有机化合物的燃烧规律及应用_有机物论文

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有机物燃烧是高考常考的知识点,要熟练快速解准此类试题,掌握有机物燃烧的主要规律是关键。

一、规律

通过有机物的两个燃烧通式:

烃类 C[,x]H[,y]+(x+(y/4))O[,2]xCO[,2]+(y/2)H[,2]O

烃的含氧衍生物类

C[,x]H[,y]O[,z]+(x+(y/4)-(z/2))O[,2]xCO[,2]+(y/2)H[,2]O

可推导出以下规律:

规律一 等物质的量的烃(C[,x]H[,y])完全燃烧,(x+(y/4))值越大,耗O[,2]越多;反之越小;

规律二 等物质的量的烃的含氧衍生物(C[,x]H[,y]O[,z])完全燃烧,(x+(y/4)-(z/2))值越大,耗O[,2]越多;反之越小。

规律三 等质量的烃(C[,x]H[,y])完全燃烧,y/x值越大,耗O[,2]越多;反之越小。

规律四 1体积烃(C[,x]H[,y])完全燃烧,若生成的水为液体时,则气体体积减少

△V=(1+x+(y/4))-x(体积)=1+(y/4)(体积)

规律五 烃(C[,x]H[,y])完全燃烧,若生成的水为气态时且y=4时,反应前后气体体积不变;y<4时,反应后气体体积缩小;当y>4时,反应后气体体积增大。

规律六 有机物完全燃烧后,当(n[,CO[,2]])/(n[,H[,2]O])<1时,为烷烃或饱和醇;当(n[,CO[,2]])/(n[,H[,2]O])=1时,符合通式为C[,n]H[,2n]O[,x](x=0,1,2……)的有机物;当(n[,CO[,2]])/(n[,H[,2]O])>1时,为炔烃或苯的同系物以及稠环芳香烃。

规律七 最简式相同的有机物,只要总质量一定,无论以什么比例混合,完全燃烧后生成的CO[,2]和H[,2]O及耗O[,2]量分别一定。

规律八 含碳质量分数相同的有机物,只要总质量一定,无论以什么比例混合,完全燃烧后生成的CO[,2]量一定;含氢质量分数相同的有机物,只要总质量一定,无论以什么比例混合,完全燃烧后生成的H[,2]O量一定。

规律九 分子内含碳原子数相同的有机物,只要物质的量一定,无论以什么比例混合,完全燃烧后生成的CO[,2]量一定;分子内含氢原子数相同的有机物,只要总物质的量一定,无论以什么比例混合,完全燃烧生成的H[,2]O量一定。

规律十 分子式为C[,x]H[,y]与分子式可变形为C[,x]H[,y](CO[,2])[,a]或C[,x]H[,y](H[,2]O)[,b]或C[,x]H[,y](CO[,2])[,a](H[,2]O)[,b]的有机物组成的混合物[或分子式为C[,x]H[,y]O[,z]的有机物与分子式可变形为C[,x]H[,y]O[,z](CO[,2])[,a]或C[,x]H[,Y]O[,z](H[,2]O)[,b]或C[,x]H[,y]O[,z](CO[,2])[,a](H[,2]O)[,b]的有机物组成的混合物]只要总物质的量一定,无论以什么比例混合,完全燃烧耗O[,2]量为一定值。

二、运用

运用上述规律解题就容易得多了。

例1 10ml某气态烃在50ml的O[,2]中完全燃烧,生成液态水和体积为35ml的混合气体(气体体积均在同一条件下测定),则该烃可能是()

A.乙烷B.丙烷

C.丙烯D.丁炔

解析 根据规律四,1体积烃C[,x]H[,y]完全燃烧后要使气体体积减少(1+(y/4))体积,则10ml烃完全燃烧后就使气体体积减少10(1+(y/4))ml。

故10(1+(y/4))ml=10ml+50ml-35ml(1)

又根据烃的燃烧通式可知:10ml烃完全燃烧耗氧量:

10(x+(y/4))ml≤50ml(2)

