烃类燃烧的规律和相关计算

1烃类燃烧的规律和相关计算江苏省靖江高级中学马云云214500关于有机物燃烧的相关计算，是中学有机化学基础中的常见题型，各种化学考试中的热点内容，更是许多学生容易产生混淆易错知识点。这里我就烃类物质燃烧相关计算的解题规律方面，结合例题作以下几点归纳：一、等物质的量和等质量的不同烃完全燃烧时耗氧量及生成物（CO2、H2O）量的比较。分析烃类完全燃烧时耗氧量及产物量大小时，一定要仔细分清前提。“等物质的量”和“等质量”两种情况下判断的依据是不同的。1．等物质的量的烃完全燃烧CxHy+(x+4y)O2→xCO2+2yH2O（1）规律：当(x+4y)越大，耗氧量越大，且x为主要决定因素。一般x越大，耗氧量越大，生成的CO2量也越大；当y越大时，生成的水量也越大。（2）方法：当x、y均不同且一多一少时，则可以按1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相当的原理对分子式进行适当变形，转换成碳或氢原子个数相同后再进行比较即可。例如等物质的量的C2H6和C3H2耗氧量相当，则比较C2H6和C3H4的耗氧量，相当于比较C3H2和C3H4，从而可以快速得出结论。（3）注意：等物质的量的不同有机物燃烧时：燃烧情况产生CO2的量相等产生H2O的量相等产生CO2、H2O的量均相等需满足的条件不同的分子式中含C原子个数须相等不同分子式中含H原子个数须相等不同分子式中含C、H原子个数相等第三种情况下的CO2、H2O的量均相等时，对烃来说即要求不同物质互为同分异构体。例1、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(x+4y)，讨论易知，当x=3,y=8时合理，答案为C。2．等质量的烃完全燃烧分析C、H燃烧耗氧量：C～O24H～O212g1mol4g1mol（1）规律：等质量的烃完全燃烧，H%质量分数越高。耗氧量越大，生成H2O量越大，生成的CO2量越少。（2）方法：若计算各种烃的H%来判断是繁琐的，故可对烃进行变形，将CxHy变换为CHxy.当xy值越大，H%越大，H%越高，耗O2量越大。2（3）注意：等质量的不同有机物燃烧时：燃烧情况产生CO2的量相等产生H2O的量相等产生CO2、H2O的量均相等需满足的条件不同的物质含C%须相等不同的物质含H%须相等不同的物质含C%、H%均相等注意第三种情况下的CO2、H2O的量均相等时，对烃来说即要求不同物质的最简式相同。例2、下列各组物质中，只要总质量一定，不论以何种比例混和，完全燃烧生成二氧化碳和水的质量也总是定值的是（）A．丙烷和丙稀B.乙烯和环丙烷C.乙烯和丁烯D.甲烷和乙烷解析：根据规律这组物质的最简式应相同，所以答案是BC。二、烃燃烧前后气体体积变化规律及应用1．气态烃(CxHy)在100℃及其以上温度完全燃烧时，H2O为水蒸气：CxYy+(x+4y)→xCO2+2yH2O(g)△Vg=V后－V前14y－1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,△V0③若y4,燃烧前后体积减少,△V0例3两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解析：设混合气体的平均分子式为CxHy,由反应前后体积不变得y=4题中两种气态烃以任意比例混合，而D项只有1：1混合的时候才符合条件，所以答案为：B、D2．气态烃(CxHy)完全燃烧后恢复到常温常压时，H2O为液态水：CxHy+(x+4y)O2→xCO2+2yH2O(L)△Vg=V后－V前1－(1+4y)气体体积总是减小，且减小的值与烃分子中的H原子数及烃的量有关。例4、室温时20mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到室温，气体体积又减少了50mL，剩余气体再通过苛性钠溶液，体积又减少了40mL，求气态烃的分子式。解析：这道题的难点在于“在恢复到室温，体积减少了50mL”，往往认为是水，忽略了反应的体积差，正确的解法应该是：CxHy+(x+4y)O2→xCO2+2yH2O(L)△Vg=V后－V前1x1+4y2040503所以答案应该为C2H6，而不是C2H4可见，不论水是否为气体，烃完全燃烧前后引起的体积变化总是与烃的量及烃分子内的H原子数有关，但当烃不完全燃烧时，则应别当别论了。