有机物燃烧的规律
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1、1000C以上,烃的燃烧通式为:CxHy + (x+y/4)O2 xCO2+y/2H2O。
当y=4时,反应前后体积不变;当y>4时,燃烧后体积增大;当y<4时,燃烧后体积减小。
2、1000C以上,烃的含氧衍生物燃烧通式:CxHyOz + (x+y/4-z/2) xCO2+y/2H2O。
当y=4-2z 时,燃烧前后体积不变;当y>4-2z时,燃烧前后体积增大;当y<4-2z时,无此含氧衍生物。
二、有机物燃烧耗氧量规律1、等质量的烃(CxHy )完全燃烧时,耗氧量的大小与烃中氢元素质量分数的大小有关,且氢元素的质量分数越大,耗氧量越大,即y/x越大,耗氧量越大。
2、等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量的大小取决于(x+y/4)值,(x+y/4)越大,耗氧量越大。
3、一定质量具有相同最简式的有机物混合物完全燃烧时,其耗氧量为定值而与混合物各组分的含量无关,恒等于同质量的某单一组分完全燃烧时的耗氧量。
三、有机物燃烧后生成CO2和H2O的规律1、在1000C以上时,若有机物完全燃烧生成的CO2和H2O的体积相等(或物质的量相等),有机物分子中所含的氢原子数是碳原子数的2倍。
如CnHn(烯烃或环烷烃)、CnH2nO(醛或酮)、CnH2nO2(羧酸或酯)、葡萄糖和果糖等。
2、在1000C以上时,若有机物完全燃烧生成的CO2和H2O的体积(或物质的量)之比为2:1,有机物分子中的碳原子数必和氢原子数相等。
如C2H2、C6H6、C6H5OH、C8H8等。
3、在1000C以上时,若有机物完全燃烧生成的CO2和H2O的体积(或物质的量)之比为1:2,有机物分子中氢原子数必是碳原子数的4倍。
如CH4、CH3OHCO(NH2)2等。
四、有机混合物燃烧时耗氧量与生成物的量关系规律1、混合物总物质的量一定时:①A、B两种有机物不论以何种比例混合,只要物质的量之和不变,完全燃烧时消耗的O2和生成的CO2的物质的量也不变。
有机物燃烧规律完全解读
有机物燃烧,又可称为有机物燃烧反应,是指有机物燃烧时碳或碳氢化合物按照特定的反应条件,与氧化剂发生化学反应,产物主要是二氧化碳、水和热量的过程。
一般而言,所谓“有机燃料燃烧规律”,就是指有机燃料发生燃烧反应时,其燃烧状态和反应特性的规律。
有机物燃烧的具体规律可以总结为三个方面:一是反应温度;二是氧溶比;三是非等温反应。
在燃料燃烧过程中,反应温度是决定燃料燃烧状态和速度的重要因素。
一般来说,有机燃料燃烧的反应温度越高,燃烧速度越快,产物的比例也越丰富。
当反应温度超过有机物的自燃温度时,燃料自身就能发生燃烧,而不需要外部热源。
氧溶比是指在有机燃料燃烧反应中,有机燃料与氧化剂的摩尔比,即氧气的体积与燃料的体积。
在室温下,氧溶比一般为2.5:1,即氧气的体积为燃料的2.5倍。
氧溶比高低的变化,会影响有机物燃烧的效率,当氧溶比高,燃烧速度越快,当氧溶比低,燃烧速度越慢。
非等温反应的规律是指在燃料燃烧的反应中,随着反应温度的升高,反应产物和反应速度亦会不断变化。
在有机燃料发生燃烧反应时,一开始反应温度低,燃烧速度慢,但随着反应温度的不断升高,燃料会蒸发,反应空间会不断减少,反应速度就会越来越快。
当温度到达一定的高度时,反应速度就会达到维持反应
的平衡状态,此时反应就可以得到稳定,反应温度不会因为反应速度的变化而再次升高。
总之,有机物燃烧的规律是复杂的,其规律归结为三个主要方面:即反应温度、氧溶比和非等温反应规律。
