专题三有机物燃烧规律及有机化学计算

1专题三有机物燃烧规律及有机化学计算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：有机物完全燃烧的通式：烃：OHyxCOOyxCxHy2222)4(烃的衍生物：OHyxCOOzyxCxHyOz2222)24(二.有机物的物质的量一定时：（一）.比较判断耗氧量的方法步聚：①若属于烃类物质，根据分子中碳、氢原子个数越多，耗氧量越多直接比较；若碳、氢原子数都不同且一多一少，则可以按1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相当转换成碳或氢原子个数相同后再进行比较即可。②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。例1.相同物质的量的下列有机物，充分燃烧，消耗氧气量相同的是A．C3H4和C2H6B．C3H6和C3H8OC．C3H6O2和C3H8OD．C3H8O和C4H6O2解析：A中C3H4的耗氧量相当于C2H8,B、C、D中的C3H8O可改写为C3H6·(H2O),C中的C3H6O2可改为C3H2·(H2O)2,D中的C4H6O2可改为C3H6·(CO2),显然答案为B、D。例2．1molCxHy(烃)完全燃烧需要5molO2，则X与Y之和可能是A．X+Y=5B．X+Y=7C．X+Y=11D．X+Y=9解析：根据烃燃烧通式可知，1molCxHy的耗氧量为54,)4(yxmolyx即，讨论易知，当x=3,y=8时合理，答案为C。例3：有机物A、B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的相对分子质量相差不可能为(n为正整数)()A.8nB.14nC.18nD.44n解析:A中的一个碳原子被B中的四个氢原子代替,A和B的分子量相差8的倍数,即答案A.如果A和B的分子组成相差若干个H2O或CO2,耗氧量也不变，即分别对应答案C和D。（二）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。例4.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不论以何种比例混和,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时所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.若A是甲烷,则符合上述条件的化合物B中,相对分子质量最小的是(写出分子式),并写出相对分子质量最小的含有甲基(-CH3)的B的2种同分异构体结构简式:2解析：A、B不论以何种比例混和,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时生成的水的物质的量也不变，说明A、B中氢原子个数相同，所消耗的氧气也不变，则相差的碳原子应表示为(CO2)n的形式。答案：A、B的分子式中氢原子数相同,且相差n个碳原子,同时相差2n个氧原子(n为正整数)；C2H4O2,CH3COOH、HCOOCH3二.有机物的质量一定时：1.烃类物质(CxHy)完全燃烧的耗氧量与xy成正比.2.有机物完全燃烧时生成的CO2或H2O的物质的量一定，则有机物中含碳或氢的质量分数一定；若混合物总质量一定，不论按何种比例混合，完全燃烧后生成的CO2或H2O的物质的量保持不变，则混合物中各组分含碳或氢的质量分数相同。3.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5.下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同的是A．50g乙醇和50g甲醚B．100g乙炔和100g苯C．200g甲醛和200g乙酸D．100g甲烷和100g乙烷解析：A中的乙醇和甲醚互为同分异构体，B、C中两组物质的最简式相同，所以答案为D。例6.下列各组混合物中，不论二者以什么比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时生成CO2的质量也一定的是A．甲烷、辛醛B．乙炔、苯乙烯C．甲醛、甲酸甲酯D．苯、甲苯解析：混合物总质量一定，不论按什么比例混合，完全燃烧后生成CO2的质量保持不变，要求混合物中各组分含碳的质量分数相同。B、C中的两组物质的最简式相同，碳的质量分数相同，A中碳的质量分数也相同，所以答案为D。三.一定量的有机物完全燃烧,生成的CO2和消耗的O2的物质的量之比一定时：1.生成的CO2的物质的量小于消耗的O2的物质的量的情况例7.某有机物的蒸气完全燃烧时，需要三倍于其体积的O2，产生二倍于其体积的CO2，则该有机物可能是(体积在同温同压下测定)A．C2H4B．C2H5OHC．CH3CHOD．CH3COOH解析：产生的CO2与耗氧量的体积比为2：3，设该有机物为1mol,则含2mol的C原子，完全燃烧时只能消耗2mol的氧气，剩余的1mol氧气必须由氢原子消耗，所以氢原子为4mol,即该有机物可以是A，从耗氧量相当的原则可知B也正确。答案为A、B。2.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·(H2O)m四.有机物完全燃烧时生成的CO2和H2O的物质的量之比一定时：有机物完全燃烧时,若生成的CO2和H2O的物质的量之比为a:b,则该有机物中碳、氢原子的个数比为a:2b，该有机物是否存在氧原子，有几个氧原子，还要结合燃烧时的耗氧量或该物质的摩尔质量等其他条件才能确定。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m例8.某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为1:1，由此可以得出的结论是A．该有机物分子中C:H:O原子个数比为1:2:13B．分子中C:H原子个数比为1:2C．有机物必定含OD．无法判断有机物是否含O答案：B、D例9.某烃完全燃烧后，生成二氧化碳和水的物质的量之比为n:(n-1)，此烃可能是A．