高二化学有机物的燃烧规律
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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点内容,许多学生对这些知识点往往容易产生混淆,现将其归纳总结如下:有机物完全燃烧的两个通式:一. 有机物的质量一定时:1.等质量的烃类物质(CxHy)完全燃烧的耗氧量与y/x 成正比。
2.有机物不论按何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧后有关量的讨论⑴当两种有机物最简式相同时有机物不论按何种比例混合,只要总质量一定生成CO2的量总为恒量;完全燃烧后生成H2O的量总为恒量;耗氧的量总为恒量。
⑵有机物不论按何种比例混合,只要总质量一定当两种有机物含C%相同时,完全燃烧后生成CO2的量总为恒量;当两种有机物含H%相同时,完全燃烧后生成H2O的量总为恒量.⑶燃烧时耗氧量相同,则两者的关系为:⑴同分异构体或⑵最简式相同例1:分别取等质量的甲烷和A(某饱和一元醇)、B(某饱和一元醛),若它们完全燃烧,分别生成了物质的量相同的CO2 .则:⑴A的分子式为_______;B的分子式为_______,⑵写出符合上述要求时,CH4和A、B的分子组成必须满足的条件是__________(以n表示碳原子数,m表示氧原子数,只写通式)。
解析:A、B中的碳的质量分数与甲烷中相同,⑴中A、B的分子式只要结合醇、醛的通式就可以求出答案。
⑵的通式推导抓住每少16个氢原子增加一个氧原子即可。
答案:(1)A.C9H20O B.C8H16O (2)CnH4n-16mOm二.有机物的物质的量一定时:1..比较判断耗氧量的方法⑴.烃类物质(CxHy),由(x+ )大小决定。
⑵.若属于烃的含氧衍生物,先将分子中的氧原子结合氢或碳改写成H2O或CO2的形式,即将含氧衍生物改写为CxHy・(H2O)n或CxHy・(CO2)m或CxHy・(H2O)n・(CO2)m形式,再按⑴比较CxHy的耗氧量。
2.有机物不论按何种比例混合,只要混合物总物质的量一定当两种有机物中碳原子个数相同时,完全燃烧后生成CO2的量总为恒量;当两种有机物中氢原子个数相同时,完全燃烧后生成H2O的量总为恒量。
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。
•有机物燃烧消耗氧气的量:(1)烃类烃类(CxHy)完全燃烧的通式为CxHy+(x+y/4)O2xCO2+y/2H2O烃类完全燃烧时耗氧量大小的分为以下两种情况:规律一、等物质的量的烃类完全燃烧时,其耗氧量的大小取决于(x+y/4)值的大下,该值越大,耗氧量越多。
推导:因为每摩的烃完全燃烧时,耗氧量为x+y/4摩,所以等物质的量的烃完全燃烧时,其耗氧量的大小必然就取决于(x+y/4)值的大下,该值越大,耗氧量越多。
规律二、等质量的烃类完全燃烧时,其耗氧量的大小取决于(y/x)值的大下,该值越大,耗氧量越多。
(2)烃的含氧衍生物完全燃烧的化学方程式为:CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2xCO2+y/2H2O规律一、物质的量相等的烃的含氧衍生物完全燃烧时耗氧量大小取决于(x+y/4-z/2)值的大下,该值越大,耗氧量越多。
规律二、总质量一定的混合物,只要各组分的最简式相同,则完全燃烧时,其耗氧量为定值而与混合物各组分的含量无关,始终等于同质量的某单一组分完全燃烧时的耗氧量。
规律三、总物质的量一定的混合物,只要各组分每摩物质的耗氧量相同,则完全燃烧时,其耗氧量为定值而与混合物中各组分的含量无关。
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。
(1)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。
