有机物燃烧问题的两则规律,本文主要内容关键词为:有机物论文,两则论文,规律论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一.气态烃完全燃烧时,反应前后总体积变化规律
[内容]气态烃在氧气中充分燃烧(高于100℃)时, 反应前后总体积变化为:烃分子中氢原子数等于、大于、小于4时, 其总体积变化分别为不变、增大、减小。
[论证]设某气态烃为C[,x]H[,y],其完全燃烧时反应式为:
C[,x]H[,y]+(x+y/4)O[,2]=xCO[,2]+(y/2)H[,2]O △V
1x+y/4x
y/2 y/4-1其中△V=(y/4)-1。可得出y=4时,△V=0;y>4时,△V>0;y<4时,△V<0。
[运用]例1.取某气态烃与过量O[,2]的混合物10L,点火使之反应,再恢复到原来状况(120℃)后仍有10L,将反应后的气体混合物通过浓硫酸,体积减少4L,再通过NaOH溶液,体积变为2L,该烃的分子式为()。
A.CH[,4]
B.C[,2]H[,4]
C.C[,3]H[,6] D.C[,4]H[,8]
[解析]由题意得有机物燃烧后V[,H[,2]O]=V[,CO[,2]],则该有机物中C:H=1:2,再根据上述规律内容,便知烃中氢原子数为4, 应选B。
二.求烃完全燃烧耗氧量的规律
[内容1 ]等质量的烃完全燃烧的耗氧量随氢原子数与碳原子数之比增大而增大。
[论证]由C~CO[,2]~O[,2],4H~2H[,2]O~O[,2]知12g碳、12g氢完全燃烧时可消耗氧气量分别为1mol和3mol。显然完全燃烧时氢的耗氧量是等质量碳的耗氧量的3倍, 也就是说在等质量烃中氢的质量分数越大的烃,燃烧时耗氧量也多。
[运用]例2.等质量的下列烃完全燃烧时,消耗氧气量最多的是()。
A.C[,2]H[,6]B.C[,6]H[,6]C.C[,2]H[,4]D.C[,2]H[,2]
[解析]把待选项的分子式分别简化为A:CH[,3],B:CH,C:CH[,2],D:CH,显然A中氢的质量分数最大,应选A。
[内容2]等物质的量的烃(C[,x]H[,y] )完全燃烧的耗氧量为(x+y/4);若是烃的衍生物, 有机物中的氧元素将结合分子内的氢生成水或结合分子内的碳生成CO[,2],有机物中的卤元素(X), 将结合分子内的氢生成HX等,要扣除“内耗”后,剩余“C[,x]H[,y]”燃烧情况同烃类。
[论证]由各类有机物完全燃烧通式即得。
[运用]例3.等物质的量的下列有机物完全燃烧时,消耗氧气量最多的是()。
A.C[,4]H[,8] B.C[,4]H[,8]O[,2]
C.C[,2]H[,4]O[,3]
D.C[,2]H[,5]Cl
[解析]设四个备选项物质为1mol,则对于A耗氧量为4+8/4 =6;对于B含2个氧原子,内耗CO[,2],剩余C[,3]H[,8],耗氧量为3+8/4=5;对于C含3个氧原子,内耗CO[,2],H[,2]O,剩余CH[,2],耗氧量为1+2/4=1.5;对于D含1个氯原子,内耗HCl,剩余C[,2]H[,4], 耗氧量为2+4/4=3。所以应选A。
跋:向何老师学习之后,想试一例,用数学推导方法加以验证,深感何老师总结得精辟实用,以等质量的C[,3]H[,6]与C[,4]H[,8]为例我推导如下:两稀的最简式均为CH[,2],按何老师的判断燃烧时耗氧量相等。
由方程式
点燃
2C[,3]H[,6]+9O[,2]──→6CO[,2]+6H[,2]O
点燃
C[,4]H[,8]+6O[,2]──→4CO[,2]+4H[,2]O
可知 1molC[,3]H[,6]耗氧4.5mol〔式量42〕
1molC[,4]H[,8]耗氧6mol 〔式量56〕
因为质量相等时,物质的量与式量成反比,所以 56molC[,3]H[,6]与42molC[,4]H[,8]质量相等。
56molC[,3]H[,6]耗氧4.5mol×56=252mol
42molC[,4]H[,8]耗氧6mol×42=252mol耗氧量相等。