烷烃B．单烯烃C．炔烃D．苯的同系物答案：C例10.某有机物6.2g完全燃烧后生成8.8g二氧化碳和0.3mol水，该有机物对氢气的相对密度为31．试求该有机物的分子式．答案：C2H6O(乙醇)五.有机物完全燃烧前后气体体积的变化1.气态烃(CxHy)在100℃及其以上温度完全燃烧时气体体积变化规律与氢原子个数有关①若y=4,燃烧前后体积不变,△V=0②若y4,燃烧前后体积增大,△V=14y③若y4,燃烧前后体积减少,△V=41y2.气态烃(CxHy)完全燃烧后恢复到常温常压时气体体积的变化直接用烃类物质燃烧的通式通过差量法确定即可例11.120℃时,1体积某烃和4体积O2混和,完全燃烧后恢复到原来的温度，压强体积不变，该烃分子式中所含的碳原子数不可能是(A)1(B)2(C)3(D)4解析：要使反应前后压强体积不变，只要氢原子个数可以等于4并保证能使1体积该烃能在4体积氧气里完全燃烧即可。答案：Dw.w.w.k.s.5.u.c.o.m例12.两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10L.下列各组混合烃中不符合此条件的是(A)CH4C2H4(B)CH4C3H6(C)C2H4C3H4(D)C2H2C3H6答案：B、D3.液态有机物(大多数烃的衍生物及碳原子数大于4的烃)的燃烧,如果燃烧后水为液态,则燃烧前后气体体积的变化为：氢原子的耗氧量减去有机物本身提供的氧原子数的21例13：取3.40ɡ只含羟基、不含其他官能团的液态饱和多元醇,置于5.00L的氧气中,经点燃,醇完全燃烧.反应后气体体积减少0.560L,将气体经CaO吸收,体积又减少2.8L(所有体积均在标况下测定)。则：3.4ɡ醇中C、H、O的物质的量分别为:C____；H______；O_______；该醇中C、H、O的原子个数之比为___________。解析：设3.40ɡ醇中含H、O原子的物质的量分别为x和y则:x+16y=3.40ɡ-2.80L/22.4L·mol-1×12ɡ·mol-1…………方程①x/4–y/2=0.560L/22.4L·mol-1…………方程②⑴、⑵联解可得:x=0.300moly=0.100mol进而求得原子个数比答案：C.0.125mol、H.0.300mol、O.0.100mol；该醇中C、H、O的原子个数之比为5∶12∶44专题训练1.10mL某气态烃，在50mL氧气中充分燃烧，得到液态水和35mL气体(气体体积均在同温同压下测定)此烃可能是A．C2H6B．C4H8C．C3H8D．C3H62.常温常压下，气体X与氧气的混合气体aL，充分燃烧后产物通过浓硫酸，并恢复到原来条件下时，体积为a/2L，则气体X是(O2适量)A．乙烯B．乙炔C．甲烷D．丁二烯3.室温下，1体积气态烃和一定量的氧气混合并充分燃烧后,再冷却至室温，气体体积比反应前缩小了3体积，则气态烃是A．丙烷B．丙烯C．丁烷D．丁烯4.某不纯有机物的主要成分是C9H8O4，杂质成分不含碳，已知此不纯物中含碳量为48%，则此不纯物中含C9H8O4的质量分数为A．80%B．90%C．75%D．40%5.乙炔和乙烯的混合气体完全燃烧时,所需氧气的体积是原混合气体的2.7倍,则该混合11气体与足量的H2发生加成反应时,消耗H2的体积是原混合气体体积的A.1.6倍B.1.8倍C.1.4倍D.1.2倍6．NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是A．标况下，11.2L的戊烷含有分子数为0.5NA个B．常温下，14g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA个C．1L浓度为1mol·L-1的CH3COONa溶液中含有NA个CH3COO-D.1L1mol/L的醋酸溶液中，所含醋酸分子数为NA7.在同温同压下，将1体积的某烯烃和4体积的某烷烃混合，此混合气体的体积是相同条件等质量氢气体积的1/12，则这两种烃是A．C2H6和C2H4B．CH4和C2H4C．C2H6和C3H6D．CH4和C4H88．完全燃烧标准状况下某气态烷烃和气态烯烃的混合物2.24L，生成二氧化碳6.6g，水4.05g．求该混合气的成分和各成分的体积分数．9.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和水的总质量为27.6g,若其中水的质量为10.8g,则CO的质量是(A)1.4g(B)2.2g(C)4.4g(D)在2.2g和4.4g之间10．将0.1mol某烃的衍生物与标准状况下4.48L氧气混合密闭于一容器中，点火后发生不完全燃烧，得到CO2、CO和H2O的气态混合物．将混合气体通过浓硫酸时，浓硫酸质量增加了3.6g，通过澄清石灰水时，可得到沉淀10g(干燥后称量)．剩余气体与灼热的氧化铁充分反应后再通入澄清的石灰水中，又得到20g固体物质(干燥后)．求：(1)该有机物的分子式．(2)该有机物可与醇发生酯化反应，且可使溴水褪色，写出有机物的结构式．11.某有机物由C、H、O三种元素组成，分子中含有8个原子，1mol该有机物含有46mol质子．完全燃烧该有机物在相同条件下测定CO2和水蒸气体积比为2:1。取2.7g该有机物恰5好与30mL1mol/L的碳酸钠溶液完全反应。求：(1)有机物分子式；(2)有机物结构简式．12.将100mLH2、C2H6和CO2的混合气体与300mLO2混合点燃，经充分反应并干燥后，总体积减少100mL．再将剩余气体通过碱石灰吸收，体积又减少100mL，上述体积均在同温同压下测定，求原混合气体各组分的体积．13.某有机物10.8g完全燃烧生成7.2g水和15.68L(标准状况)二氧化碳，0.25mol此有机物质量为27g，求此有机物的分子式．又知此有机物有弱酸性，能与金属钠反应，也能与氢氧化钠溶液反应，试推断此有机物的结构，写出可能的结构简式和名称14.某有机物0.1mol,与标准状况下5.6L氧气充分反应后,产物为CO、CO2、H2O的混合气体.将此混合气体通过浓硫酸,浓硫酸增重5.4g,再通过灼热氧化铜粉末,氧化铜质量减少1.6g;最后通过足量碱石灰,碱石灰增重8.8g.求该有机物的分子式.1