反響后，氣體的體積為12升，求原1升混合氣體中各成分及物質(zhì)的量比反響前后均為 182 C、1. 01 X 10 Pa解析：設(shè)該混合烴的平均分子組成為CxHyCxHy + (x+y/4)0 2 點(diǎn)燃 xCO? + y

15、/2 H2O V1x+y/4xy/2y/4 1由厶V=0得y/4 仁0,那么y=4C2H2分子中氫原子個(gè)數(shù)為2,而混合烴的平均組成中氫原子個(gè)數(shù)為4,所以，烯烴中氫原子個(gè)數(shù)必大于4,又因?yàn)槭菤鈶B(tài)烯烴，碳原子個(gè)數(shù)必小于或等于4，所以烯烴只能是 C3H6或C4H8假設(shè)是C3H6C2H2224=1/1C3H6/、62假設(shè)是C4H8C2H222/C “4=2/1C4H8/、826.待定系數(shù)法：根據(jù)題意直接寫出方程式，并在反響物及生成物前待以 系數(shù)化學(xué)計(jì)量數(shù)，最后找出系數(shù)間的關(guān)系。例題：丁烷催化裂化時(shí)，碳鏈按兩種方式斷裂生成兩種烷烴和烯烴，假設(shè) 丁烷裂化率為 90%且裂化生成的兩種烯烴的質(zhì)量相等，求裂化后

16、得到的 相對(duì)分子質(zhì)量最小的氣體在混合氣體中所占的體積分?jǐn)?shù)。解析：丁烷催化裂化有如下方程式：C4H10 T CH4 + C3H6C4H10 T C2H6+ C2H4+ CC2H4將合并，系數(shù)待配：aC4Hio T bCH4 + bC3H6 + CC2H6因?yàn)?m(C3H6)= m(C2H4),所以 b: c=2 : 3令b=2，那么c=3, a=5，方程式為：5C4H10 t 2CH4 +2C3H6 +3C2H6 + 3C2H42所以甲烷所占的體積分?jǐn)?shù)為：2100% 20%2 2 3 3有關(guān)烴燃燒的規(guī)律巧解含烴的混合氣體計(jì)算題、甲烷、乙烯、乙炔的燃燒比照：1.燃燒時(shí)的火焰亮度、煙量比照甲烷乙烯乙

17、炔含碳量75%85. 7%92. 3%明亮度不明亮較明亮最明亮煙量無煙稍有黑煙有濃煙由烷、烯、炔的通式，知其 WC依次增大，故燃燒時(shí)分別產(chǎn)生無 黑煙、有黑煙、濃煙等現(xiàn)象， W C越大黑煙越多。此性質(zhì)也可用于典 型物質(zhì)的鑒別。2.等物質(zhì)的量的三者完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是乙烯，但火焰溫度最高的卻是乙炔，氧炔焰的溫度可高達(dá)3000 C以上。二、烷烯炔各類烴含碳或氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律：1 .烷烴：CnH2n + 2n 1W C=12n/ 14n+2x 100% 隨n的增大，烷烴 W C逐漸增大， 但永遠(yuǎn)小于85. 7%。甲烷是烷烴中 W H丨最高的。2 .烯烴或環(huán)烷烴:CnH2nn?2W C=12n

18、/14n X 100%=85 . 7%即烯烴的 WC丨是固定不變的。4.炔烴或二烯烴:CnH2n-2n?2W C=12n/ 14n 2X 100% 隨n的增大，炔烴 W C逐漸減小， 但總比烯烴的 W C高，即總大于85. 7%。乙炔是炔烴中含碳量最高的。三、烴的燃燒規(guī)律：烴的可燃性是烴的一個(gè)根本性質(zhì)，有關(guān)烴的燃燒計(jì)算和比擬是中學(xué)化 學(xué)中常見的習(xí)題，掌握烴的燃燒規(guī)律，對(duì)解決這類習(xí)題會(huì)起到事半功倍的效果。烴類燃燒可用通式表示：CxHy + (x+y/4)O 2點(diǎn)燃xCO2 + y/2 H2O2. 等物質(zhì)的量的不同烴燃燒時(shí)的耗氧規(guī)律：1耗O2量取決于(x+y/4) , (x+y/4)越大，消耗氧氣

19、越多。2產(chǎn)生CO2的量取決于x, x越大，產(chǎn)生CO2的量越多。3產(chǎn)生H2O的量取決于y, y越大，產(chǎn)生H2O的量越多。 例1:等物質(zhì)的量的 CH4、C2H4、C2H2，分別在足量氧氣中完全燃燒， 以下說法正確的選項(xiàng)是A. C2H2含碳量最高，燃燒生成的 C02最多B. C2H2燃燒時(shí)火焰最明亮C. CH4含氫量最高，燃燒生成的水最多D. CH4、C2H4燃燒生成的水質(zhì)量不同，消耗的氧氣不同。2. 等質(zhì)量的不同烴完全燃燒時(shí)的耗氧規(guī)律：ImolC 12g丨消耗1mol O2，而4molH 4g也消耗ImolO?，故質(zhì)量相等 的不同烴完全燃燒時(shí)，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)H%越大，消耗02越多，產(chǎn)生的H20越

