烃燃烧规律及应用例析
烃燃烧知识是有机化学的一个重点内容，经常利用烃燃烧实验进行计算推导烃的分子式或烃的混合物中的成分问题。
一、燃烧规律
根据烃燃烧的化学方程式CnHm + （n + m/4）O2 → nCO2 + m/2 H2O可知有如下规律：①等物质的量的烃完全燃烧时，耗氧量的多少决定于n的值，n的值越大，耗氧量越多。 ②等质量的烃完全燃烧时，耗氧量的多少决定于氢的质量分数，即m/n 的值，m/n越大，耗氧量越多。
③最简式相同的烃无论以何种比例混合，都有混合物中碳氢元素的质量比和质量分数都不变；一定质量的混合烃完全燃烧时消耗O2的质量不变，生成的CO2和H2O的质量不变。
④对气态烃完全燃烧时，若温度低于100℃则反应后的气体体积一定减少为（1+m/4），若温度高于100℃时，则存在：m＝4时，完全燃烧前后气体的体积不变；m＜4时，完全燃烧后气体的体积减少；m＞4时，完全燃烧后气体的体积增大。
烃及其含氧衍生物的燃烧通式：
烃：CxHy＋(x＋y/4)O2→xCO2＋y/2H2O
烃的含氧衍生物：CxHyOz＋(x＋y/4－z/2)O2 xCO2＋y/2H2O 规律1：耗氧量大小的比较
(1) 等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，耗氧量及生成的CO2和H2O的量均决定于y/x的比值大小。比值越大，耗氧量越多。
(2) 等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时，其耗氧量相等，燃烧产物相同，比例亦相同。
(3) 等物质的量的烃(CxHy)及其含氧衍生物(CxHyOz)完全燃烧时的耗氧量取决于x＋y/4－z/2，其值越大，耗氧量越多。
(4) 等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(如乙烯与乙醇、乙炔与乙醛等)或加成产物的同分异构完全燃烧，耗氧量相等。即每增加一个氧原子便内耗两个氢原子。 规律2：气态烃(CxHy)在氧气中完全燃烧后(反应前后温度不变且高于100℃)： 若y＝4，V总不变；(有CH4、C2H4、C3H4、C4H4) 若y＜4，V总减小，压强减小；(只有乙炔) 若y＞4，V总增大，压强增大。
规律3：
(1) 相同状况下，有机物燃烧后＜1 时为醇或烷；
n(CO2)∶n(H2O) ＝1为符合CnH2nOx的有机物； ＞1时为炔烃或苯及其同系物。
(2) 分子中具有相同碳(或氢)原子数的有机物混合，只要混合物总物质的量恒定，完全燃烧后产生的CO2(或H2O)的量也一定是恒定值。
三、解有机物的结构题一般有两种思维程序：
程序一：有机物的分子式—已知基团的化学式＝剩余部分的化学式 该有机物的结构简式结合其它已知条件。
程序二：有机物的分子量—已知基团的式量＝剩余部分的式量剩余部分的化学式推断该有机物的结构简式。
确定烃分子式的基本方法：
[方法一] 根据有机物中各元素的质量分数（或元素的质量比），求出有机物的最简式， 再根据有机物的式量确定化学式（分子式）。即：质量分数→最简式→分子式
[方法二] 根据有机物的摩尔质量和有机物中各元素的质量分数（或元素质量比），推算出1mol该有机物中各元素的原子物质的量，从而确定分子中的各原子个数。即： 质量分数→1mol物质中各元素原子物质的量→分子式
[方法三] 燃烧通式法。如烃的分子式可设为CxHy，由于x和y是相对独立的，计算中数据运算简便。根据烃的燃烧反应方程式，借助通式CxHy进行计算，解出x和y，最后得出烃的分子式。 注：
(1)气体摩尔质量＝22.4L/mol ×dg/L(d为标准状况下气体密度). (2)某气体对A气体的相对密度为DA，则该气体式量M＝MADA. (3)由烃的分子量求分子式的方法：
