烃燃烧通式的有关计算2013.3
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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。
有机物燃烧计算归纳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一、烃及其含氧衍生物完全燃烧时耗氧量规律1.有机物的质量一定时:[1] 烃类物质(CxHy)完全燃烧的耗氧量与x/y成正比;【推导】设烃的质量为m ,含氢的质量分数为ω,有关系式C~O2~CO2 及4H~O2~2H2O可知该厅的耗氧量为:n(O2) = m(1-ω)/12 + mω/4= m/12 +mω/6当m 为定值时,ω值越大,耗氧量就越大。
a 对于等质量的烷烃,碳原子数越多,氢的质量分数越小,耗氧量越小,由此可知CH4的耗氧量最多。
b 对于等质量的单烯烃,因炭、氧的个数比为定值,氢的质量分数也为定值,即耗氧量相等。
c 对于等质量的炔烃,碳原子数越多,氢的质量分数越大,耗氧量越多,由此可知C2H2 的耗氧量最少。
d 等质量烷烃、单烯烃、炔烃,因为氢的质量分数关系导致耗氧量的关系如下:“烷烃﹥烯烃﹥炔烃”。
[2] 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。
2.有机物的物质的量一定时:a 燃烧的通式法:即烃按(x+y/4)耗氧量越多直接比较;烃的衍生物按(x+y/4-z/2)进行比较即可。
b 变形法: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①比较CxHy的耗氧量。
二、烃及其含氧衍生物完全燃烧时生成CO2及H2O量规律1.将CxHy转换为CHy/x,相同质量的烃完全燃烧时y/x值越大,生成水的量越多,而产生的CO2量越少。
y/x相同,耗氧量,生成H2O 及CO2的量相同。
2.有机物的物质的量一定时,有机物完全燃烧时生成的CO2或H2O的物质的量一定,则有机物中碳原子或氢原子的个数一定;若混合物总物质的量一定,不论按何种比例混合,完全燃烧后生成的CO2或H2O的量保持不变,则混合物中各组分中碳或氢原子的个数相同。
有机物燃烧的有关计算技巧舒美钧一.有机物燃烧通式:1.烃的燃烧通式:2.烃的衍生物燃烧通式:二.相同量的有机物在相同条件下充分燃烧,所需氧气量的比较:1.物质的量相同:耗氧量可根据的值来比较。
2.质量相同——采用“”法:当时最大,∴ 烷烃中耗氧最多。
烯烃的耗氧量相同。
当时最小,∴ 在炔烃中耗氧最少。
当时最小,∴ 在其中耗氧最少。
总结:当质量相同的烃完全燃烧时,耗氧量取决于y/x的比值大小,比值越大耗氧量就越大。
三.混合物总量一定时的计算:1.总质量相等,任意混合:生成相等,即含碳量相等;生成相等,即含氢量相等。
(1)相对分子量相等:指同分异构体。
(2)相对分子量不相等:2.总物质的量相等,任意混合耗氧量相等:(1)生成相等:指分子中C原子数相等,即;(2)生成相等:指分子中H原子数相等,即。
四. 混合气体的成分确定:1.差量法:1 (液)1 (气)利用的变化,可确定分子式中含H量。
2.守恒法【典型例题】[例1]在常温常压下,下列烃各,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是()。
A. B. C. D. E.答案:E[例2]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.葡萄糖分析:A.B.C.D.启示:将含氧衍生物中的氧转化为或,意味着这一部分不耗氧,然后再来比较其余部分耗氧量。
[例3]相同质量的烃完全燃烧,消耗量最多的是()。
A.丙烷B.丁烯C.已炔D.苯答案:A分析:一般情况下,烃均可转化为的形式,越大耗氧量越大。
A. B. C. CH D. CH启示:质量相同的有机物完全燃烧:(1)有机物的最简式相同,耗氧量相同。
(2)当烃用表示时,越大,耗氧量越多。
[例4] A、B是相对分子量不相等的两种有机物,无论A、B以何种比例混合只要混合物的总质量不变,完全燃烧后,所产生的水的质量也不变。
试写出两组符合上述情况的有机化合物的化学式,并回答A、B应满足什么条件。
