有机物燃烧规律总结
燃烧通式为:C x H y + (x+y y ) O2 = x CO2 + H2O 42
y z y C x H y O z + (x+-) O2 = x CO2 + H2O 422
一、气态烃燃烧体积的变化
若水为液体,燃烧后体积缩小,减小值只与烃中氢原子数目有关
CxHy + (x+ y/4) O2 → x CO2+ y/2 H2O △V
1 (x +y y ) x 0 V后-V 前=-(1+) 44
当温度>100℃,水为气态,总体积变化也只与氢原子数目有关 y y ) O2 → x CO2+ H2O △V 24
y y y y y 1 (x +) x V后-V 前=x+-1-(x+)=-1 22444
y ①当 △V>0,>1,y>4。分子式中H 大于4的气态烃都符合。 4
y ②当 △V=0,=1,y=4。CH 4,C 2H 4,C 3H 4,C 4H 4符合。 4
y ③当 △V
例1、体积为10mL 的某气态烃,在50mL 足量O 2里完全燃烧,生成液态水和体积为35 mL 气体(气体体积均在同温同压下测定),此烃的分子式是( )
A 、C 2H 4 B 、C 2H 2 C 、C 3H 6 D、C 3H 8
解析:因为水为液体,由燃烧通式得出体积差为(1+y/4),由差量法有
1:(1+y/4)=10mL:(10mL+50mL-35mL),求得y =6,选D 。
二、烃的物质的量与燃烧产物中CO 2和H 2O 的物质的量的关系
根据烷烃通式C n H 2n+2,n(烷烃) =n(H2O) -n(CO2) ;
根据烯烃通式C n H 2n , n(H2O) =n(CO2) ;
根据炔烃通式C n H 2n-2,n(炔烃) =n(CO2) - n(H2O) 。
例2、由两种烃组成的混合物,已知其中之一为烯烃。燃烧1mol 该混合物,测得产生CO 2 4.0mol 及 H2O 4.4mol,试求混合烃的组成情况?
解析:由于烯烃:n(H2O) =n(CO2) ,所以得出n(H2O) -n(CO2) =4.4mol-0.4mol=n(烷烃) 、n(烯烃)= 1mol- n(烷烃)= 0.6mol,设烷烃为C m H 2m+2、烯烃为C n H 2n ,得出0.4m+0.6n=4 mol,在m 、n 的取值范围内讨论有3组符合题意,即:m =1和n =6;m =4和n =4;m =2和n =7。
三、等质量的不同烃完全燃烧消耗O 2及生成CO 2和H 2O 的情况
C/H个数比越大,生成CO 2越多; H/C值越大,生成水越多,消耗O 2也越多(12gC 耗32gO 2,等质量的12gH 2耗3×32gO 2);实验式相同的不同烃,上述三者对应都相等。 例3、完全燃烧某混合气体,所产生的CO 2的质量一定大于燃烧相同质量丙烯所产生CO 2的质量,该混合气体是( )
A 、乙炔、乙烯 B、乙炔、丙烷 C、乙烷、环丙烷 D、丙烷、丁烯
解析:烯烃和环烷烃C/H=1/2;烷烃C/H<1/2;炔烃C/H>1/2,所以炔烃与炔烃或炔烃与烯烃的组合,C 的质量分数大于烯烃,选A 。
四、总质量一定的两种有机物以任意比混合,完全燃烧消耗O 2及生成CO 2和H 2O 为定值
CO 2或H 2O 为定值,ω(C ) =m (C ) m (H ) 为定值,ω(H ) =为定值,两种有机物满足C 或H 的m (总) m (总)
质量分数相等,包括实验式相同的情况;消耗O 2不变,满足实验式相同。
例4、某种含三个碳原子以上的饱和一元醛A 和某种一元醇B ,无论以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧生成CO 2和H 2O 的质量不变。
(1)醇B 应符合的组成通式?
(2)醇B 的分子结构满足的条件?