①M/14，能除尽，可推知为烯烃或环烷烃，其商为碳原子数； ②M/14，余2能除尽，可推知为烷烃，其商为碳原子数；
③M/14，差2能除尽，推知为炔烃或二烯烃或环烯烃，其商为碳原子数。
④M/14，差6能除尽，推知为苯或苯的同系物。 由式量求化学式可用商余法，步骤如下：
1.由除法得商和余数，得出式量对称烃的化学式，注意H原子数不能超饱和。 2.进行等量代换确定出同式量其他烃或烃的衍生物的化学式： (1)1个C原子可代替12个H原子；
(2)1个O原子可代替16个H原子或1个“CH4”基团；
(3)1个N原子可代替14个H原子或1个“CH2”基团，注意H原子数要保持偶数。 二、
完全燃烧的有关规律
(1)等物质的量的烃(CnHm)完全燃烧时，耗氧量的多少决定于n+ 的值，n+ 的值越大，耗氧量越多，反之越少。
(2)等质量的烃(CnHm)完全燃烧时，耗氧量的多少决定于氢的质量分数，即 的值， 越大，耗氧量越多，反之越少。
(3)等质量的烃(CnHm)完全燃烧时，碳的质量分数越大，生成的CO2越多，氢的质量分数越大，生成的H2O越多。
(4)最简式相同的烃无论以何种比例混合，都有：①混合物中碳氢元素的质量比及质量分数 不变；②一定质量的混合烃完全燃烧时消耗O2的质量不变，生成的CO2的质量均不变。 (5)对于分子式为CnHm的烃：
①当m＝4时，完全燃烧前后物质的量不变； ②当m＜4时，完全燃烧后物质的量减少； ③当m＞4时，完全燃烧后物质的量增加.
三、各类烃与H2加成的物质的量之比： 不饱和烃 烯烃
与H2加成的最大物质的量之比
1∶1
二烯烃 1∶2 炔烃
1∶2
苯及其同系物 1∶3 苯乙烯
—CH CH2 1∶4
四、根据烃的分子式推断其可能具有的结构
从烷烃通式CnH2n+2出发，分子中每形成一个C＝C键或形成一个环，则减少2个氢原 子；分子中每形成一个C≡C键，则减少4个氢原子。依此规律可由烃的分子式推测其可能具有的结构，再由其性质可确定其结构简式。例如分子式为C5H8的烃可与等物质的量Br2加成，试推测其可能的结构并写出其结构简式.先根据其分子组成可知其分子比对应的C5H12少4个氢原子，可能是二烯烃、炔烃或环烯烃，再根据其与Br2的加成比例可知 其为环烯烃，结构简式为
习题：
一 选择题：
1、下列各组物质中各有两组份，两组份各取1摩尔，在足量氧气中燃烧，两者耗氧量不相同的是（ ）
A ．乙烯和乙醇 B ．乙炔和乙醛 C ．乙烷和乙酸甲酯 D ．乙醇和乙酸
解析：本题是烃燃烧规律的灵活运用问题。CH3CH2OH（乙醇）可改写成C2H4·H2O，故它和C2H4的耗氧量相等；CH3CHO（乙醛）可改写成C2H2·H2O，故它和C2H2的耗氧量相等；CH3COOCH3（乙酸甲酯）可改写成C2H6·CO2，故它和C2H6的耗氧量相等。CH3COOH（乙酸）可改写成CH4·CO2或C2·2H2O。
答案：D。
2．充分燃烧某液态芳香烃X，并收集产生的全部水，恢复到室温时得到水的质量跟原芳香烃Ｘ的质量相等。则X的分子式是（ ）
A．C10H14 B．C11H16 C．C12H18 D． C13H20
解析：由燃烧通式CnHm + （n + m/4）O2 → nCO2 + m/2 H2O 及“得到水的质量跟原芳香烃X的质量相等”可知芳香烃中碳的质量与水中氧的质量与相等，故芳香烃中碳与氢的质量比恰好是水中氧与氢的质量比。
答案：C。
3．常温下，10mL某种气态烃在50mL氧气里充分燃烧，得到液态水和体积为35mL的混合气体（所有气体体积都是在同温同压下测定的），则该气态烃可
能是（ ）
A.甲烷 B．乙烷 C．丁炔 D．丙烯
解析：本题在考查烃燃烧规律的同时，还涉及过量判断的问题。根据“液态水和体积为35mL的混合气体”可知O2有剩余。故
CnHm + （n + m/4）O2 → nCO2 + m/2 H2O △V 1 n + m/4 n (1+ m/4) 10mL (60-35)mL=25mL