每一个规律都有其特有的作用,只有通过对有机物燃烧规律的深入研究,才能够更好地掌握燃料的燃烧状态,从而达到更有效、更可靠的燃料燃烧效果。
有机物燃烧现象归纳
1.在空气中点燃甲烷,并在火焰上放干冷烧杯:火焰呈淡蓝色,烧杯内壁有液滴产生。
2.光照甲烷与氯气的混合气体:黄绿色逐渐变浅,容器内壁有油状液滴生成。
3.加热(170 ℃)乙醇与浓硫酸的混合物,并使产生的气体依次通入溴水、酸性高锰酸钾溶液:溴水褪色,酸性高锰酸钾溶液紫色逐渐变浅。
4.在空气中点燃乙烯:火焰明亮,有黑烟产生。
5.苯在空气中燃烧:火焰明亮,并带有黑烟。
6.乙醇在空气中燃烧:火焰呈现淡蓝色。
7.苯与液溴在有铁粉做催化剂的条件下反应:有白雾产生,生成褐色的油状液体。
8.将少量甲苯倒入适量的高锰酸钾溶液中,振荡:紫色褪去。
9.将金属钠投入到盛有乙醇的试管中:钠在底部缓慢反应,生成气泡。
10.在适宜条件下乙醇和乙酸反应:有透明的带香味的油状液体生成。
11.蛋白质遇到浓HNO3溶液:变成黄色。
12.灼烧蛋白质:有烧焦羽毛的气味。
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有机物燃烧规律有机物燃烧的规律是中学有机化学基础中的常见题型,也是高考化学中的热瀹内容,许多学生对这些知识点往往容易产生ⷷ淆,现将其彐纳总结如下:有机物完全燃烧的通式:烃:O H yxCO O y x CxHy 2222)4(+→++ 烃的衍生物:O H yxCO O z y x CxHyOz 2222)24(+→-++(一)物质的量相同的烃完全燃烧:耗氧量由x+y/4决定; 生成CO 2由x 决定; 生成H 2O 由y 决定。
(二)质量相同的烃完全燃烧:耗氧量由y/x 决定; 生成CO 2由含碳量决定; 生成H 2O 由含氢量决定。
推论.总物质的量相等,任意比例混合,耗氧量相等。
而且:①生成CO 2的量相等:则分子中含碳原子数相等,即分子式符合C x H y ·m(H 2O) ,如乙醇和乙烯。
②生成H 2O 的量相等:则分子中含氢原子数相等,即分子式符合C x H y ·m(CO 2) ,如乙酸和甲烷。
例2、 充分燃烧等物质的量的下列有机物,相同条件下需要相同体积氧气的是( ) (A )乙烯、乙醛 ( B )乙酸乙酯、丙烷 (C )乙炔、苯 (D )环丙烷、丙醇 例3、下列各组有机物中不论二者以什么比例混合,只要总物质的量一定,则完全燃烧时生成水的质量和消耗氧气的质量不变的是( )(A )C 3H 8、C 4H 6 (B )C 3H 6、C 4H 6O 2 (C )C 2H 2、C 6H 6 (D )CH 4O 、C 3H 4O 5例3、下列各组有机物中不论二者以什么比例混合,只要总质量一定,则完全燃烧产生的二氧化碳的质量不变的是( )(A )C 2H 2和C 3H 6 (B )C 2H 4O 2和C 6H 12O 6 (C )C 3H 6和C 4H 6O 2 (D )CH 4和C 10H 8O 2 (三)烃燃烧前后体积变化规律: 温度不变,烃燃烧的通式:O H yxCO O y x CxHy 2222)4(+→++1、温度低于100℃,(水是液态)气态烃CxHy 完全燃烧时:△V =V 后-V 前=-(1+y/4),即气体体积总减少,反应后压强总减小。
有机物燃烧耗氧量规律有机物燃烧耗氧量规律是指当有机物燃烧时,所需氧气的量与该有机物中碳、氢、氧元素的数量之间的关系。
这一规律的研究对于理解有机物燃烧过程中的能量转化和化学反应有着重要意义。
本文将从从简到繁的角度,逐步探讨有机物燃烧耗氧量规律,并结合个人观点和理解,为读者全面、深刻和灵活地解读这一主题。
1. 有机物燃烧概述有机物是由碳、氢、氧等元素组成的化合物,在燃烧过程中,会释放出能量和产生二氧化碳、水等产品。
