烃类物质燃烧规律总结
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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。
有关烃燃烧的规律一、烷烯炔各类烃含碳(或氢)质量分数的变化规律:1.烷烃:C n H2n+2(n≥1)W(C)=12n/(14n+2)×100% 随n的增大,烷烃W(C)逐渐增大,但永远小于85.7%。
甲烷是烷烃中W(H)最高的。
2.烯烃(或环烷烃):C n H2n(n≥2)W(C)=12n/14n×100%=85.7%即烯烃的W(C)是固定不变的。
3.炔烃(或二烯烃):C n H2n-2(n≥2)W(C)=12n/(14n-2)×100% 随n的增大,炔烃W(C)逐渐减小,但总比烯烃的W(C)高,即总大于85.7%。
乙炔是炔烃中含碳量最高的。
二、烃的燃烧规律:烃的可燃性是烃的一个基本性质,有关烃的燃烧计算和比较是中学化学中常见的习题,掌握烃的燃烧规律,对解决这类习题会起到事半功倍的效果。
烃类燃烧可用通式表示:CxHy + (x+y/4)O2 →xCO2 + y/2H2O1..等物质的量的不同烃燃烧时的耗氧规律:(1)耗O2量取决于(x+y/4),(x+y/4)越大,消耗氧气越多。
(2)产生CO2的量取决于x,x越大,产生CO2的量越多。
(3)产生H2O的量取决于y,y越大,产生H2O的量越多。
例1:等物质的量的CH4、C2H4、C2H2,分别在足量氧气中完全燃烧,以下说法正确的是()A.C2H2含碳量最高,燃烧生成的CO2最多B.C2H2燃烧时火焰最明亮C.CH4含氢量最高,燃烧生成的水最多D.CH4、C2H4燃烧生成的水质量不同,消耗的氧气不同。
例2:1molCxHy(烃)完全燃烧需要5molO2,则X与Y之和可能是( )A.X+Y=5 B.X+Y=7 C.X+Y=11 D.X+Y=92.等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律:1molC(12g)消耗1mol O2,而4molH(4g)也消耗1molO2,故质量相等的不同烃完全燃烧时,氢元素的质量分数H%越大,消耗O2越多,产生的H2O越多;反之碳元素的质量分数C%越大,消耗O2越少,产生的CO2则越多。
烃类完全燃烧的计算规律高中有机化学的学习中,经常涉及烃类完全燃烧的计算的题目。
如何解决这一类题目,既是难点,也是重点内容之一。
为了使同学们熟练解题,系统掌握基础知识,现将有关规律总结如下,供大家参考。
一、烃类完全燃烧的通式CxHy + (x+y/4)O2→xCO2 + (y/2)H2O二、烃类完全燃烧前后体积(分子总数)的变化规律1、同温同压下,1体积烃类完全燃烧,当生成的水为气态时(温度高于100℃)△V = V前– V后= 1 + x + y/4 – x – y/2 =1 – y/4当△V ? 0时, V前? V后,则燃烧前后气体的体积减小,此时y ? 4当△V?0时, V前?V后,则燃烧前后气体的体积减小,此时y ?4当△V =0时, V前= V后,则燃烧前后气体的体积减小,此时y = 4可见,当温度高于100℃时,燃烧前后的体积的变化与碳原子数无关,与氢原子数有关。
例如:150℃时,CH4、C2H4完全燃烧前后的体积不变(即分子数不变),而C2H2燃烧前后的体积变小,C2H6等氢原子数大于4的烃燃烧前后的体积变大。
对于混合气体,求氢原子的平均原子数,亦可适用。
练习1:120℃时,下列气体物质(或混合物)各 a mol,在氧气中完全燃烧,燃烧前后体积不变的有(),燃烧前的体积大于燃烧后的体积的有(),燃烧前的体积小于燃烧后的体积的有()。
A、C2H2B、C2H4与C2H2C、C2H2与C3H6(1:1)D、C3H8与CH4(1:1)E、C2H4与C3H4答案:(C、E); (A、B); (D)2、同温同压下,1体积烃类完全燃烧,当生成的水为液态时(温度低于100℃)。
△V = V前– V后= 1 + x + y/4 – x =1 + y/4则必然△V ? 0, V前? V后,则燃烧前后气体的体积一定减小,这取决于氢原子数,氢原子数越多,体积减少的越多。
例如:在50℃时,1mol的C2H6燃烧前后气体体积减少要比1mol的C2H4体积减少的多。
烃的燃烧规律总结一、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()、生成二氧化碳量()、生成水量()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,燃烧时2. 质量相同的烃,燃烧时也就是说:(1)质量相同的含氢质量分数大的烃,燃烧时耗氧量大、生成二氧化碳量小、生成水量大。
(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。
因此,可以将看作为混合烃的“平均分子式”。
这样就找到了将“混合烃”转换成“单一烃”的支点,从而根据“一大一小法”或“十字交叉法”就很容易求解出混合物中具有哪些组份以及这些组份的物质的量分数。