解得：m=6；而n是任意实数，即分子中有6个H原子的气态烃就满足条件。C2H6、C3H6和C4H6分子中均含有6个H原子，又因10mLC4H6完全燃烧时至少需要55mL氧气，故C4H6不符题意。
答案：B、D。
4．丙稀和某气态烃组成的混合气体，完全燃烧时所需O2的体积是混合气体的5倍（同温同压下），则另一种气体是 （ ）
A．C4H8 B． C3H4 C． C2H6 D． C2H4
解析：根据烃燃烧规律可知1mol烃的耗氧量等于（n+m/4）mol，故丙稀为4.5mol、C4H8为6mol，C3H4 为4mol，C2H6为3.5mol，C2H4为3mol。由题意得1mol混合气体完全燃烧所需的氧气平均为5mol，所以根据平均值原理知另一种组分的耗氧量应大于5mol。
答案：A
5．相同状况下，1.12升乙烷和丁烷的混合物完全燃烧需氧气4.76升，求混合气体中乙烷的百分含量。
解析：由题意知1L混合物完全燃烧耗氧量为4.76L/1.12=4.25L，而1L乙烷、丁烷的耗氧量分别为3.5L和6.5L，则： C2H6 2.25 =3/1
C4H10 6.5 0.75 ，所以乙烷的百分含量为3/4×100%=75%。
答案：75%
6.某气态烃，20mL完全燃烧时，正好消耗同温同压下的O2 100mL，则该烃是------- -（ ）
A．C2H6 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12
答案：B
7.某混合气体由两种气态烃组成，取2.24升该混合气体，完全燃烧得到4.48升二氧化碳和3.6克水（气体体积均在标准况下测定），则这种混合气体组成可能是--------------------（ ）
A．C3H4和CH4 B．C2H4和C3H4 C．C2H4和C2H6 答案：A
8.通式为CnH2n-2的一种气态烃完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量之比为4：3，
D．C2H2和C3H6
这种烃的链状同分异构体有( )。 A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 答案：C
9.两种气态烃的混合气体共1L，在空气中完全燃烧生成1.5LCO2气体和2L水蒸气(气体体积均在相同条件下测定)，关于该气体的下列说法中正确的是( )。 A.可能是甲烷和乙烷的混合气体 B.可能是甲烷和乙烯的混合气体 C.可能是甲烷和乙炔的混合气体 D.可能是乙烯和乙炔的混合气体 答案：B
二 填空题：
17.将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧，然后将其所得反应混合物通入过量氢氧化钡溶液中，得沉淀物19.7g，过滤后测得溶液比原氢氧化钡溶液的质量少12.6g，求烷烃分子式。 解析：燃烧产物为CO2，H2O
H2O被吸收，CO2转化为BaCO3沉淀，质量为19.7g，物质的量为0.1mol，所以根据C原子守恒，燃烧产物中CO2为0.1mol
生成19.7g沉淀，而溶液质量只减少12.6g，说明溶液吸收的CO2,H2O总质量为19.7-12.6＝7.1g，CO2为0.1mol即4.4g，所以H2O为2.7g即0.15mol，所以烷烃中C，H原子个数比为0.1：0.3
烷烃通式为CnH2n+2,由n：（2n＋2）＝1：3得n＝2
所以烷烃分子式为C2H6
18.某烃的1体积蒸气完全燃烧，生成的CO2比水蒸气少1体积(相同状态下测定)，0.1mol该烃完全燃烧，其产物全部被碱石灰吸收，碱石灰增重39g，求该烃的分子式。若该烃的一氯代物的同分异构体有三种，写出该烃可能的结构简式。
答案：设该烃的分子式为CxHy，
y