燃烧是一种氧化反应,其反应过程复杂,需要一定的氧气参与。
有机物的燃烧过程并非简单的燃烧,其中涉及着许多复杂的化学反应。
2. 理论耗氧量的计算若给定有机物的化学式,可以根据其组成元素的数量计算出其理论耗氧量。
一般而言,碳元素每个原子需要与两个氧气分子发生氧化反应,生成二氧化碳;氢元素每个原子需要与氧气发生氧化反应,生成水。
据此可以利用化学方程式来计算有机物的理论耗氧量。
3. 实际燃烧中的影响因素在实际的燃烧过程中,考虑到反应的速率、燃烧温度、氧气的利用率等因素,理论耗氧量与实际耗氧量往往会存在一定的差异。
这需要进一步研究实际燃烧过程中各种因素对耗氧量的影响,以便更深入地理解有机物燃烧耗氧量规律。
4. 个人观点和理解有机物燃烧耗氧量规律是一个复杂而又有趣的研究课题。
通过深入了解有机物的化学结构和燃烧过程,我们可以更好地理解化学反应背后所涉及的能量变化和物质转化。
这一规律的研究对于环境保护、能源开发等领域具有重要的理论和实践意义,在未来的研究中,我希望能够进一步探索有机物燃烧耗氧量规律的深层次机制,为这一领域的发展做出更多的贡献。
总结回顾有机物燃烧耗氧量规律是一个涉及到化学、能量转化和环境等多个领域的重要课题。
通过对有机物燃烧过程中的耗氧量规律进行研究和探讨,我们可以更好地理解化学反应的本质和能量转化的规律。
这一规律的深入研究对于推动相关领域的发展具有重要的意义,也为人类社会可持续发展提供了重要的参考和指导。
一、有机物燃烧规律有机物完全燃烧的通式:烃:CxHy + (x+y/4)O2→xCO2+(y/2)H2O烃的衍生物:CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2→xCO2 + (y/2)H2O依据燃烧通式,不难发现其中的规律:【规律一】等物质的量的有机物完全燃烧时,消耗氧气的量的多少由x+y/4或x+y/4-z/2来决定,该值越大,耗氧量越多;【规律二】等质量的有机物完全燃烧时,消耗氧气的量的多少由y/x或氢的质量分数来决定,该值越大,耗氧量越多。
一)绝大多数有机物都能燃烧,有机物完全燃烧后,各元素对应产物为:C→CO2,H→H2O,Cl→HCl。
因此,我们可以根据有机物燃烧的产物分析判断该有机物的组成。
说明:某有机物完全燃烧后:若产物只有CO2和H2O,则其组成元素可能为C、H或C、H、O。
欲判定该有机物中是否含氧元素,首先求出CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量,然后将碳、氢元素的质量之和与原来有机物质量相比较,若两者相等,则原有机物的组成中不含氧,否则,原有机物的组成中含氧。
生成的CO2和H2O的关系有:(1)生成的CO2和H2O的体积比为1∶1的有:若为烃,则属于环烷烃或烯烃;若为烃的衍生物,则为醛、酮、羧酸、酯、葡萄糖、果糖等。
(2)生成的CO2和H2O的体积比为1∶2的有:甲烷、甲醇和尿素等含一个碳原子和四个氢原子的物质。
(3)生成的CO2和H2O的体积比为2∶1的有:分子中碳、氢原子数相同的物质,如:乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。
(4)气态烃CxHy与O2混合后燃烧,恢复至原状态(温度大于100℃)反应前后的气体总体积的变化为:(5)当不同的有机物的物质的量相同时,此时有机物可写成:CxHy(H2O)n或CxOy(H2O)n的形式,耗氧只能由前一部分CxHy或CxOy完成,后面部分在燃烧过程中不耗氧。
则组成为CxHy(H2O)n,每摩尔耗氧(x+y/4)mol;组成为CxOy(H2O)n的物质,每摩尔耗氧(x-y/2)mol;特例:组成符合CxHy(H2O)n的物质中CH2O耗氧最少;组成符合CxOy(H2O)n的物质中,乙二醛耗氧最少。
