烃的燃烧规律小结(最新整理)
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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。
烃的燃烧规律若烃的分子式用C x H y 表示,则烃完全燃烧的化学方程式可表示为: C x H y +(4y x +)O 2xCO 2+2y H 2O 演练:分别写出烷烃、烯烃燃烧的通式:根据不同的情况,可总结出与烃完全燃烧....有关的几条规律: 1.等物质的量的烃完全燃烧耗氧量的计算 (1)耗O 2量的多少取决于(4y x +),(4y x +)值越大,耗O 2量__________。
(2)产生CO 2的量取决于x ,x 越大,产生CO 2的量_____________。
(3)产生H 2O 的量取决于y ,y 越大,产生H 2O 的量_____________。
[例1] 在常温、常压下,取下列四种气态烃各1mol ,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是 ( )A .CH 4B .C 2H 6 C .C 3H 8D .C 4H 10演练:某地所生产的天然气里含有90%甲烷、5%乙烷、3%二氧化碳和2%氮气(体积分数)。
在标准状况下,燃烧1m 3这种气体,需要多少升空气?( )2.等质量的烃完全燃烧耗氧量的计算因等质量的H 比等质量的C 耗O 2的量__________(多或少),故:(1)耗O 2量的多少取决于x y ,xy 值越大,耗O 2量_________。
注意:xy值越大,意味着烃分子中H 的质量分数______,耗O 2量_____。
(2)产生H 2O 的量取决于x y ,xy 值越大,产生H 2O 的量____________。
(3)产生CO 2的量取决于x y ,x y 值越大,产生CO 2的量_____________。
注意:最简式相同的烃,如C 2H 2、C 6H 6,若等质量完全燃烧时耗O 2量、产生CO 2的量、产生H 2O 的量______________。
若等物质的量完全燃烧时,耗O 2量_______等。
[例2] 等质量的下列烃完全燃烧时,消耗氧气最多的是 ( )A .CH 4B .C 2H 6 C .C 3H 6D .C 6H 6[例3] 下列各组化合物中,不论二者以何种比例混合,只要总质量一定,则完全燃烧时消耗O 2和生成水的质量不变的是 ( )A .C 2H 2、C 6H 6B .C 2H 6、C 3H 6C .C 2H 4、C 3H 4D .C 2H 4、C 3H 63.气态烃完全燃烧前后体积变化的规律(1)在温度超过100℃且燃烧前后温度、压强不变的条件下,气态烃完全燃烧前后体积变化规律。
烃的燃烧规律总结王新平(衡水第十三中学 河北衡水 053000)【规律总结】(1) 等物质的量的烃C x H y 完全燃烧时,消耗氧气的量决定于(x +4y )的值,此值越大,耗氧量越多。
(2) 等质量的烃完全燃烧时,消耗氧气的量决定于C x H y 中xy 的值,此值越大,耗氧量越多。
(3) 等质量的且最简式相同的烃完全燃烧时,其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。
(4) 若烃分子组成中N(C):N(H)=1:2 ,则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。
(5) 气态烃C x H y 完全燃烧后生成CO 2和H 2O 。
C x H y +(x + 4y )O 2 + 2y H 2O当H 2O 为液态时(t<100℃),气态烃燃烧前后气体总体积的变化:△V= 1 + 4y 当H 2O 为气态时(t>100℃),气态烃燃烧前后气体总体积[V(气)]的变化有以下三种情况:当y=4 时 △V = 0 反应后气体总体积不变当y>4 时 △V =4y - 1 反应后气体总体积增大当y<4 时 △V = 1- 4y 反应后气体总体积减小常温产压下呈气态地烃中,只有甲烷、乙烯、丙炔反应前后气体总体积(t>100℃时)不变。
【例题赏析】【例1】 在同温同压下,10L 某气态烃在50L 氧气里充分燃烧,得到液态水和体积为35L 的混合气体,则该烃的分子式可能为多少。
解析:设该烃的分子式为C x H y 。
则:C x H y +(x + 4y )O 22 +2y H 2O △V 1L (1+4y )L 10L (10+50-35)L1:( 1+4y )= 10 :25 解得: y=6故该烃可能为:C 2H 6 、C 3H 6 、C 4H 6【例2】 一定量的CH 4恰好与一定量的O 2完全反应得到CO 2、CO 和H 2O(g),产物的总质量为41.6g ,将其通过足量的浓H 2SO 4后,洗气瓶增中21.6g ,则此甲烷完全燃烧还需O 2的体积(标准状况下)为 ( )A. 8.96LB. 6.72LC. 4.48LD. 2.24L解析:由浓硫酸吸收水增重25.2 g ,可知CO 2和CO 的质量和是41.6g-21.6g=20g 。