烃的燃烧规律1.烃完全燃烧前后气体体积的变化完全燃烧时的通式:C x H y +⎝⎛⎭⎫x +y 4O 2――→点燃x CO 2+y 2H 2O (1)燃烧后温度高于100 ℃时,水为气态:ΔV =V 后-V 前=y 4-1(烃为气态) ①y =4时,ΔV =0,体积不变;②y >4时,ΔV >0,体积增大;③y <4时,ΔV <0,体积减小。
(2)燃烧后温度低于100 ℃时,水为液态:ΔV =V 前-V 后=y 4+1(烃为气态),体积总是减小。
无论水为气态,还是液态,燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关,而与烃分子中的碳原子数无关。
2.烃完全燃烧时所耗氧气量的规律完全燃烧时的通式:C x H y +⎝⎛⎭⎫x +y 4O 2――→点燃x CO 2+y 2H 2O (1)由烃完全燃烧的通式可知,等物质的量的烃(C x H y )完全燃烧时,耗氧量的大小取决于⎝⎛⎭⎫x +y 4的值,其值越大,耗氧量越大;其值越小,耗氧量越小;若值相同,耗氧量相等。
(2)烃(C x H y )燃烧可看作烃中的C 和H 分别与氧结合。
其关系式为:C + O 2~CO 2 4H + O 2~2H 2O12 g 32 g 4 g 32 g由上面的关系式可知:相同质量的C 和H ,H 的耗氧量大于C 的耗氧量,故质量一定时,烃(C x H y )中氢的质量分数越大,其耗氧量越多,即等质量的烃的耗氧量的多少取决于y x的值的大小,y x 的值越大,耗氧量越多;y x 的值越小,耗氧量越少;y x的值相等,耗氧量相同。
(3)最简式相同的烃,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氧气以及燃烧后生成的二氧化碳和水的量均为定值。
3.含碳量高低与燃烧现象的关系含碳量越高,燃烧现象越明显,表现在火焰越明亮,黑烟越浓,如C 2H 2、C 6H 6(含碳量均为92.3%)燃烧时火焰明亮,伴随有大量浓烟;而含碳量越低,燃烧现象越不明显,往往火焰不明亮,无黑烟,如CH 4(含碳量为75%)就是如此;对于C 2H 4及其他单烯烃(含碳量均为85.7%),燃烧时火焰较明亮,并有少量黑烟。
高中化学烃燃烧的有关计算练习及答案烃燃烧及计算一、烃燃烧耗氧量大小比较烃完全燃烧时的通式:C x H y +(x +y 4)O 2――→点燃xCO 2+y 2H 2O1.等质量的烃(C x H y )完全燃烧,耗氧量与C 百分含量或H 百分含量有关。
C 百分含量越高,烃耗氧越少,或y/x 值越小,耗氧量越少。
2.等质量的烃,若最简式相同,完全燃烧耗氧量相同,且燃烧产物也相同。
推广:最简式相同的烃无论以任何比例混合,只要总质量相同,耗氧量就相同。
3.等物质的量的烃完全燃烧时,耗氧量取决于(x +y 4)值的大小。
其值越大,耗氧量越多。
4.等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(烃的一种衍生物,如乙烯和乙醇)或加成产物的同分异构体完全燃烧时,耗氧量相同。
5.1 mol 烃每增加一个CH 2,耗氧量增多1.5 mol 。
6.1 mol 含相同碳原子数目的烷烃、烯烃、炔烃,耗O 2量依次减少。
例题 1 等质量的下列烃完全燃烧时,所需O 2的量最多的是( )A .C 6H 6B .C 2H 6 C .C 2H 4D .C 4H 6【解析】在等质量前提下,烃中H 百分含量越高耗氧越多,而一个碳原子平均结合的氢原子个数为y x 。
A.C 6H 6:y x =1;B.C 2H 6:y x =3;C.C 2H 4:y x =2;D.C 4H 6:y x =1.5。
【答案】 B二、烃完全燃烧前后气体体积的变化C x H y +(x +y 4)O 2――→点燃xCO 2+y 2H 2O1.燃烧后温度高于100 ℃时,水为气态:ΔV =V 后-V 前=y 4-1y =4时,ΔV =0,体积不变,对应有机物CH 4、C 2H 4和C 3H 4。
y>4时,ΔV>0,体积增大。
y<4时,ΔV<0,体积减小,对应有机物只有CH ≡CH 。
2.燃烧后温度低于100 ℃时,水为液态:ΔV =V 前-V 后=1+y 4,体积总是减小。