有机物燃烧的规律(一)——燃烧前后体积的变化规律对于 CxHy 的烃,其完全燃烧可表示为:CxHy+ ( x+y/4 )O2xCO2+y/2H2O一、 1 体积气态烃完全燃烧,当生成水为气态时,其体积变化:△V=V前 -V 后 =1+ ( x+y/4 ) -(x+y/2) =1-y/4可见:任何一种气态烃完全燃烧,其反应前后气体体积的变化,只与该烃所含的H 原子数有关而与 C 原子数无关。
①当 y< 4 时,气体体积减少,如C2H2 ;②当 y= 4 时,反应前后体积不变,如CH4 , C2H4 ,C3H4 ;③当 y> 4 时,反应后体积变大,如C2H6 , C3H8 ,C4H8 等;二、 1 体积气态烃完全燃烧,当生成的水为液态时,其体积变化:△V=V前 -V 后 =1+ ( x+y/4 ) -x =1+y/4可以看出,无论何气态烃,其燃烧后气体体积都会减少。
典型习题:1、 aml 三种气态烃与足量的氧气的混合物点燃爆炸后,恢复到原来的状态(150℃、1.01 ×105Pa),气体体积仍为 aml ,则三种烃可能是()A 、 CH4 、 C2H4 、 C3H4B 、 C2H6、 C3H6 、 C4H6C、 CH4 、C2H6 、 C3H8 D 、 C2H4 、 C2H2 、 C4H6解析:气态烃燃烧后生成水蒸气且气体体积不发生改变,其平均氢原子数y=4 ,故应选 A 、D2、 A 、B 、 C 三种气态烃组成的混合物共aml,与足量氧气混合点燃完全燃烧后,恢复到原状况(标准状况)气体体积减少了2aml,则三种烃可能是()A 、 CH4 、 C2H4 、 C3H4B 、 CH4 、 C2H6 、 C3H8C、 C2H6 、 C3H6 、 C4H6 D 、 C2H4 、 C2H2 、C4H6解析:气态烃燃烧后生成液态水,其体积变化应为:△V=1+y/4 ,则有 aml(1+y/4)=2aml y=4即:三种混合烃的平均H 原子数为4,故应选 A 、D有机物燃烧规律(二)——燃烧耗氧量及生成CO2 和 H2O 多少的规律一、等物质的量的烃( CxHy )完全燃烧时,其耗氧量的大小取决于( x+y/4 )的值,其值越大,耗氧量越多;生成 CO2 的多少取决于碳原子个数( X 的值),其值越大,生成的 CO2越多;生成H2O 的多少取决于氢原子个数(y 的值),其值越大,生成的H2O 越多。
二、等质量的烃(CxHy )完全燃烧时,其耗氧量和生成水的多少取决于该烃分子中氢的质量分数(或y/x 的值),其值越大,耗氧量及生成的水越多;生成CO2 的多少取决于该烃分子中碳的质量分数(或x/y 的值),其值越大,生成CO2 越多。
由此可得以下推论:1、等质量的烷烃,碳原子数越多,碳的质量分数越大,耗氧越少,由此可得,CH4 耗氧最多。
2、等质量的烯烃,由于碳氢原子数之比为定值,故碳、氢质量分数为定值,即,耗氧量及生成 CO2 和 H2O 的量相等。
3、等质量的炔烃,苯及苯的同系物,碳原子数越多,氢的质量分数越大,耗氧越多,生成水越多,生成CO2 越少。
由此可知,乙炔、苯耗氧量最少生成CO2 最多,生成水最少。
4、同碳原子数的烷、烯、炔、苯及苯的同系物,其含氢的质量分数为:烷>烯>炔>苯及苯的同系物。
故其耗氧量为:烷>烯>炔>苯及苯的同系物。