有机物燃烧规律烃和烃的含氧衍生物燃烧的化学方程式CXHY+x+O2→xCO2+H2OCXHYOz+O2→xCO2+H2O注意1有机物的状态2产物中水的状态即反应温度一有机物完全燃烧时的耗氧量规律1等物质的量的烃完全燃烧时消耗氧气的量决定于xy4的值此值越大耗氧量越多2等物质的量的烃的含氧衍生物CXHYOZ完全燃烧消耗氧气的量可把分子式写成不耗氧的CO2 和H2O 后剩余部分再比较如C3H6O3 就可写成C2H4 CO2 H2O 例1 充分燃烧等物质的量的下列有机物在相同条件下需要氧气最多的是A 乙酸乙酯B 异丁烷C 乙醇D 葡萄糖例2燃烧等物质的量的下列各组物质耗氧量不相同的是A.乙烷与丙酸B.乙烯与乙二醇C.乙炔与乙醛D.乙炔与乙二醇B 例有机化合物AB 分子式不同它们只可能含碳氢氧元素中的两种或三种且等物质的量的AB 完全燃烧时消耗O2 的量相同则AB 分子组成需满足什么条件若A 为苯则B 的分子式可能为物质的量相同的烃或烃的衍生物完全燃烧耗氧量相同的有机物可能出现的情况有如下几种1同分异构体因其分子式相同故耗氧量相同2分子式不同烃分子式符合CnHmCn1Hm-4 或Cn-1Hm4其耗氧量必相同3含氧衍生物若把分子式写成不耗氧的CO2 和H2O 后剩余部分相同其耗氧量也就相同符合上述条件的有机物组成的混合物无论以何种比例混合只要总的物质的量一定耗O2 量为定值等于同物质的量的任一组分的耗氧量.某有机物CxHmOn 完全燃烧时需氧气的物质的量是该有机物的x 倍则该有机物分子式中xmn 的关系不可能的是Ax:m:n=1:2:1 Bm:n=2:1 Cm ≥2x+2 Dm<2x+2 例有机物AB 只可能烃或烃的含氧衍生物等物质的量的A 和B 完全燃烧时消耗氧气的量相等则A 和B 的分子量相差不可能为 n 为正整数A8n B14n C18n D44n B 例.等质量的下列烃完全燃烧生成CO2 和H2O 时耗氧量最多的是A.C2H6 B.C3H8 C.C4H10 D.C5H12 A 3等质量的烃完全燃烧时消耗氧气的量决定于CxHy 中yx 的值此值越大耗氧量越多的值越大H 越高C 越低消耗的O2 的量越多生成H2O 的量越多生成CO2 的量越少4烃的含氧衍生物改写为CxHy·H2On 或CxHy·CO2m 或CxHy·H2On·CO2m 形式再比较CxHy 的耗氧量例等质量的CnH2n O 和CmH2m O2 分别完全燃烧时消耗O2 的量相等则n 和m 的数学关系为等质量的具有相同最简式的有机物完全燃烧时耗O2 量生成CO2 量H2O 量均分别相同最简式相同的有机物无论以何种比例混合只要总质量一定耗O2 量生成CO2 量H2O 量均为定值二关于燃烧产物1等物质的量的烃CXHY或烃的含氧衍生物CXHYOZ完全燃烧x越大生成二氧化碳的量就越多y 越大生成水的量就越多以任意比例混合的有机物当产生二氧化碳相同时所含碳原子数相同当产生水相同时所含氢原子数相同例有机化合物AB分子式不同它们只可能含碳氢氧元素中的两种或三种如果AB不论以何种比例混合只要其物质的量之和不变完全燃烧时所耗O2和生成的水的物质的量也不变那么AB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中分子量最小的是并写出分子量最小的含甲基的B的2种同分异构体的结构简式化学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C2H4O2CH3COOHHCOOCH3 2等质量的烃CXHY 或烃的含氧衍生物CXHYOZ 完全燃烧H 越高生成H2O 的量越多C 越高生成CO2 的量越多AB 两种有机物无论以何种比例混和只要总质量一定完全燃烧时生成CO2 量均为定值则1 AB 两种有机物之间的关系可能是①同分异构体②同系物③最简式相同④碳元素质量分数相同 A①②③B ②③④C ①③④D ①②③④2 AB 两种有机物之间必须满足的关系是A 同分异构体B 