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有关有机物燃烧的题型分类解析

来源:摘抄于因特网作者:刘明 点击:所属专题: 有机物燃烧规律
解答有关有机物燃烧的试题时,其根本依据是有机物燃烧的通式: ①烃: C x H y + ( x+ y/4) O 2 → xCO 2 +y/2H 2 O ②烃的衍生物: C x H y O z + ( x+ y/4-z/2) O 2 → xCO 2 +y/2H 2 O 若题中明确给出了烃或烃的衍生物的类别,上面的燃烧通式还可进一步简化,

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解答有关有机物燃烧的试题时,其根本依据是有机物燃烧的通式:
  ①烃: CxHy(xy/4)O2→xCO2y/2H2O
  ②烃的衍生物:CxHyOz+(xy/4-z/2)O2→xCO2y/2H2O
  

若题中明确给出了烃或烃的衍生物的类别,上面的燃烧通式还可进一步简化,
  如烷烃的燃烧:CnH2n+2+(3n+1)/2 O2→nCO2+(n+1)H2O

一、一定物质的量有机物燃烧耗氧量的计算

有关有机物燃烧的试题的解答关键在于耗氧量的计算。一般地:
  ①1mol 烃CHy完全燃烧时的耗氧量为(xy/4)mol,即每摩碳原子消耗1mol O2,每4摩氢原子消耗1mol O2
  ②计算1mol 烃的含氧衍生物完全燃烧的耗氧量时,可先将其中的氧原子折算为水,再将剩余C、H原子按烃的计算方法计算,如C2H5OH 可看作C2H4·H2O,因此其耗氧量与等物质的量的C2H4耗氧量相同。根据情况,也可将氧原子折算为CO2,如HCOOH可看作H2·CO2,故耗氧量与等物质的量的H2相同(折算成的H2O和CO2不消耗氧)
  据此,上面的燃烧通式也能迅速推写出来,而不必死记硬背。

例⒈充分燃烧等物质的量的下列有机物,相同条件下需要相同体积氧气的是(B、D)
  (A)乙烯、乙醛 (B)乙酸乙酯、丙烷(C)乙炔、苯(D)环丙烷、丙醇

涉及这一部分的常见题型是在总物质的量一定的情况下,以任意比例混合的有机物完全燃烧后有关量的讨论,解答这种题目的关键是:总物质的量一定的混合物,不论以何比例混合,只要分子中具有相同的碳(或氢)原子,完全燃烧后产生的CO2(或H2O)的量也一定。若耗氧量一定,则要求各组分在物质的量相同时,耗氧量也相同,这应是常识性知识。

例⒉下列各组有机物中不论二者以什么比例混合,只要总物质的量一定,则完全燃烧时生成水的质量和消耗氧气的质量不变的是(B、D)
  (A)C3H8、C4H6 (B)C3H6、C4H6O2 (C)C2H2、C6H6 (D)CH4O、C3H4O5

二、相同质量的有机物燃烧耗氧量的比较与计算

①质量相同的烃完全燃烧时,y/x越大,耗氧量越多
  ②质量相同的烃完全燃烧时,若y/x相同,即最简式相同,耗氧量相同。此规律可推广到烃的衍生物。
  ③总质量一定的混合物(包括最简式相同的物质组成的混合物),不论以什么比例混合,只要各组分的碳(或氢)的质量分数相同,则生成的CO2(或H2O)的量也为定值。

例⒊下列各组有机物中不论二者以什么比例混合,只要总质量一定,则完全燃烧产生的二氧化碳的质量不变的是(B、D)
  (A)C2H2和C3H6(B)C2H4O2和C6H12O6(C)C3H6和C4H6O2(D)CH4和C10H8O2

三、利用有机物燃烧推断分子式

此类试题在高考命题中频繁出现,解答时应注意以下两点:①涉及反应前后气体体积变化的试题,应注意H2O在题设条件中的聚集状态;②有机物若完全燃烧,O2应足量,即耗氧量小于或等于题设条件中给出氧气的量。

例⒋常温常压下10mL 气态烃与50mL O2(过量)混合并点燃,恢复到原来的状态时剩余35mL 气体,则此烃不可能是(C、D)
  (A)C2H6(B)C3H6 (C)C3H8(D)C4H6

