有機(jī)物燃燒規(guī)律及其應(yīng)用

PAGEPAGE4有機(jī)物燃燒規(guī)律及其應(yīng)用有機(jī)物完全燃燒耗氧量的比較有機(jī)物燃燒的實(shí)質(zhì)是C、H原子結(jié)合O生成CO2和H2O的過(guò)程，耗O2量取決于有機(jī)物含有C、H原子個(gè)數(shù)。1molC原子耗1molO2；4molH原子耗1molO2含1molO原子，相當(dāng)于少2molH原子；含2molO原子，相當(dāng)于少1molC原子。烴及烴的衍生物的燃燒通式：CxHy+(x+)O2xCO2+H2OCxHyOz+(x+－)O2xCO2+H2O㈠烴完全燃燒耗氧量的比較1、等物質(zhì)的量的烴完全燃燒耗氧量比較的規(guī)律：對(duì)于等物質(zhì)的量的任意烴(CxHy)，完全燃燒，耗氧量的大小取決于(x+y/4)的值的大小，該值越大，耗氧量越多。[練習(xí)]取下列四種氣態(tài)烴各1mol，分別在足量的氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是（D）ACH4BC2H6CC3H8DC4H102、等質(zhì)量的烴燃燒耗氧量的計(jì)算由于等質(zhì)量的C和H相比，H的耗氧量比C多。例如12克C要消耗32克O2，而12克H要消耗96克O2。因此等質(zhì)量的不同烴完全燃燒，烴中H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，耗氧量越多。判斷等質(zhì)量不同烴燃燒時(shí)的耗氧量題型，可先把分子式化為CHy/x,然后比較y/X值的大小，y/X值越大，H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，耗氧量越多。[練習(xí)]1.等質(zhì)量的下列烴完全燃燒時(shí)，消耗氧氣最多的是（A）ACH4BC2H6CC3H8DC6H2.等質(zhì)量的下列有機(jī)物耗氧量由大到小的順序是_①>③>④=②>⑤。①C2H6②C2H4③C3H8④聚乙烯⑤C4H6㈡烴衍生物完全燃燒耗氧量的比較1、等物質(zhì)的量的烴的衍生物完全燃燒耗氧量比較的規(guī)律：計(jì)算1mol烴的含氧衍生物完全燃燒的耗氧量時(shí)，可先將其中的氧原子折算為水，再將剩余C、H原子按烴的計(jì)算方法計(jì)算，如C2H5OH可看作C2H4·H2O，因此其耗氧量與等物質(zhì)的量的C2H4耗氧量相同。根據(jù)情況，也可將氧原子折算為CO2，如HCOOH可看作H2·CO2，故耗氧量與等物質(zhì)的量的H2相同（折算成的H2O和CO2不消耗氧）練習(xí)等物質(zhì)的量的下列有機(jī)物耗氧量由大到小的順序是______________。①C2H6②C3H4③C2H5OH④C2H6O2⑤C3H8O3①C2H6～3.5O2②C3H4～4O2③C2H5OH～C2H4·H2O～3O2④C2H6O2～C2H2·2H2O～2.5O2⑤C3H8O3～C3H2·3H2O～3.5O2所以，等物質(zhì)的量的有機(jī)物耗氧量由大到小順序?yàn)棰?gt;①=⑤>③>④二、有機(jī)物燃燒時(shí)生成的CO2和H2O的量的比較1、等物質(zhì)的量的烴燃燒生成CO2和H2O的量的比較對(duì)烴CxHy來(lái)說(shuō)，x越大，生成CO2越多，y越大，生成H2O越多。2、等質(zhì)量的烴燃燒生成CO2和H2O的量的比較等質(zhì)量的兩種烴，如果C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，則生成CO2的質(zhì)量越多，生成H20的質(zhì)量越少。3.總物質(zhì)的量相等，任意比例混合，耗氧量相等。而且：①生成CO2的量相等：則分子中含碳原子數(shù)相等，即分子式符合CxHy(H2O)m，如乙醇和乙烯。②生成H2O的量相等：則分子中含氫原子數(shù)相等，即分子式符合CxHy(CO2)m，如乙酸和甲烷。4.．總質(zhì)量相等，任意比例混合，完全燃燒，生成CO2的量相等，即含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等；生成H2O的量相等，即含氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等。同時(shí)：①最簡(jiǎn)式相同為特例；②不同類的通過(guò)等效代換成最簡(jiǎn)式相同。[練習(xí)]1.下列各組混合物，不管以任何比例混合，只要總質(zhì)量固定，經(jīng)過(guò)燃燒后產(chǎn)生CO2的量為一恒定值的是（）A．醛和甲酸甲酯B．乙醇和乙酸C．丙烯和丙烷D．乙炔和苯蒸氣解析：根據(jù)題意總質(zhì)量固定，若以任何比例混合，燃燒后產(chǎn)生CO2的量為一恒定值，則說(shuō)明兩物質(zhì)的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。若兩物質(zhì)的最簡(jiǎn)式相同則含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。甲醛和甲酸甲酯最簡(jiǎn)式為CH2O，乙塊和苯蒸氣最簡(jiǎn)式為CH。