三、等物质的量的烃(CxHy )与烃的含氧衍生物在完全燃烧时,①若耗氧相同则该烃的含氧衍生物分子组成符合通式:CxHy( CO2)m( H2O )n,(m、n∈ N ,下同 )如 C2H4 与 C3H6O3 ;②若耗氧量相同且生成CO2 一样多,应具有相同的碳原子数,其分子应符合通式CxHy( H2O )n,如 C2H4 与 C2H6O ;③若耗氧量相同且生成水一样多,应具有相同的氢原子数,其分子式应符合通式 CxHy ( CO2) m,如 C2H6 与 C3H6O2 ,由此可推,等物质的量的两烃的含氧衍生物充分燃烧后,若耗氧相同,则其在分子组成上相差n 个 CO2 或 H2O 或 CO2 和 H2O 的组合,即式量相差44n, 18n, 62n 等等;如 C2H4O 与 C3H6O4 。
四、实验式(最简式)相同的烃或烃的含氧衍生物,不论它们以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧时,所消耗的O2 及燃烧后生成的 CO2 和 H2O 的量均为定值,如C2H2 和C6H6 ,甲醛和葡萄糖等。
典型习题:1、燃烧某混合气体,所生成的CO2 质量一定大于燃烧相同质量的丙烯所产生的CO2 的质量,该混合气体是()A 、丁烯、丙烷B、乙炔、乙烯C、乙炔、丙烷 D 、乙烷、丙烷2、总质量一定,不论以何种比例混合,完全燃烧后耗O2 为常量的是()①乙炔与苯②烯的同系物③甲烷与乙烷④甲醛与乙醇⑤甲醛与乙酸⑥甲醛与甲酸甲酯⑦乙酸与葡萄糖A 、①②⑤⑥⑦B 、①②③C、①②④D、①②④⑤⑥3、有机化合物 A 、 B 分子式不同,它们只可能含有碳、氢、氧元素中的两种或三种。
如果将 A 、B 不论以何种的比例混合,只要物质的量之和不变,完全燃烧时消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变,那么 A 、 B 组成必须满足的条件是。
若 A 是甲烷,则符合上述条件的化合物 B 中相对分子质量最小的是(写分子式),并写出相对分子质量最小的含有( -CH3 )的 B 的两种同分异构体的结构简式。
答: 1、B 2、A3、 A 、B 的分子式中氢原子数相同,且相差n 个碳原子,同时相差 2n 个氧原子( n 为正整数)。
C2H4O2CH3COOH HCOOCH3有机物燃烧规律(三)——“残基法”求有机物分子式“残基法”是根据烃或烃的含氧衍生物燃烧耗氧量和生成CO2 的体积比,求其分子式的一种方法。
具体做法是: 1、根据烃或烃的含氧衍生物燃烧耗氧和生成CO2 的体积比设其分子式的一般形式,我们可把其分为三类:(I )燃烧消耗氧气体积大于生成CO2的体积,其一般形式为:(CxHy) m( H2O ) n( x、y、 m、 n∈ N)(II )燃烧消耗氧气体积等于生成CO2的体积,其一般形式为:Cx(H2O)n (x、 n∈N)(III )燃烧消耗氧气体积,小于生成 CO2 的体积,其一般形式为:( CxOy)m(H2O )n ( x、y、 m、 n∈ N)2、根据消耗 O2 和生成 CO2 的比值,我们只用上述一般式中的前半部分(称之“残基”),由质量守恒求得 x 与 y 的最简比,可得此类有机物的通式。
3、再根据其它性质和条件,确定该有机物的分子式和结构简式。
例如:某有机物在O2 中完全燃烧时,其蒸汽与消耗O2 及生成 CO2 的体积在同温同压下比为 1: 4: 3,该有机物不可能是()A 、 C3H4B 、 C3H8O2C 、 C2H5CHOD 、C2H5COOH解析:据 V (耗 O2)> V (生成 CO2),设其一般形式为:(CxHy ) m( H2O ) n;椐质量守恒 CxHy+4O2→3CO2+y/2H2O可得x=3,y=4;故此类有机物通式为( C3H4 ) m(H2O ) n又该机物燃烧生成 3 倍体积的 CO2,分子中应有三个碳原子,可进一步确定其通式为 C3H4(H2O ) n( n∈ N)故应选 D。