烃的燃烧规律总结烃的燃烧是很简单的,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是烷烃、烯烃、炔烃还是苯及苯的同系物,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)=1.5molCH2. 质量相同的烃C x H y转换成,燃烧时yx也就是说:(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、混合烃燃烧时的加和性尽管烃的混合物燃烧时,具有单一烃各自的燃烧特征,但它们具有加和性。
烃的燃烧规律若烃的分子式用C x H y 表示,则烃完全燃烧的化学方程式可表示为:C x H y +(4y x +)O 2xCO 2+2y H 2O 演练:分别写出烷烃、烯烃燃烧的通式:根据不同的情况,可总结出与烃完全燃烧....有关的几条规律: 1.等物质的量的烃完全燃烧耗氧量的计算(1)耗O 2量的多少取决于(4y x +),(4y x +)值越大,耗O 2量__________. (2)产生CO 2的量取决于x,x 越大,产生CO 2的量_____________。
(3)产生H 2O 的量取决于y ,y 越大,产生H 2O 的量_____________.[例1] 在常温、常压下,取下列四种气态烃各1mol ,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是 ( )A .CH 4B .C 2H 6 C .C 3H 8D .C 4H 10演练:某地所生产的天然气里含有90%甲烷、5%乙烷、3%二氧化碳和2%氮气(体积分数)。
在标准状况下,燃烧1m 3这种气体,需要多少升空气?( )2.等质量的烃完全燃烧耗氧量的计算因等质量的H 比等质量的C 耗O 2的量__________(多或少),故:(1)耗O 2量的多少取决于x y ,xy 值越大,耗O 2量_________. 注意:xy 值越大,意味着烃分子中H 的质量分数______,耗O 2量_____。
(2)产生H 2O 的量取决于x y ,xy 值越大,产生H 2O 的量____________. (3)产生CO 2的量取决于x y ,xy 值越大,产生CO 2的量_____________。
注意:最简式相同的烃,如C 2H 2、C 6H 6,若等质量完全燃烧时耗O 2量、产生CO 2的量、产生H 2O 的量______________。
若等物质的量完全燃烧时,耗O 2量_______等。
[例2] 等质量的下列烃完全燃烧时,消耗氧气最多的是 ( )A .CH 4B .C 2H 6 C .C 3H 6D .C 6H 6[例3] 下列各组化合物中,不论二者以何种比例混合,只要总质量一定,则完全燃烧时消耗O 2和生成水的质量不变的是 ( )A .C 2H 2、C 6H 6B .C 2H 6、C 3H 6C .C 2H 4、C 3H 4D .C 2H 4、C 3H 63.气态烃完全燃烧前后体积变化的规律(1)在温度超过100℃且燃烧前后温度、压强不变的条件下,气态烃完全燃烧前后体积变化规律。
烃的燃烧规律若烃的分子式用C x H y 表示,则烃完全燃烧的化学方程式可表示为: C x H y +()O 2xCO 2+H 2O 4y x +2y 演练:分别写出烷烃、烯烃燃烧的通式:根据不同的情况,可总结出与烃完全燃烧有关的几条规律:1.等物质的量的烃完全燃烧耗氧量的计算(1)耗O 2量的多少取决于(),()值越大,耗O 2量__________。
4y x +4y x +(2)产生CO 2的量取决于x ,x 越大,产生CO 2的量_____________。
(3)产生H 2O 的量取决于y ,y 越大,产生H 2O 的量_____________。
[例1] 在常温、常压下,取下列四种气态烃各1mol ,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是 ( )A .CH 4B .C 2H 6 C .C 3H 8D .C 4H 10演练:某地所生产的天然气里含有90%甲烷、5%乙烷、3%二氧化碳和2%氮气(体积分数)。
在标准状况下,燃烧1m 3这种气体,需要多少升空气?( )2.等质量的烃完全燃烧耗氧量的计算因等质量的H 比等质量的C 耗O 2的量__________(多或少),故:(1)耗O 2量的多少取决于,值越大,耗O 2量_________。
x y x y 注意:值越大,意味着烃分子中H 的质量分数______,耗O 2量_____。
xy (2)产生H 2O 的量取决于,值越大,产生H 2O 的量____________。
x y x y (3)产生CO 2的量取决于,值越大,产生CO 2的量_____________。