解(1)(2)式得x≤3.5,y=6,答案为A、C。

例2 A、B两种有机物组成的混合物,当混合物质量一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧产生的CO[,2]的量均相等。A、B之间一定属于:①同分异构体;②同系物;③具有相同的最简式;④含碳的质量分数相同,其中正确的是()

A.①②③B.②③④

C.①③④D.①②③④

解析 根据规律七和规律八可知①、③、④符合题的条件,对②只有烯烃符合题的条件,其它类别的有机物就不符合,故答案为C。

例3 两种气态烃以任意比例混合,在105℃对1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积为10L,下列各组混合烃中不符合此条件的是()

A.CH[,4] C[,2]H[,4] B.CH[,4] C[,3]H[,6]

C.C[,2]H[,4] C[,3]H[,4]D.C[,2]H[,2] C[,3]H[,6]

解析 根据规律五可知要使反应前后混合气体的总体积不变的话,混合烃中的氢原子平均数一定等于4,B、D中的平均氢原子数不等于4。答案为B、D。

例4 1体积某烃的蒸气完全燃烧生成的CO[,2]比水蒸气少1体积(在同温同压下测定),0.1ml该烃完全燃烧的产物被碱石灰吸收,碱石灰增重39g,求该烃的分子式。

解析 此烃完全燃烧后(n[,CO[,2]])/(n[,H[,2]O])<1,根据规律六可知该烃应为烷烃,分子式符合通式C[,n]H[,2n+2]。

C[,n]H[,2n+2]+((3n+1)/2)O[,2]nCO[,2]+(n+1)H[,2]O

0.1mol烷烃完全燃烧后生成的CO[,2]、H[,2]O的物质的量分别为0.1nmol、0.1(n+1)mol则0.1n×44+0.1(n+1)×18=39,解之n=6,答案为C[,6]H[,14]。

例5 A为烃,B是烃的含氧衍生物。由等物质的量的A和B组成的混合物0.05mol在0.125mol的氧气中恰好完全燃烧,生成0.1molCO[,2]和0.1molH[,2]O。试通过计算回答:

(1)从分子式的角度看,该混合物组成可能有______种。

(2)另取一定量的A和B完全燃烧,将其以任意物质的量比混合,且物质的量之和一定。

①若耗氧量一定,则A、B的分子式分别是______、________。

②若生成的CO[,2]和H[,2]O的物质的量一定,则A、B的分子式分别是_______、_______。

(3)另取a mol的以任意比混合的A和B的混合物在过量的氧气中完全燃烧。

①若耗氧量为定值,则该值为_______mol(用含a的代数式表示,下同);

②若生成物CO[,2]的量为定值,则生成水的质量范围为________。

解析 (1)由题意得出:由A、B等物质的量组成的混合物平均分子式组成为C[,2]H[,4]O,故A、B分子式分别为①CH[,4]、C[,3]H[,4]O[,2];②C[,2]H[,6]、C[,2]H[,2]O[,2];③C[,2]H[,4]、C[,2]H[,4]O[,2];④C[,2]H[,2]、C[,2]H[,6]O[,2];⑤C[,3]H[,6]、CH[,2]O[,2]。答案5种。

(2)①A、B分子式分别应为C[,2]H[,2]、C[,2]H[,6]O[,2],因C[,2]H[,6]O[,2]可变形为C[,2]H[,2]·2H[,2]O符合规律十。

②根据规律九可知A、B分子内的碳、氢原子数应分别相等,故A、B的分子式分别为C[,2]H[,4]、C[,2]H[,4]O[,2]。

(3)①A、B分子式分别应为C[,2]H[,2]、C[,2]H[,6]O[,2],a mol混合物完全燃烧耗氧量相当于a molC[,2]H[,2]完全燃烧的耗氧量,答案2.5a mol。

②根据规律九可知A、B分子内的碳分子数应相等,则A、B的可能组合为a.C[,2]H[,6]、C[,2]H[,2]O[,2];b.C[,2]H[,4]、C[,2]H[,4]O[,2];c.C[,2]H[,2]、C[,2]H[,6]O[,2]。因b组生成水量为定值,a、b组生成水的质量最小为18ag,最大为54ag,所以答案为18ag<mH[,2]O<54ag。

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