解析:饱和一元醛的通式为C n H 2n O ,与醇混合燃烧符合题干条件,二者实验式应相同,由此推出二者通式也相同;与饱和一元醇的通式相比,此醇分子中应含有一个碳碳双键或一个碳环。
五、等物质的量的不同有机物完全燃烧,消耗O 2及生成CO 2和H 2O 相等
CO 2或H 2O 相等,分子式中碳原子或氢原子个数相等;消耗O 2相等,燃烧通式中O 2系数相等,或将分子式变形,提出 (CO2) m ( H2O) n 后剩余部分相等。
例5、燃烧等物质的量的有机物A 和乙醇用去等量的O 2,此时乙醇反应后生成的水量是A 的
1.5倍,A 反应后生成的CO 2 是乙醇的1.5倍,A 是 ( )
A 、CH 3CHO B、C 2H 5COOH C、CH 2=CHCOOH D、CH 3-CH(CH3)-OH 解析:由乙醇分子中C 、H 的个数,可确定A 的分子式为C 3H 4O x ,再由消耗O 2相等,可确定A 中氧原子为2,选C 。
六、总物质的量一定的不同有机物以任意比混合
1、消耗O 2和生成水为定值:两分子式满足H 相等,相差n 个C ,同时相差2n 个O 。
2、消耗O 2和生成CO 2为定值:两分子式满足C 相等,相差n 个O ,同时相差2n 个H 。 例6、有机物A 、B 分子式不同,它们只可能含C 、H 、O 中的两种或三种。如果将A 、B 不论以何种比例混合,只要物质的量之和不变,完全燃烧时,消耗的O 2和生成的水的物质的量也不变。
(1)A 、B 组成必须满足的条件?
(2)若A 是CH 4,则符合上述条件的化合物B 中相对分子质量最小的是?并写出含有-CH 3的B 的两种同分异构体?
解析:B 比CH 4多一个C ,两个O ,分子式为C 2H 4O 2,结构为:CH 3COOH 和HCOOCH 3。
七、根据有机物完全燃烧消耗O 2与CO 2的物质的量之比,推导有机物可能的通式
将C a H b O c 提出若干个水后,有三种情况:
V(O2)/V(CO2) =1,通式为C a (H2O)n ;
V(O2)/V(CO2) >1,通式为(Ca H x ) m (H2O) n ;
V(O2)/V(CO2) <1,通式为(Ca O x ) m (H2O) n
例7、现有一类只含C 、H 、O 的有机物,燃烧时所消耗O 2和生成的CO 2的体积比为5∶4(相同状况), 按照上述要求, 该化合物的通式可表示为?(最简化的通式) 并写出这类化合物相对分子质量最小的物质的结构简式?
解析:因为V(O2)/V(CO2) =5∶4>1,所以通式为(Ca H x ) m (H2O) n 的形式,再由C 和H 消耗O 2的关系可得出:通式为(CH)m (H2O) n ;CH 3CHO (由于H 数为偶数,m=2,n=1)。
八、根据有机物完全燃烧生成水与CO 2的量或比例,推导分子式或通式
根据CO 2与H 2O 的物质的量多少或比值,可以知道C 、H 原子个数比,结合有无其他原子,可以写出有机物的分子式或通式。
例8、某有机物在O 2中充分燃烧,生成物n(H2O) ∶n(CO2) =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∶1 B、分子中C∶H原子个数比为1∶2
C 、有机物必定含O D、无法判断有机物是否含O
解析:由H 2O 和CO 2的物质的量比可以确定通式为:C n H 2n O x ,无法确定氧,选B 、D 。
九、有机物燃烧产物与Na 2O 2反应的规律
分子式能改写为(CO)m (H 2)n 形式的物质,完全燃烧后的产物与过量Na 2O 2反应,固体增加的质量与原物质的质量相等。
例9、某温度下mg 仅含三种元素的有机物在足量O 2 充分燃烧。其燃烧产物立即与过量Na 2O 2反应,固体质量增加了mg 。
(1)下列物质中不能满足上述结果的是 ( )
A 、C 2H 6O 2 B、C 6H 12O 6 C、C 12H 22O 11 D、(C6H 10O 5) n
(2)A 是符合上述条件且相对分子质量最小的有机物,则A 的结构简式为?