x y xy 注意:最简式相同的烃,如C 2H 2、C 6H 6,若等质量完全燃烧时耗O 2量、产生CO 2的量、产生H 2O 的量______________。
若等物质的量完全燃烧时,耗O 2量_______等。
[例2] 等质量的下列烃完全燃烧时,消耗氧气最多的是 ( )A .CH 4B .C 2H 6 C .C 3H 6D .C 6H 6[例3] 下列各组化合物中,不论二者以何种比例混合,只要总质量一定,则完全燃烧时消耗O 2和生成水的质量不变的是 ( )A .C 2H 2、C 6H 6B .C 2H 6、C 3H 6C .C 2H 4、C 3H 4D .C 2H 4、C 3H 63.气态烃完全燃烧前后体积变化的规律(1)在温度超过100℃且燃烧前后温度、压强不变的条件下,气态烃完全燃烧前后体积变化规律。
C x H y (g)+()O 2xCO 2+H 2O(g) △V 4y x +2y 1 x -14y x +2y 4y 燃烧前后气体体积的变化只与y 有关:①y=4,燃烧后气体体积(物质的量)____________。
②y>4,燃烧后气体体积(物质的量)____________。
③y<4,燃烧后气体体积(物质的量)____________。
(2)在温度小于100℃且燃烧前后温度、压强不变的条件下,气态烃完全燃烧后气体体积一定____________(不变、增大或减小)。
C x H y (g)+()O 2xCO 2+H 2O(g) △V (减小)4y x +2y 1 x +14y x +2y 4y ①燃烧后气体体积的减小值只与y 有关。
②可根据体积差建立烃、氧气、水、二氧化碳的量的计算关系。
[例4]两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1升该混合烃与9升氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10升,下列各组混合物中不符合此条件的是( ) (A )CH 4、C 2H 4 (B )CH 4、C 3H 6(C )C 2H 4、C 3H 4 (D )C 2H 2、C 3H 6[例5]常温常压下10mL 气态烃与50mLO 2(过量)混合并点燃,恢复到原来的状态时剩余35mL 气体,则此烃不可能是( ) (A )C 2H 6 (B )C 3H 6 (C )C 3H 8 (D )C 4H 64.平均值规律在解题中的应用根据数学中的平均值规律,若两个数或多个数的平均值为x ,则至少有一个数比x 大,一个数比x 小。
这一常识性规量及有机物分子式的推断的试题的解答中,往往可以起到事半功倍的作用。
[例6]两种气态烃组成的混合气体0.1mol ,完全燃烧得0.16molCO 2和3.6gH 2O ,则下列关于混合气体组成的推断正确的是( )(A )一定有甲烷 (B )一定是甲烷和乙烯 (C )一定没有乙烷 (D )一定有乙炔(C 2H 2)[例7]某混合气体由两种气态烃组成。
取2.24L 该混合气完全燃烧后得到4.48L 二氧化碳(气体已折算为标准状况)和3.6g 水,则这两种气体可能是 ( )A .CH 4和C 3H8B .CH 4和C 3H 4C .C 2H 2和C3H 4D .C 2H 2和C 2H 6[例8]对于CH 4、C 2H 4、C 3H 4、C 2H 6、C 3H 6五种烃,回答下列有关问题:(1)等质量的上述五种烃,在相同状况下体积最大的是_________。
(2)等质量的上述五种烃,完全燃烧时耗O 2最多的是________,生成CO 2最多的是_____,生成的H 2O 最多的是________。
(3)在120℃、1.01×105Pa 条件下,与足量的O 2混合点燃,完全燃烧前后气体体积没有变化的烃是__________。
确定烃分子式的基本方法:[方法一] 根据有机物中各元素的质量分数(或元素的质量比),求出有机物的最简式, 再根据有机物的式量确定化学式(分子式)。
即:质量分数→最简式→分子式[例1]某烃中碳和氢的质量比是24∶5,该烃在标准状况下的密度是2.59g/L ,写出该烃的分子式。
解 (1)先求最简式:C 和H 的原子个数比=∶=2∶5,所以最简式为C 2H 5。
122415 (2)再求分子量:摩尔质量=22.4L/mol ×2.59g/L=58g/mol,分子量为58。
最后求分子式:(C 2H 5)n =58,解得n=2,分子式为C 4H 10演练:某烃在标准状况下的密度是2.5g/L ,其中含碳的质量分数为85.7%,含氢的质量分数为14.3%,这种烃能使溴水褪色。
写出这种烃的分子式和其中一种结构简式。
[方法二] 根据有机物的摩尔质量和有机物中各元素的质量分数(或元素质量比),推算出1mol 该有机物中各元素的原子物质的量,从而确定分子中的各原子个数。
即:质量分数→1mol 物质中各元素原子物质的量→分子式[例2]在标准状况下,2.8L 某气体的质量是3.5g 。