20、多；反之碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) C%越大，消耗02越少，產(chǎn)生的C02那么 越多?；蛘哒f等質(zhì)量的烴完全燃燒時(shí)，消耗氧氣的量取決于CxH中y/x的值，此值越大，耗氧量越多。例2:等質(zhì)量的以下四種烴完全燃燒， 消耗氧氣的量最多的是 A. CH4 B . C2H6 C . C3H6D. C6H63. 最簡式相同，質(zhì)量相等的兩種烴完全燃燒時(shí)消耗氧氣相等 : 最簡式相同的烴有：1烯烴和環(huán)烷烴；2含n個(gè)碳原子的炔烴與含 3n 個(gè)碳原子的苯的同系物； 3乙炔與苯、苯乙烯等。例 3:以下各組烴的混合物，只要總質(zhì)量一定，無論它們按什么比例混合，完全燃燒后生成二氧化碳和水都為恒量的是 A. C2H2 C2H6B. C2H

21、4 C3H8C. C2H2 C6H6D. C3H4 C3H63. 同溫同壓下烴完全燃燒前后氣體體積變化規(guī)律:(2) 假設(shè)所給條件下生成的水呈氣態(tài)。由通式得厶 V V 后一V 前=(x+y/2) 1+ x+y/4= y/4 1可知：a.燃燒前后體積變化只與 y有關(guān)。b .假設(shè)y=4 ,即氫原子個(gè)數(shù)為 4,那么燃燒前后氣體體積不變， 如CH4 C2H4和C3H4的燃燒；假設(shè)y4,那么反響后氣體體積增加， 如C2H6和QH8 等烴的燃燒；假設(shè) yv 4，那么反響后氣體體積減少，只有 C2H2的燃燒。c.可以根據(jù)體積差建立與烴、氧氣、二氧化碳與水的量的計(jì)算關(guān) 系。2假設(shè)所給條件下生成的水呈液態(tài)。由通式

22、得厶 V= V 后一V 前=xl +x+y/4=l+ y/4vO可知：a.無論y取何值，V后v V前，既反響后氣體體積減小。b.燃燒前后體積變化只與 y有關(guān)。c .可以根據(jù)體積差建立與烴、 氧氣、 二氧化碳與水的量的計(jì)算關(guān)系。例4： 120C, 1體積某烴和4體積氧氣混合，完全燃燒后恢復(fù)到原來的溫度和壓強(qiáng)，體積不變。該烴分子式中所含碳原子數(shù)不可能是 A. 1B. 2C. 3 D . 4巧解含烴的混合氣體計(jì)算題1守恒法：此法在化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用很廣泛，用此法可求元素的 相對(duì)原子質(zhì)量、物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量、分子式、混合物的組成以 及進(jìn)行溶解度、溶液濃度等方面的計(jì)算。例題：把mmol C2H4和nmol

23、H 2混合于密閉容器中，在適當(dāng)?shù)臈l件下，反 應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)生成 pmol C2H6,假設(shè)將所得平衡混合氣體完全燃燒生成二 氧化碳和水，那么需要氧氣多少摩爾？氧化碳和水蒸練習(xí)： 一定量的甲烷 CH4 燃燒后得到的產(chǎn)物是一氧化碳、 氣，此混合氣的質(zhì)量為 49. 6g,當(dāng)其緩緩?fù)ㄟ^足量的無水氯化鈣時(shí)氣體質(zhì) 量減少25. 2g,那么混合氣體中一氧化碳的質(zhì)量是多少克？2.方程式疊加法：例題：將x mol氧氣，y mol甲烷和z mol過氧化鈉放入密閉容器中， 在150 C 條件下用點(diǎn)火花引發(fā)， 恰好完全反響后， 容器內(nèi)壓強(qiáng)為 0，通過計(jì)算確立 x、 y 和 z 之間的關(guān)系式：并生成相同物質(zhì)的練習(xí)：假設(shè)要使0. 5mol ch4完全和氯氣發(fā)生取代反響, 量的四種取代物，那么需要氯氣的物質(zhì)的量為多少摩爾？3.十字交叉法：十字交叉法一般只適用于兩種成分組成的 混合體系，解題關(guān)鍵往往在于求平均值。其廣泛應(yīng)用于有關(guān)同位 素、相對(duì)原子質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量、二組分混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、化