解析:(1)C D (2)HCHO
十、不完全燃烧问题
有机物不完全燃烧产物中会有CO 生成,而CO 不能被碱石灰等干燥剂吸收。 例10、1L 丙烷与XLO 2混合点燃,丙烷完全反应后,生成混合气体为aL(在120℃,1.01×10Pa 时测定) 。将aL 混合气体通过足量碱石灰后,测得剩余气体体积为bL 。若a -b=6,则X 的值为5
( )
A 、4 B 、4.5 C 、
5.5 D、6
解析: 假设1L 丙烷完全燃烧,应产生3 L CO2和4 L水蒸气,通过足量碱石灰后全被吸收,因此 a-b=7,由此a -b=6断定为不完全燃烧,再经原子守恒可确定X=4.5(先考虑H 恒,水蒸气一定为4L ,V (CO 2)=6L-4L=2L,由C 守恒:V (CO )=(3-2)L ,由氧守恒:X=41+2+)。 22
强 化 练 习
1.120℃时,1体积某链烃和4体积O 2混合,完全燃烧后恢复到原温度和压强,体积不变,该烃分子式中所含碳原子数不可能的是( )
A .1 B.2 C.3 D.4
2.下列各组有机物不管它们以任何物质的量比混合,只要混合物的物质的量一定,在完全燃烧是,耗氧量恒定不变的是:( )
A .C 3H 4和C 2H 6 B .C 3H 6和C 3H 8 C .C 5H 10和C 6H 6 D.C 3H 8和C 4H 6
3.有机物A 、B 只可能是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 的分子量相差不可能为(n为正整数) :( )
A.8n B.14n C.18n D.44n
4.两种气态烃以任意比例混合, 在105℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合, 充分燃烧后恢复到原状态, 所得气体体积仍是10 L.下列各组混合烃中不符合此条件的是( )
A. CH4 C2H 4 B. CH4 C3H 6 C. C2H 4 C3H 4 D. C2H 2 C3H 6
5.有机物A 、B 的分子式不同,它们只可能含C 、H 、O 元素中的2种或3种,若将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,要求达到:
(1)消耗的O 2和生成的H 2O 的物质的量也不变,则A 、B 组成满足的条件是
(2)消耗的O 2和生成的CO 2的物质的量也不变,则A 、B 组成满足的条件是
6.化合物CO 、HCOOH 和OHC-COOH (乙醛酸)分别燃烧时,消耗的O 2和生成的CO 2的体积比都是1:2。后两者的分子式可以分别看成是(CO)(H2O) 和(CO)2(H2O) 。也就是说:只要分子式符合(CO)m (H2O) n (n和m均为正整数)的各种有机物,它们燃烧时消耗的O 2和生成的CO 2的体积比总是1:2。现有一些只含C、H、O三种元素的有机物,它们燃烧时消耗的O 2和生成的CO 2的体积比是3:4。
〈1〉这些有机物中,相对分子质量最小的化合物的分子式是 〈2〉某两种碳原子相同的上述有机物,若它们的相对分子质量分别为a和b(a
〈3〉在这些有机物中有一种化合物,它含有两个羧基。取0.2625g该化合物恰好能跟25.00mL 0.1000mol /LNaOH 溶液完全中和。由此可以计算得知该化合物的相对分子质量应是并可推导出它的分子式应是 。
答案:1.D 2.C 3.B 4.BD
5.(1)氢原子数相等,每增加1个碳原子,需同时增加2个氧原子。
(2)碳原子数相等,每增加2个氢原子,需同时增加1个氧原子。
6.(1)C 2H 2O 2 (2)18 (3)210、C 6H 10O 8
有机物燃烧规律总结