同系物C 最简式相同D 碳元素质量分数相同以任意质量比混合的有机物当产生二氧化碳相同时则C 相同当产生水相同时则H 相同最简式相同的有机物无论以何种比例混合只要总质量相同生成的CO2 和H2O 的量均相同例分别取等质量的甲烷和A某饱和一元醇B 某饱和一元醛C 某稠环芳香烃含氧衍生物若它们完全燃烧分别生成了物质的量相同的CO2 则⑴A 的分子式为_______ B 的分子式为_______C 的分子式为_________ C 的分子式有多种可能只写分子量最小的一种⑵写出符合上述要求时CH4 和ABC 的分子组成必须满足的条件是__________以n 表示碳原子数m 表示氧原子数只写通式C9H20OC8H16O C10H8O2 CnH4n-16mOm 如何寻找最简式不同但C%相等的有机物如何寻找最简式不同但H 相等的有机物①若分子量不变保持H 原子数不变用三个O 与四个C 互相替换此时H 不变如C8H8O3 与C12H8②也可以分子量成倍数但H 相等如C8H8O3 与C6H43.燃烧后只生成二氧化碳和水的物质可能是烃或烃的含氧衍生物若产生CO2 和水蒸气的体积相同说明该有机物中CH 原子个数比为1∶2可能是CnH2n 烯烃或环烷烃也可能是CnH2nOz 醛酮羧酸或酯4生成的CO2 的物质的量等于消耗的O2 的物质的量的情况符合通式Cn·H2Om 例在通常条件下只含CHO 的某些有机化合物在足量O2 中充分燃烧恢复到室温时其燃烧所消耗O2 的物质的量与燃烧后所产生气体的物质的量相等1写出符合上述条件的有机物的通式_______ 2在符合条件的有机物中若分子中含有一个碳原子则该物质的结构简式____若分子中含二个碳原子写出对应的二种物质的结构简式_______________3若符合题设条件的物质为酚类化合物已知该物质的一卤代物卤原子直接取代苯环上的氢原子只有一种则该酚类化合物的结构简式______三由烃燃烧前后气体的体积差推断烃的组成CxHy X Y4 O2 →X CO2 Y2 H2O △V 1X+Y4 X Y2 V 后-V 前当温度100℃水为气态△V=XY2-1-XY2 Y4 -1 ①当△V 0Y4 1Y 4分子式中H 大于4的气态烃都符合②当△V0Y41Y4CH4C2H4C3H4C4H4 符合③当△V0Y4 1Y 4只有C2H2 符合例两种气态烃以任意比例混合在105℃时1 L 该混合烃与9 L 氧气混合充分燃烧后恢复到原状态所得气体体积仍是10 L 下列各组混合烃中不符合此条件的是 ACH4 C2H4 BCH4C3H6 CC2H4 C3H4 DC2H2 C3H6B D 常温常压下某气态烃和氧气的混和物aL经点燃且完全燃烧后得到bL 气体常温常压下则a 和b 的大小关系为 A ab B abC abD a≥b 在100℃以下任何烃和氧气的混和物完全燃烧反应后气体体积都是减小的例化合物COHCOOH 和OHC-COOH乙醛酸分别燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比都是12后两者的分子式可以分别看成是 COH2O 和 CO2H2O也就是说只要分子式符合COmH2Onn和m均为正整数的各种有机物它们燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比总是12现有一些只含CHO三种元素的有机物它们燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比是34〈1〉这些有机物中分子量最小的化合物的分子式是〈2〉某两种碳原子相同的上述有机物若它们的分子量分别为a和ba〈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02625g该化合物恰好能跟2500mL01000mol/LNaOH 溶液完全中和由此可以计算得知该化合物的分子量应是并可推导出它的分子式应是C2H2O2 18 210 C6H10O8。