定量的烃燃烧耗氧量巧解法

定量的烃燃烧耗氧量巧解法（1）等物质的量的烃燃烧耗氧量的计算。例题1:在常温、常压下，取下列四种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()。(浙江省重点中学联考题)。A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H10解析：本题若一一写出四种烃完全燃烧的化学方程式，再通过比较确定答案，不仅费时，而且因配平不准确而导致错选。本题的简捷解法是：抓住烃完全燃烧生成CO2和H2O，每一个C原子要消耗一个O2分子，每4个H原子要消耗一个O2分子的事实，即C原子数是消耗O2多少的决定因素，故只要按分子式中所含C原子数的多少即可迅速选出答案。选(D)。评注：对于1mol烃类CxHy，耗氧气的物质的量为(x+y/4)mol，显然用写出燃烧的化学方程式，用(x+y/4)值的大小即可快速确定耗氧量。(2)等质量的烃燃烧耗氧量的计算。例题2:等质量的下列烃全燃烧时，消耗O2最多的是（）A．CH4B．C2H6C．C3H6D．C6H6解析：燃烧时，等质量的C和H，后者消耗O2多。故等质量的不同烃完全燃烧，所需O2与ω（H）（质量分数）成正比。为了快速判断ω（H）的大小，先将题给分子式简化为CHx：A．CH4、B．CH3、C．CH2、D．CH，显然Aω（H）最大，故等质量的CH4燃烧时耗氧量最多。选(A)。评注：判断等质量不同烃燃烧时的耗氧量的题型，可先简化分子式CHx：用观察法就可确定ω（H）的大小(x大，氢的质量分数就大)，ω（H）大，即(x大，耗氧量就多，从而迅速得解。例题3:某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，此种烃的分子式可以是（）。（武汉市调考题）。解析：试题给出的四种烃的组成均符合通式CnH2n+2，故均属链状烷烃。由于CH4分子具有空间对称性，故每个氢原子的位置均相同，只有一种一氯取代物。由此推知含3～5个碳原子的烷烃中，C5H12亦为本题答案。选(A)、(D)。评注：当碳原子数较多的情况下，应用空间结构对称法，判断同分异构的结构情况比较方便。如分子式符合CnH2n+2的烷烃，其一卤代物只有一种的烷烃可以由最简单的CH4和C2H6(H位置均相同)推理下去。从理论上讲，可以写出无限种这类烷烃。例题4:按系统命名法填写下列有机物的名称及有关内容：(1)CH3一CH——CH一（CH2）3—CH3；名称是；||C2H5CH3(2)2，6——二甲基——4——乙基辛烷的结构简式是，1mol该烷烃完全燃烧需消耗氧气mol。解析：(1)将C2H5一改写为CH3一CH2一，上述物质结构简式写为：CH3——3CH——4CH——5CH——6CH——7CH——8CH||1CH3——2CH2CH3命名关键是：找对主链(8个碳原子)，支链位次最小。(2)先写出结构简式；再写出分子式，最后根据烷烃(CnH2n+2)燃烧通式知消耗O2物质的量213n。[答](1)3，4——二甲基辛烷。CH3CH2——CH3CH3|||(2)CH3—CH—CH2——CH——CH2——CH—CH2——CH3；18.5例题5:为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气；学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下(箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽)：甲：燃烧产物增重2．52g增重1．30g生成CO21．76g乙：燃烧产物增重5．60g增重0．64g增重4g试回答：(1)根据两方案，你认为能否求出A的最简式?(2)请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。(3)若要确定A的分子式，是否需要测定其他数据?说明其原因。解析：(1)很明显乙方案先将产物通过碱石灰，增重的5．60g是生成CO2和H2O的质量之和，而无法求出CO2和H2O各多少。甲方案能够分别求得A燃烧后的产物CO2、CO和水蒸气各是多少，进一步可求出A中C和H的原子个数比，甲方案能够求得A的最简式。(2)生成2．