燃烧通式为:C x H y + (x+y y ) O2 = x CO2 + H2O 42
y z y C x H y O z + (x+-) O2 = x CO2 + H2O 422
一、气态烃燃烧体积的变化
若水为液体,燃烧后体积缩小,减小值只与烃中氢原子数目有关
CxHy + (x+ y/4) O2 → x CO2+ y/2 H2O △V
1 (x +y y ) x 0 V后-V 前=-(1+) 44
当温度>100℃,水为气态,总体积变化也只与氢原子数目有关 y y ) O2 → x CO2+ H2O △V 24
y y y y y 1 (x +) x V后-V 前=x+-1-(x+)=-1 22444
y ①当 △V>0,>1,y>4。分子式中H 大于4的气态烃都符合。 4
y ②当 △V=0,=1,y=4。CH 4,C 2H 4,C 3H 4,C 4H 4符合。 4
y ③当 △V
例1、体积为10mL 的某气态烃,在50mL 足量O 2里完全燃烧,生成液态水和体积为35 mL 气体(气体体积均在同温同压下测定),此烃的分子式是( )
A 、C 2H 4 B 、C 2H 2 C 、C 3H 6 D、C 3H 8
解析:因为水为液体,由燃烧通式得出体积差为(1+y/4),由差量法有
1:(1+y/4)=10mL:(10mL+50mL-35mL),求得y =6,选D 。
二、烃的物质的量与燃烧产物中CO 2和H 2O 的物质的量的关系
根据烷烃通式C n H 2n+2,n(烷烃) =n(H2O) -n(CO2) ;
根据烯烃通式C n H 2n , n(H2O) =n(CO2) ;
根据炔烃通式C n H 2n-2,n(炔烃) =n(CO2) - n(H2O) 。
例2、由两种烃组成的混合物,已知其中之一为烯烃。燃烧1mol 该混合物,测得产生CO 2 4.0mol 及 H2O 4.4mol,试求混合烃的组成情况?
解析:由于烯烃:n(H2O) =n(CO2) ,所以得出n(H2O) -n(CO2) =4.4mol-0.4mol=n(烷烃) 、n(烯烃)= 1mol- n(烷烃)= 0.6mol,设烷烃为C m H 2m+2、烯烃为C n H 2n ,得出0.4m+0.6n=4 mol,在m 、n 的取值范围内讨论有3组符合题意,即:m =1和n =6;m =4和n =4;m =2和n =7。
三、等质量的不同烃完全燃烧消耗O 2及生成CO 2和H 2O 的情况
C/H个数比越大,生成CO 2越多; H/C值越大,生成水越多,消耗O 2也越多(12gC 耗32gO 2,等质量的12gH 2耗3×32gO 2);实验式相同的不同烃,上述三者对应都相等。 例3、完全燃烧某混合气体,所产生的CO 2的质量一定大于燃烧相同质量丙烯所产生CO 2的质量,该混合气体是( )
A 、乙炔、乙烯 B、乙炔、丙烷 C、乙烷、环丙烷 D、丙烷、丁烯
解析:烯烃和环烷烃C/H=1/2;烷烃C/H<1/2;炔烃C/H>1/2,所以炔烃与炔烃或炔烃与烯烃的组合,C 的质量分数大于烯烃,选A 。
四、总质量一定的两种有机物以任意比混合,完全燃烧消耗O 2及生成CO 2和H 2O 为定值
CO 2或H 2O 为定值,ω(C ) =m (C ) m (H ) 为定值,ω(H ) =为定值,两种有机物满足C 或H 的m (总) m (总)
质量分数相等,包括实验式相同的情况;消耗O 2不变,满足实验式相同。
例4、某种含三个碳原子以上的饱和一元醛A 和某种一元醇B ,无论以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧生成CO 2和H 2O 的质量不变。
(1)醇B 应符合的组成通式?
(2)醇B 的分子结构满足的条件?