已知该气体是由碳和氢两种元素形成的化合物,且化合物中碳元素的质量分数为85.7%,氢元素的质量分数为14.3%。
求该气体的分子式。
解 该气体的摩尔质量为:,所以)/(284.228.25.3mol g =⨯ 1mol 该气体中碳的物质的量为 )(212%7.8528mol =⨯ 1mol 该气体中氢的物质的量为 )(41%3.1428mol =⨯即1mol 该气体中,含2molC 和4molH ,所以分子式为C 2H 4[方法三] 燃烧通式法。
如烃的分子式可设为CxHy ,由于x 和y 是相对独立的,计算中数据运算简便。
根据烃的燃烧反应方程式,借助通式CxHy 进行计算,解出x 和y ,最后得出烃的分子式。
[例3]室温时20ml 某气态烃与过量氧气混合,完全燃烧后的产物通过浓H 2SO 4,再恢复到室温,气体体积共减少了50ml ,剩余气体再通过苛性钠溶液,体积又减少了40ml 。
求气态烃的分子式。
解 燃烧产物通过浓H 2SO 4时,水蒸气被吸收,再通过苛性钠时,CO 2气体被吸收,故CO 2的体积为40ml 。
根据体积减少可考虑用体积差量法计算。
设烃的分子式为CxHy ,其燃烧的化学方程式为: V O H 2y xCO O 4y x (H C 222y x ∆+→++ 1 x 气体减少4y x +41y +20ml 40ml50ml 1∶x=20∶40 解得x=21∶=20∶50 解得y=6)41(y + 所以该气态烃的分子式为C 2H 6。
演练:1、在标准状况时,使体积为5.6L 的某种含碳和氢的气态化合物在氧气中充分燃烧,生成22克CO 2和9克H 2O ,求这化合物的分子式。
2、在标准状况下,某气态烃112ml ,燃烧后生成CO 2和水蒸气的体积比是3∶4,把燃烧产物通过碱石灰,碱石灰增重1.02g。
求气态烃的分子式。
3、常温下,一种烷烃A和一种烯烃B组成混和气体,A或B分子最多只含有4个碳原子,且B分子的碳原子数比A分子的多。
将1L该混和气体充分燃烧,在同温同压下得到2.5LCO2气体。
试推断原混和气体中A和B所有可能的组合及其体积比,并将结果填入表中:组合编号A的分子式B的分子式A和B的体积比(V A :V B)注:(1)气体摩尔质量=22.4L/mol ×dg/L(d为标准状况下气体密度).(2)某气体对A气体的相对密度为D A,则该气体式量M=M A D A.(3)由烃的分子量求分子式的方法:①M/14,能除尽,可推知为烯烃或环烷烃,其商为碳原子数;②M/14,余2能除尽,可推知为烷烃,其商为碳原子数;③M/14,差2能除尽,推知为炔烃或二烯烃或环烯烃,其商为碳原子数。
④M/14,差6能除尽,推知为苯或苯的同系物。
【巩固练习】⒈相同质量的下列烃完全燃烧时耗氧量最多的是() (A)C10H8 (B)C7H8(C)C3H6 (D)C17H36 2.m molC2H2和n molH2在密闭容器中反应,达到平衡时生成p molC2H4,将平衡混合气体完全燃烧生成CO2和H2O,所需O2的物质的量是() (A)(3m+n)mol (B)(5m/2 +n/2-p)mol (C)(3m+n+2p)mol (D)(5m/2+n/2)mol3.A、B两种有机物组成的混合物,当其质量一定时,无论A、B以任何比例混合,完全燃烧产生的二氧化碳的量均相等,符合上述条件的是①同分异构体②同系物③具有相同的最简式④含碳的质量分数相等() (A)①③(B)①③④(C)①②④(D)①④4.某混合气体由两种气态烃组成,取2.24L该混合气体完全燃烧后得到4.48LCO2(体积已折算为标准状况)和3.6g水,则这两种气体可能是() (A)CH4和C3H8(B)CH4和C3H4(C)C2H4和C3H4 (D)C2H4和C2H6(E)C2H2和C2H6 5.a mL三种气态烃混合物与足量O2混合点燃后恢复到原来状态(常温常压),气体体积缩小2a mL,这三种烃不可能的组合是() (A)CH4、C2H4、C3H4这三种烃以任意比例混合 (B)C2H6、C4H6、C2H2以2∶1∶2的物质的量之比混合 (C)CH4、C3H6、C2H2以b∶a∶a 的物质的量之比混合 (D)C3H8、C4H8、C2H2以11∶14∶26 的质量比混合6.在压强为1.01×105Pa和150℃时,将1LC2H4、2LC2H2、2LC2H6和20LO2混合并点燃,完全反应后,氧气有剩余,当混合后的反应气恢复到原压强和温度时,其体积为 ( )A.10L B.15L C.20L D.25L7.下列各组烃的混合物,只要总质量一定,无论按什么比例混合,完全燃烧后生成的CO2和H2O都为恒量的是 ( )A.C2H2、C2H6B.C2H4、C3H8C.C2H4、C3H6 D、C3H6、C3H8 8.燃烧1体积某烃的蒸气生成的CO2比H2O(气)少1体积(相同状况),0.1mol该烃充分燃烧,其产物全部被碱石灰吸收,碱石灰增重39g,该烃的分子式是____________。