六、典型例题1. 常温常压下,取物质的量相同的下列四种气态烃,分别在氧气中完全燃烧,消耗氧气最多的是( )A.甲烷B.乙烷C. 丙烷D.丁烷2. 等质量的下列烃完全燃烧时,消耗氧气最多的是( )A.CH4B.C2H6C.C3H8D.C6H63.两种气态烃以一定比例混合,在105℃时,1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体的体积为11L,下列各组混合烃中不符合此条件的是()A.C3H6 C4H10 B.CH4 C3H8 C.C2H4 C4H10 D.C3H8 C4H84.燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物,生成3.58 L CO2(标准状况)和3.6g H2O,则混合气体中()A.一定有甲烷 B.一定有乙烷C.一定无甲烷D.一定有丙烷5. 时,2 L常见烃A的蒸气能在b L氧气中完全燃烧,反应后体积增至(b+4) L(体积在同前的条件下测定)。
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。
烃燃烧规律及应用例析烃燃烧知识是有机化学的一个重点内容,经常利用烃燃烧实验进行计算推导烃的分子式或烃的混合物中的成分问题。
一、燃烧规律根据烃燃烧的化学方程式C n H m + (n + m/4)O2→nCO2 + m/2 H2O可知有如下规律:①等物质的量的烃完全燃烧时,耗氧量的多少决定于n的值,n的值越大,耗氧量越多。
②等质量的烃完全燃烧时,耗氧量的多少决定于氢的质量分数,即m/n的值,m/n越大,耗氧量越多。
③最简式相同的烃无论以何种比例混合,都有混合物中碳氢元素的质量比和质量分数都不变;一定质量的混合烃完全燃烧时消耗O2的质量不变,生成的CO2和H2O的质量不变。
④对气态烃完全燃烧时,若温度低于100℃则反应后的气体体积一定减少为(1+m/4),若温度高于100℃时,则存在:m=4时,完全燃烧前后气体的体积不变;m<4时,完全燃烧后气体的体积减少;m>4时,完全燃烧后气体的体积增大。
二、典题例析:1、判断耗氧量及水或二氧化碳的生成多少问题例1、下列各组物质中各有两组份,两组份各取1摩尔,在足量氧气中燃烧,两者耗氧量不相同的是()A .乙烯和乙醇B .乙炔和乙醛C .乙烷和乙酸甲酯D .乙醇和乙酸解析:本题是烃燃烧规律的灵活运用问题。
CH3CH2OH(乙醇)可改写成C2H4·H2O,故它和C2H4的耗氧量相等;CH3CHO(乙醛)可改写成C2H2·H2O,故它和C2H2的耗氧量相等;CH3COOCH3(乙酸甲酯)可改写成C2H6·CO2,故它和C2H6的耗氧量相等。
CH3COOH (乙酸)可改写成CH4·CO2或C2·2H2O。
答案:D。
2、推断烃的分子式例2.充分燃烧某液态芳香烃X,并收集产生的全部水,恢复到室温时得到水的质量跟原芳香烃X的质量相等。
则X的分子式是()A.C10H14B.C11H16C.C12H18D.C13H20解析:由燃烧通式C n H m + (n + m/4)O2→nCO2 + m/2 H2O 及“得到水的质量跟原芳香烃X的质量相等”可知芳香烃中碳的质量与水中氧的质量与相等,故芳香烃中碳与氢的质量比恰好是水中氧与氢的质量比。
烃燃烧的几条规律烃的燃烧通式是:CxHy +(X+y/4 )O2 →xCO2 + y/2 H2O(1)当温度高于100℃,生成物全部是气体,气体体积变化量为:△V=V前-V后=1- 分三种情况:①当y=4时,△V=0,体积不变。
②当y<4时,△V>0,体积减小。
③当y>4时,△V<0,体积增大。
通常把△V=0的情况称为氢4规律,即分子中含有4个氢原子的烃分子在温度高于100℃时完全燃烧,反应前后气体体积不变,如CH4、C2H4、C3H4等,与碳原子数无关。
反过来也可以根据燃烧前后体积不变来判断烃的分子组成。
(2)当室温(或者低于100℃)时烃完全燃烧,由于水是液体,体积计算时水的体积被忽略,则△V=1+,此时,△V均大于0,即体积不会不变,也不会增加,只能减小。
一、烃完全燃烧耗氧量的比较1、等物质的量的烃燃烧耗氧量的计算对于1molCxHy ,消耗氧气物质的量为(x+y/4 )mol,显然(x+ y/4)值越大,耗氧量越多。
[练习]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(D )A CH4B C2H6C C3H8D C4H102、等质量的烃燃烧耗氧量的计算由于等质量的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。
因此等质量的不同烃完全燃烧,烃中H的质量分数越大,耗氧量越多。
等质量的烃完全燃烧时,耗氧量的多少决定于氢的质量分数,即y/x的值,y/x越大,耗氧量越多[练习]等质量的下列烃完全燃烧时,消耗氧气最多的是(A )A CH4B C2H6C C3H8D C6H6二、烃燃烧时生成的CO2和H2O的量的比较1、等物质的量的烃燃烧生成CO2和H2O的量的比较对烃CxHy来说,x越大,生成CO2越多,y越大,生成H2O越多。
2、等质量的烃燃烧生成CO2和H2O的量的比较等质量的两种烃,如果C的质量分数越大,则生成CO2的质量越多,生成H20的质量越少。