52g水，其中含“H”的质量为0．28g，生成CO2的总质量为(1.30+1.76)g，其中“C”的质量为0.8345g,C与H质量的最简比为：0.8345g/12g/mol：0.28g/1g/mol≈1：4,A的最简式为CH4。(3)不需要，因为最简式中，H的含量已经达到最大，实际上最简式就是A的分子式。评注：本题通过对两个实验方案的评价考查了学生的实验能力。例题6:2—甲基丁烷与氯气发生取代反应，可能得到的一氯代物有几种?写出取代反应的化学方程式。若某烷烃的蒸气密度是3．214g／L(标准状况)，它进行取代反应后得到的一卤代物只有一种，试推出其结构简式。①②③④解析：CH3一CH一CH2—CH3，由此结构简式可以得知，其中的氢原子的位置有四种情况(式∣⑤CH3中①和⑤的位置相同)，它们分别被氯原子一一取代，可得四种一氯代物。根据烷烃的蒸气密度，可求出烷烃的相对分子质量，并进而求出该烷烃的分子式。3．214g／L×22．4L/mol===72g／mol，即CnH2n+2的相对分子质量M===72，解之得n===5，为戊烷。因为戊烷的一氯取代物只有一种，也就是说，每个氯原子取代出来的氢原子位置都相同，故该烃只能是2，2——二甲基丙烷，结构简式为：评注：书写有机物的取代产物的同分异构体时，应按照先给不同位置的氢原子编号，再有系统地计算异构体，当同分异构体数目较多时，尤应如此。例题7:在标准状况下，将1L由CO和某种气态烷烃组成的混合气体与9LO2混合点燃，充分燃烧后，压强不变。温度为409．5K时，反应后气体的体积为15L。试求该烷烃的化学式及该烷烃在原混合气体中的体积分数。解析：将反应后15L气体(此时生成的水在1000C以上为气体)换算成标准状况下的体积。压强一定时，V0/T0===V1/T1，V0==（T0/T1）×V1==273/409．5）×15==10（L）。表明反应前后气体总体积不变。设烷烃分子式为CnH2n+2，体积为XL，则CO体积为(1—X)L。2CO+O2点燃2CO2ΔV（减少）2121(1—X)L21XLCnH2n+2+213nO2——→nCO2+(n+1)H2O(g)ΔV（增加）1213nnn+121nXL21XnL依题意：21X===21Xn（式中X1）X==n1当n==1时，X==1，不合理；当n==2时，X==21，合理；当n==3时，X==31，合理；当n==4时，X==41，合理；讨论得：①C2H6：50％；②C3H8：33．3％；③C4H10：25％。评注：当n≥5时，标准状况下的烷烃已不是气体，故上述讨论时，只讨论到n==4为止。例题8:乙烷与某烃的混合气体1.344L(SPT),与足量O2混合点燃,完全燃烧后所得气体通入300mL0.4moL1NaOH溶液中被全部吸收,然后将吸收液低温蒸干,得固体7.6g,根据计算推断混合气体中除C2H6外,还有一种烃是什么?其物质的量是多少?解析：假设300mL0.4moL1NaOH溶液完全转化为Na2CO3则：2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O2moL106g0.3L0.4moL16.36g假设300mL0.4moL1NaOH溶液完全转化为NaHCO3则：NaOH+CO2==NaHCO31moL84g0.3L0.4moL110.08g由于:6.36g7.6g10.08g,故以上两个反应都发生。则：2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O2moL1moL1moL2XXX假设300mL0.4moL1NaOH溶液完全转化为NaHCO3则：NaOH+CO2==NaHCO31moL1moL1moLYYY2X+Y===0.3L0.4moL1①106X+84Y===7.6g②解得:X==0.04moL;Y==0.04moL又因为:0.06moL混合气体完全燃烧得到CO2气体0.04moL+0.04moL==0.08moL所以:1moL混合气体完全燃烧得到CO2气体molmolmol06.0108.0=mol34即1moL混合气体中含有C为mol34,因此该混合气体中除C2H6外,必含有CH4,CH4132\↗34==12/↘C2H6231故:n(CH4)==0.06mol32==0.04mol