例⒌120℃时,1体积某烃和4体积O2混合,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强,体积不变,该烃分子中所含碳原子数不可能是(D)
  (A)1 (B)2 (C)3(D)4

例⒍两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1升该混合烃与9升氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10升,下列各组混合物中不符合此条件的是(B、D)
  (A)CH4、C2H4 (B)CH4、C3H6 (C)C2H4、C3H4 (D)C2H2、C3H6

例⒎有机化合物A、b分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将A、b不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。那么A、b组成必须满足的条件是A、b的分子式中氢原子数相同,且相差n(个碳原子时),相差2n(个氧原子), 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(写分子式)C2H4O2 ,并写出分子量最小的含有—CH3(甲基)的b的两种同分异构体的结构简式CH3COOH、HCOOCH3

四、平均值规律在解题中的应用

根据数学中的平均值规律,若两个数或多个数的平均值为x,则至少有一个数比x大,一个数比x小。这一常识性规律在涉及平均式量及有机物分子式的推断的试题的解答中,往往可以起到事半功倍的作用。

例⒏两种气态烃组成的混合气体0.1mol,完全燃烧得0.16mol CO2和3.6g H2O,则下列关于混合气体组成的推断正确的是(A、C)
  (A)一定有甲烷(B)一定是甲烷和乙烯(C)一定没有乙烷 (D)一定有乙炔

此外,某些情况下还应考虑到分子组成中碳原子数≤4 的烃在标准状况下为气体。

【习题】

⒈相同物质的量的下列物质完全燃烧耗氧量最小的是(C)
  (A)甲醇 (B)乙醇 (C)甲酸 (D)乙酸

⒉相同质量的下列烃完全燃烧时耗氧量最多的是(D)
  (A)C10H8 (B)C7H8 (C)C3H6 (D)C17H36

⒊ m mol C2H2和n mol H2在密闭容器中反应,达到平衡时生成p mol C2H4,将平衡混合气体完全燃烧生成CO2和H2O,所需O2的物质的量是(D)
  (A)(3m+n)mol (B)(5m/2 +n/2-p)mol(C)(3m+n+2p)mol (D)(5m/2+n/2)mol

⒋分别燃烧下列各组物质中的两种有机化合物,所得CO2和H2O的物质的量之比相同的有(C、D)
  (A)乙烯、丁二烯 (B)乙醇、有关有机物燃烧的题型分类解析乙醚 (C)醋酸、葡萄糖(D)苯、苯酚

⒌ A、b两种有机物组成的混合物,当其质量一定时,无论A、b以任何比例混合,完全燃烧产生的二氧化碳的量均相等,符合上述条件的是①同分异构体 ② 同系物 ③具有相同的最简式 ④含碳的质量分数相等(B)
  (A)① ③ (B)① ③ ④ (C)① ② ④(D)① ④

⒍某混合气体由两种气态烃组成,取2.24L 该混合气体完全燃烧后得到4.48L CO2(体积已折算为标准状况)和3.6g 水,则这两种气体可能是(B、E)
  (A)CH4和C3H8 (B)CH4和C3H4 (C)C2H4和C3H4(D)C2H4和C2H6 (E)C2H2和C2H6

⒎燃烧下列混合气体产生CO2的量一定小于燃烧相同质量的丙烯所产生CO2的量的是(A、E)
  (A)乙烯、丙烷(B)乙炔、乙烯(C)乙炔、丙烷 (D)乙烯、丙烯(E)乙烷、环丙烷

a mL 三种气态烃混合物与足量O2混合点燃后恢复到原来状态(常温常压),气体体积缩小2a mL,这三种烃不可能的组合是(B)
  (A)CH4、C2H4、C3H4这三种烃以任意比例混合
  (B)C2H6、C4H6、C2H2以2∶1∶2的物质的量之比混合
  (C)CH4、C3H6、C2H2以B∶A∶a 的物质的量之比混合
  (D)C3H8、C4H8、C2H2以11∶14∶26 的质量比混合

(责任编辑:化学自习室)
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