解析:饱和一元醛的通式为C n H 2n O ,与醇混合燃烧符合题干条件,二者实验式应相同,由此推出二者通式也相同;与饱和一元醇的通式相比,此醇分子中应含有一个碳碳双键或一个碳环。
五、等物质的量的不同有机物完全燃烧,消耗O 2及生成CO 2和H 2O 相等
CO 2或H 2O 相等,分子式中碳原子或氢原子个数相等;消耗O 2相等,燃烧通式中O 2系数相等,或将分子式变形,提出 (CO2) m ( H2O) n 后剩余部分相等。
例5、燃烧等物质的量的有机物A 和乙醇用去等量的O 2,此时乙醇反应后生成的水量是A 的
1.5倍,A 反应后生成的CO 2 是乙醇的1.5倍,A 是 ( )
A 、CH 3CHO B、C 2H 5COOH C、CH 2=CHCOOH D、CH 3-CH(CH3)-OH 解析:由乙醇分子中C 、H 的个数,可确定A 的分子式为C 3H 4O x ,再由消耗O 2相等,可确定A 中氧原子为2,选C 。
六、总物质的量一定的不同有机物以任意比混合
1、消耗O 2和生成水为定值:两分子式满足H 相等,相差n 个C ,同时相差2n 个O 。
2、消耗O 2和生成CO 2为定值:两分子式满足C 相等,相差n 个O ,同时相差2n 个H 。 例6、有机物A 、B 分子式不同,它们只可能含C 、H 、O 中的两种或三种。如果将A 、B 不论以何种比例混合,只要物质的量之和不变,完全燃烧时,消耗的O 2和生成的水的物质的量也不变。
(1)A 、B 组成必须满足的条件?
(2)若A 是CH 4,则符合上述条件的化合物B 中相对分子质量最小的是?并写出含有-CH 3的B 的两种同分异构体?
解析:B 比CH 4多一个C ,两个O ,分子式为C 2H 4O 2,结构为:CH 3COOH 和HCOOCH 3。
七、根据有机物完全燃烧消耗O 2与CO 2的物质的量之比,推导有机物可能的通式
将C a H b O c 提出若干个水后,有三种情况:
V(O2)/V(CO2) =1,通式为C a (H2O)n ;
V(O2)/V(CO2) >1,通式为(Ca H x ) m (H2O) n ;
V(O2)/V(CO2) <1,通式为(Ca O x ) m (H2O) n
例7、现有一类只含C 、H 、O 的有机物,燃烧时所消耗O 2和生成的CO 2的体积比为5∶4(相同状况), 按照上述要求, 该化合物的通式可表示为?(最简化的通式) 并写出这类化合物相对分子质量最小的物质的结构简式?
解析:因为V(O2)/V(CO2) =5∶4>1,所以通式为(Ca H x ) m (H2O) n 的形式,再由C 和H 消耗O 2的关系可得出:通式为(CH)m (H2O) n ;CH 3CHO (由于H 数为偶数,m=2,n=1)。
八、根据有机物完全燃烧生成水与CO 2的量或比例,推导分子式或通式
根据CO 2与H 2O 的物质的量多少或比值,可以知道C 、H 原子个数比,结合有无其他原子,可以写出有机物的分子式或通式。
例8、某有机物在O 2中充分燃烧,生成物n(H2O) ∶n(CO2) =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∶1 B、分子中C∶H原子个数比为1∶2
C 、有机物必定含O D、无法判断有机物是否含O
解析:由H 2O 和CO 2的物质的量比可以确定通式为:C n H 2n O x ,无法确定氧,选B 、D 。
九、有机物燃烧产物与Na 2O 2反应的规律
分子式能改写为(CO)m (H 2)n 形式的物质,完全燃烧后的产物与过量Na 2O 2反应,固体增加的质量与原物质的质量相等。
例9、某温度下mg 仅含三种元素的有机物在足量O 2 充分燃烧。其燃烧产物立即与过量Na 2O 2反应,固体质量增加了mg 。
(1)下列物质中不能满足上述结果的是 ( )
A 、C 2H 6O 2 B、C 6H 12O 6 C、C 12H 22O 11 D、(C6H 10O 5) n
(2)A 是符合上述条件且相对分子质量最小的有机物,则A 的结构简式为?