典型习题:化合物 CO、HCOOH 和 OHC —COOH (乙醛酸)分别燃烧时,消耗O2 和生成 CO2 的体积积比都是1: 2,后两者可看成是( CO)H2O 和( CO)2( H2O),也就是说:只要分子式符合(CO) n( H2O) m( m、 n∈ N)的各有机物,它们燃烧时消耗O2 和成 CO2 的体积比总是1: 2。
现有一些只含有C、H 、O 三种元素的有机物,它们燃烧时消耗O2 和生成的 CO2 的体积比是 3:4。
(1)这些有机物中,相对分子质量最小的化合物的分子是。
(2)某两种碳原子数相同的上述有机物,若它们的相对分子质量分别为 a 和 b( a< b),则( b-a)必定是(填入一个数字)的整数倍。
(3)、在这些有机物中有一种化合物,它含有两个羧基。
取0.2625g 该化合物恰好能与25ml0.100mol/L 的 NaOH 溶液完全中和,据此,结合必要的计算和推导,试给出该有机物的相对分子质量和分子式。
答案:提示:利用“残基”法求得该类有机物的通式是(C2O) m( H2O ) n(1) C2H2O2( 2)、 18( 3)、 210、C6H10O8乙酸乙酯的制备3 导气管不要伸到 Na2CO3溶液中去,防止由于加热不均匀,造成Na2CO3 溶液倒吸入加热反应物的试管中。
3.1 :浓硫酸既作催化剂,又做吸水剂,还能做脱水剂。
3.2 :Na2CO3 溶液的作用是:(1) 饱和碳酸钠溶液的作用是冷凝酯蒸气,减小酯在水中的溶解度(利于分层),除出混合在乙酸乙酯中的乙酸,溶解混合在乙酸乙酯中的乙醇。
(2)Na2CO3 能跟挥发出的乙酸反应,生成没有气味的乙酸钠,便于闻到乙酸乙酯的香味。
3.3 :为有利于乙酸乙酯的生成,可采取以下措施:(1) 制备乙酸乙酯时,反应温度不宜过高,保持在 60 ℃~ 70 ℃。
不能使液体沸腾。
(2) 最好使用冰醋酸和无水乙醇。
同时采用乙醇过量的办法。
(3) 起催化作用的浓硫酸的用量很小,但为了除去反应中生成的水,浓硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。
(4) 使用无机盐 Na2CO3溶液吸收挥发出的乙酸。
3.4 :用 Na2CO3 不能用碱( NaOH )的原因。
虽然也能吸收乙酸和乙醇,但是碱会催化乙酸乙酯彻底水解,导致实验失败。
1、各类有机物的通式、及主要化学性质烷烃CnH2n+2 仅含 C— C 键与卤素等发生取代反应、热分解、不与高锰酸钾、溴水、强酸强碱反应烯烃CnH2n 含 C==C 键与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应、加聚反应炔烃CnH2n-2含 C≡C键与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应苯(芳香烃)CnH2n-6 与卤素等发生取代反应、与氢气等发生加成反应(甲苯、乙苯等苯的同系物可以与高锰酸钾发生氧化反应)卤代烃:CnH2n+1X 醇:CnH2n+1OH或 CnH2n+2O有机化合物的性质,主要抓官能团的特性,比如,醇类中,醇羟基的性质: 1.可以与金属钠等反应产生氢气, 2.可以发生消去反应,注意,羟基邻位碳原子上必须要有氢原子, 3.可以被氧气催化氧化,连有羟基的碳原子上必要有氢原子。
4.与羧酸发生酯化反应。
5.可以与氢卤素酸发生取代反应6.醇分子之间可以发生取代反应生成醚。
苯酚:遇到FeCl3 溶液显紫色醛:CnH2nO羧酸:CnH2nO2 酯: CnH2nO2 2 、取代反应包括:卤代、硝化、卤代烃水解、酯的水解、酯化反应等;3、最简式相同的有机物,不论以何种比例混合,只要混和物总质量一定,完全燃烧生成的 CO2、H2O 及耗 O2 的量是不变的。