烃燃烧规律及应用例析
烃燃烧知识是有机化学的一个重点内容，经常利用烃燃烧实验进行计算推导烃的分子式或烃的混合物中的成分问题。
一、燃烧规律
根据烃燃烧的化学方程式CnHm + （n + m/4）O2 → nCO2 + m/2 H2O可知有如下规律：①等物质的量的烃完全燃烧时，耗氧量的多少决定于n的值，n的值越大，耗氧量越多。 ②等质量的烃完全燃烧时，耗氧量的多少决定于氢的质量分数，即m/n 的值，m/n越大，耗氧量越多。
③最简式相同的烃无论以何种比例混合，都有混合物中碳氢元素的质量比和质量分数都不变；一定质量的混合烃完全燃烧时消耗O2的质量不变，生成的CO2和H2O的质量不变。
④对气态烃完全燃烧时，若温度低于100℃则反应后的气体体积一定减少为（1+m/4），若温度高于100℃时，则存在：m＝4时，完全燃烧前后气体的体积不变；m＜4时，完全燃烧后气体的体积减少；m＞4时，完全燃烧后气体的体积增大。
烃及其含氧衍生物的燃烧通式：
烃：CxHy＋(x＋y/4)O2→xCO2＋y/2H2O
烃的含氧衍生物：CxHyOz＋(x＋y/4－z/2)O2 xCO2＋y/2H2O 规律1：耗氧量大小的比较
(1) 等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，耗氧量及生成的CO2和H2O的量均决定于y/x的比值大小。比值越大，耗氧量越多。
(2) 等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时，其耗氧量相等，燃烧产物相同，比例亦相同。
(3) 等物质的量的烃(CxHy)及其含氧衍生物(CxHyOz)完全燃烧时的耗氧量取决于x＋y/4－z/2，其值越大，耗氧量越多。
(4) 等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(如乙烯与乙醇、乙炔与乙醛等)或加成产物的同分异构完全燃烧，耗氧量相等。即每增加一个氧原子便内耗两个氢原子。 规律2：气态烃(CxHy)在氧气中完全燃烧后(反应前后温度不变且高于100℃)： 若y＝4，V总不变；(有CH4、C2H4、C3H4、C4H4) 若y＜4，V总减小，压强减小；(只有乙炔) 若y＞4，V总增大，压强增大。
规律3：
(1) 相同状况下，有机物燃烧后＜1 时为醇或烷；
n(CO2)∶n(H2O) ＝1为符合CnH2nOx的有机物； ＞1时为炔烃或苯及其同系物。
(2) 分子中具有相同碳(或氢)原子数的有机物混合，只要混合物总物质的量恒定，完全燃烧后产生的CO2(或H2O)的量也一定是恒定值。
三、解有机物的结构题一般有两种思维程序：
程序一：有机物的分子式—已知基团的化学式＝剩余部分的化学式 该有机物的结构简式结合其它已知条件。
程序二：有机物的分子量—已知基团的式量＝剩余部分的式量剩余部分的化学式推断该有机物的结构简式。
确定烃分子式的基本方法：
[方法一] 根据有机物中各元素的质量分数（或元素的质量比），求出有机物的最简式， 再根据有机物的式量确定化学式（分子式）。即：质量分数→最简式→分子式
[方法二] 根据有机物的摩尔质量和有机物中各元素的质量分数（或元素质量比），推算出1mol该有机物中各元素的原子物质的量，从而确定分子中的各原子个数。即： 质量分数→1mol物质中各元素原子物质的量→分子式
[方法三] 燃烧通式法。如烃的分子式可设为CxHy，由于x和y是相对独立的，计算中数据运算简便。根据烃的燃烧反应方程式，借助通式CxHy进行计算，解出x和y，最后得出烃的分子式。 注：
(1)气体摩尔质量＝22.4L/mol ×dg/L(d为标准状况下气体密度). (2)某气体对A气体的相对密度为DA，则该气体式量M＝MADA. (3)由烃的分子量求分子式的方法：