解析:(1)C D (2)HCHO
十、不完全燃烧问题
有机物不完全燃烧产物中会有CO 生成,而CO 不能被碱石灰等干燥剂吸收。 例10、1L 丙烷与XLO 2混合点燃,丙烷完全反应后,生成混合气体为aL(在120℃,1.01×10Pa 时测定) 。将aL 混合气体通过足量碱石灰后,测得剩余气体体积为bL 。若a -b=6,则X 的值为5
( )
A 、4 B 、4.5 C 、
5.5 D、6
解析: 假设1L 丙烷完全燃烧,应产生3 L CO2和4 L水蒸气,通过足量碱石灰后全被吸收,因此 a-b=7,由此a -b=6断定为不完全燃烧,再经原子守恒可确定X=4.5(先考虑H 恒,水蒸气一定为4L ,V (CO 2)=6L-4L=2L,由C 守恒:V (CO )=(3-2)L ,由氧守恒:X=41+2+)。 22
强 化 练 习
1.120℃时,1体积某链烃和4体积O 2混合,完全燃烧后恢复到原温度和压强,体积不变,该烃分子式中所含碳原子数不可能的是( )
A .1 B.2 C.3 D.4
2.下列各组有机物不管它们以任何物质的量比混合,只要混合物的物质的量一定,在完全燃烧是,耗氧量恒定不变的是:( )
A .C 3H 4和C 2H 6 B .C 3H 6和C 3H 8 C .C 5H 10和C 6H 6 D.C 3H 8和C 4H 6
3.有机物A 、B 只可能是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 的分子量相差不可能为(n为正整数) :( )
A.8n B.14n C.18n D.44n
4.两种气态烃以任意比例混合, 在105℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合, 充分燃烧后恢复到原状态, 所得气体体积仍是10 L.下列各组混合烃中不符合此条件的是( )
A. CH4 C2H 4 B. CH4 C3H 6 C. C2H 4 C3H 4 D. C2H 2 C3H 6
5.有机物A 、B 的分子式不同,它们只可能含C 、H 、O 元素中的2种或3种,若将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,要求达到:
(1)消耗的O 2和生成的H 2O 的物质的量也不变,则A 、B 组成满足的条件是
(2)消耗的O 2和生成的CO 2的物质的量也不变,则A 、B 组成满足的条件是
6.化合物CO 、HCOOH 和OHC-COOH (乙醛酸)分别燃烧时,消耗的O 2和生成的CO 2的体积比都是1:2。后两者的分子式可以分别看成是(CO)(H2O) 和(CO)2(H2O) 。也就是说:只要分子式符合(CO)m (H2O) n (n和m均为正整数)的各种有机物,它们燃烧时消耗的O 2和生成的CO 2的体积比总是1:2。现有一些只含C、H、O三种元素的有机物,它们燃烧时消耗的O 2和生成的CO 2的体积比是3:4。
〈1〉这些有机物中,相对分子质量最小的化合物的分子式是 〈2〉某两种碳原子相同的上述有机物,若它们的相对分子质量分别为a和b(a
〈3〉在这些有机物中有一种化合物,它含有两个羧基。取0.2625g该化合物恰好能跟25.00mL 0.1000mol /LNaOH 溶液完全中和。由此可以计算得知该化合物的相对分子质量应是并可推导出它的分子式应是 。
答案:1.D 2.C 3.B 4.BD
5.(1)氢原子数相等,每增加1个碳原子,需同时增加2个氧原子。
(2)碳原子数相等,每增加2个氢原子,需同时增加1个氧原子。
6.(1)C 2H 2O 2 (2)18 (3)210、C 6H 10O 8