答案為：A、D2.下列各組化合物中，不論二者以什么比例混合，只要總質(zhì)量一定，則完全燃燒時(shí)消耗O2的質(zhì)量和生成H2O的質(zhì)量不變的是（C）ACH4C2H6BC2H6C3H6CC2H4C3H6DC2H4C3H4原子的物質(zhì)的量。當(dāng)求出有機(jī)物中各原子的物質(zhì)的量后，即確定了有機(jī)物的分子式。例1．某有機(jī)物8.80g，完全燃燒后得到CO222.0g、H2O10.8g。該有機(jī)物的蒸氣密度是相同狀況下H2密度的44倍，則該有機(jī)物的分子式為（）A．C5H6OB．C5H12C．C5H12O2D．C5H12O解析：確定有機(jī)物的分子式即求出1mol有機(jī)物中含有C原子、H原子及其它原子的物質(zhì)的量有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量為2×44＝88其物質(zhì)的量為＝0.1moln(H2O)==0.6moln(CO2)==0.5mol判斷是否含有氧原子：8.80-12×0.5-2×0.6=1.6(g)含氧原子n(O)==0.1mol有機(jī)物∶C∶H∶O＝0.1mol∶0.5mol∶1.2mol∶0.1mol＝1mol∶5mol∶12mol∶1mol所以，有機(jī)物分子式為C5H12O正確答案為：D2．根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積差確定分子式例2．在同溫同壓下，10ml某種氣態(tài)烴在50mlO2中完全燃燒，得到液態(tài)水和35ml的混合氣體，則該烴的分子式為（）A．C4H6B．C2H6C．C3H8D．C3H6解析：設(shè)該烴的分子式為CxHyCxHy+(x+)O2xCO2+H2O(液)△V1(x+）x(1+)105060-35=25y=6同時(shí)，根據(jù)10ml烴在50mlO2中完全燃燒，所以O(shè)2是適量或過(guò)量的。故有：10(x+)≤50將y=6帶入即得x≤3.5。所以該烴是C2H6或C3H6。例3．燃燒1molCxHy時(shí)，消耗O25mol，則x和y之和是（）A．5B．7C．9D．11解析：本題是考查烴燃燒耗氧量計(jì)算問(wèn)題。可以寫(xiě)出烴完全燃燒的方程式：CxHy+(x+)O2→xCO2+H2O依題意：x+=5討論：當(dāng)x=1時(shí)，y=16，不合理當(dāng)x=2時(shí)，y=12，不合理當(dāng)x=3時(shí)，y=8，合理，為C3H8，則：x和y之和為11，本題正確答案為（D）。3．利用中間值（平均值）確定有機(jī)物的分子式例4．完全燃燒標(biāo)準(zhǔn)狀況下某烷烴和氣態(tài)烯烴的混合物2.24L，生成CO26.6g，水的質(zhì)量為4.05g。求（1）混合氣體的平均摩爾質(zhì)量；（2）混合氣體的成分和體積分?jǐn)?shù)解析：氣體混合物共0.1mol，CO2為0.15mol，H2O為0.225mol，平均分子組成為C1.5H4.5所以平均摩爾質(zhì)量為12×1.5+1×4.5=22.5g/mol?；旌衔镏袃蓺怏w摩爾質(zhì)量一個(gè)大于22.5，另一個(gè)小于22.5，小于22.5的只有CH4，則烯烴為C3H6、C4H8，不會(huì)是C2H4，因?yàn)榛旌衔锲骄琀原子數(shù)是4.5，CH4中H原子數(shù)小于4.5，所以另一氣態(tài)烯烴含H原子數(shù)大于4.5，則為C3H6或C4H8，所以混合氣體可能是與對(duì)這兩組進(jìn)行檢驗(yàn)。分別由平均含C原子數(shù)和H原子數(shù)計(jì)算兩種烴的體積比。若為由平均C原子數(shù)計(jì)算若為不合題意，舍去。所以混合氣體為CH4和C3H6。具體體積分?jǐn)?shù)分別為φ(CH4)＝×100％＝75％φ(C3H6)為25％例5.標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.68L無(wú)色可燃?xì)怏w在足量氧氣中完全燃燒。若將產(chǎn)物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀質(zhì)量為15.0g；若用足量堿石灰吸收燃燒產(chǎn)物，增重9.3g。（1）計(jì)算燃燒產(chǎn)物中水的質(zhì)量。（2）若原氣體是單一氣體，通過(guò)計(jì)算推斷它的分子式。（3）若原氣體是兩種等物質(zhì)的量的氣體的混合物，其中只有一種是烴，請(qǐng)寫(xiě)出它們的分子式（只要求寫(xiě)出一組）。答案：（1）m（CO2+H2O）==9.3gm（H2O）==9.3g－6.6g==2.7g（2）分子中C︰H==1︰2所以該氣體的分子式是C2H4（3）C4H6和H2（或C3H8和CO，C3H6和CH2O等）解題思路：因?yàn)閱我粴怏w為C2H4，現(xiàn)為等物質(zhì)的量的兩種氣體之混合物，所以在2mol混合氣體中，應(yīng)含有4molC原子，8molH原子，這兩種氣體可能是C4H6和H2。4.商余法確定分子式原理：對(duì)于任意的烴（CxHy），其相對(duì)分子量為M=12x+y，則M/12