①M/14，能除尽，可推知为烯烃或环烷烃，其商为碳原子数； ②M/14，余2能除尽，可推知为烷烃，其商为碳原子数；
③M/14，差2能除尽，推知为炔烃或二烯烃或环烯烃，其商为碳原子数。
④M/14，差6能除尽，推知为苯或苯的同系物。 由式量求化学式可用商余法，步骤如下：
1.由除法得商和余数，得出式量对称烃的化学式，注意H原子数不能超饱和。 2.进行等量代换确定出同式量其他烃或烃的衍生物的化学式： (1)1个C原子可代替12个H原子；
(2)1个O原子可代替16个H原子或1个“CH4”基团；
(3)1个N原子可代替14个H原子或1个“CH2”基团，注意H原子数要保持偶数。 二、
完全燃烧的有关规律
(1)等物质的量的烃(CnHm)完全燃烧时，耗氧量的多少决定于n+ 的值，n+ 的值越大，耗氧量越多，反之越少。
(2)等质量的烃(CnHm)完全燃烧时，耗氧量的多少决定于氢的质量分数，即 的值， 越大，耗氧量越多，反之越少。
(3)等质量的烃(CnHm)完全燃烧时，碳的质量分数越大，生成的CO2越多，氢的质量分数越大，生成的H2O越多。
(4)最简式相同的烃无论以何种比例混合，都有：①混合物中碳氢元素的质量比及质量分数 不变；②一定质量的混合烃完全燃烧时消耗O2的质量不变，生成的CO2的质量均不变。 (5)对于分子式为CnHm的烃：
①当m＝4时，完全燃烧前后物质的量不变； ②当m＜4时，完全燃烧后物质的量减少； ③当m＞4时，完全燃烧后物质的量增加.
三、各类烃与H2加成的物质的量之比： 不饱和烃 烯烃
与H2加成的最大物质的量之比
1∶1
二烯烃 1∶2 炔烃
1∶2
苯及其同系物 1∶3 苯乙烯
—CH CH2 1∶4
四、根据烃的分子式推断其可能具有的结构
从烷烃通式CnH2n+2出发，分子中每形成一个C＝C键或形成一个环，则减少2个氢原 子；分子中每形成一个C≡C键，则减少4个氢原子。依此规律可由烃的分子式推测其可能具有的结构，再由其性质可确定其结构简式。例如分子式为C5H8的烃可与等物质的量Br2加成，试推测其可能的结构并写出其结构简式.先根据其分子组成可知其分子比对应的C5H12少4个氢原子，可能是二烯烃、炔烃或环烯烃，再根据其与Br2的加成比例可知 其为环烯烃，结构简式为
习题：
一 选择题：
1、下列各组物质中各有两组份，两组份各取1摩尔，在足量氧气中燃烧，两者耗氧量不相同的是（ ）
A ．乙烯和乙醇 B ．乙炔和乙醛 C ．乙烷和乙酸甲酯 D ．乙醇和乙酸
解析：本题是烃燃烧规律的灵活运用问题。CH3CH2OH（乙醇）可改写成C2H4·H2O，故它和C2H4的耗氧量相等；CH3CHO（乙醛）可改写成C2H2·H2O，故它和C2H2的耗氧量相等；CH3COOCH3（乙酸甲酯）可改写成C2H6·CO2，故它和C2H6的耗氧量相等。CH3COOH（乙酸）可改写成CH4·CO2或C2·2H2O。
答案：D。
2．充分燃烧某液态芳香烃X，并收集产生的全部水，恢复到室温时得到水的质量跟原芳香烃Ｘ的质量相等。则X的分子式是（ ）
A．C10H14 B．C11H16 C．C12H18 D． C13H20
解析：由燃烧通式CnHm + （n + m/4）O2 → nCO2 + m/2 H2O 及“得到水的质量跟原芳香烃X的质量相等”可知芳香烃中碳的质量与水中氧的质量与相等，故芳香烃中碳与氢的质量比恰好是水中氧与氢的质量比。
答案：C。
3．常温下，10mL某种气态烃在50mL氧气里充分燃烧，得到液态水和体积为35mL的混合气体（所有气体体积都是在同温同压下测定的），则该气态烃可
能是（ ）
A.甲烷 B．乙烷 C．丁炔 D．丙烯
解析：本题在考查烃燃烧规律的同时，还涉及过量判断的问题。根据“液态水和体积为35mL的混合气体”可知O2有剩余。故
CnHm + （n + m/4）O2 → nCO2 + m/2 H2O △V 1 n + m/4 n (1+ m/4) 10mL (60-35)mL=25mL
解得：m=6；而n是任意实数，即分子中有6个H原子的气态烃就满足条件。C2H6、C3H6和C4H6分子中均含有6个H原子，又因10mLC4H6完全燃烧时至少需要55mL氧气，故C4H6不符题意。
答案：B、D。
4．丙稀和某气态烃组成的混合气体，完全燃烧时所需O2的体积是混合气体的5倍（同温同压下），则另一种气体是 （ ）
A．C4H8 B． C3H4 C． C2H6 D． C2H4
解析：根据烃燃烧规律可知1mol烃的耗氧量等于（n+m/4）mol，故丙稀为4.5mol、C4H8为6mol，C3H4 为4mol，C2H6为3.5mol，C2H4为3mol。由题意得1mol混合气体完全燃烧所需的氧气平均为5mol，所以根据平均值原理知另一种组分的耗氧量应大于5mol。
答案：A
5．相同状况下，1.12升乙烷和丁烷的混合物完全燃烧需氧气4.76升，求混合气体中乙烷的百分含量。
解析：由题意知1L混合物完全燃烧耗氧量为4.76L/1.12=4.25L，而1L乙烷、丁烷的耗氧量分别为3.5L和6.5L，则： C2H6 2.25 =3/1
C4H10 6.5 0.75 ，所以乙烷的百分含量为3/4×100%=75%。
答案：75%
6.某气态烃，20mL完全燃烧时，正好消耗同温同压下的O2 100mL，则该烃是------- -（ ）
A．C2H6 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12
答案：B
7.某混合气体由两种气态烃组成，取2.24升该混合气体，完全燃烧得到4.48升二氧化碳和3.6克水（气体体积均在标准况下测定），则这种混合气体组成可能是--------------------（ ）
A．C3H4和CH4 B．C2H4和C3H4 C．C2H4和C2H6 答案：A
8.通式为CnH2n-2的一种气态烃完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量之比为4：3，
D．C2H2和C3H6
这种烃的链状同分异构体有( )。 A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 答案：C
9.两种气态烃的混合气体共1L，在空气中完全燃烧生成1.5LCO2气体和2L水蒸气(气体体积均在相同条件下测定)，关于该气体的下列说法中正确的是( )。 A.可能是甲烷和乙烷的混合气体 B.可能是甲烷和乙烯的混合气体 C.可能是甲烷和乙炔的混合气体 D.可能是乙烯和乙炔的混合气体 答案：B
二 填空题：
17.将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧，然后将其所得反应混合物通入过量氢氧化钡溶液中，得沉淀物19.7g，过滤后测得溶液比原氢氧化钡溶液的质量少12.6g，求烷烃分子式。 解析：燃烧产物为CO2，H2O
H2O被吸收，CO2转化为BaCO3沉淀，质量为19.7g，物质的量为0.1mol，所以根据C原子守恒，燃烧产物中CO2为0.1mol
生成19.7g沉淀，而溶液质量只减少12.6g，说明溶液吸收的CO2,H2O总质量为19.7-12.6＝7.1g，CO2为0.1mol即4.4g，所以H2O为2.7g即0.15mol，所以烷烃中C，H原子个数比为0.1：0.3
烷烃通式为CnH2n+2,由n：（2n＋2）＝1：3得n＝2
所以烷烃分子式为C2H6
18.某烃的1体积蒸气完全燃烧，生成的CO2比水蒸气少1体积(相同状态下测定)，0.1mol该烃完全燃烧，其产物全部被碱石灰吸收，碱石灰增重39g，求该烃的分子式。若该烃的一氯代物的同分异构体有三种，写出该烃可能的结构简式。
答案：设该烃的分子式为CxHy，
y