烃的燃烧规律

1烃类燃烧规律11.261、等物质的量的不同烃燃烧时的耗氧规律：（1）耗O2量取决于(x+y/4)，(x+y/4)越大，消耗氧气越多。（2）产生CO2的量取决于x，x越大，产生CO2的量越多。（3）产生H2O的量取决于y，y越大，产生H2O的量越多。【例1】若1mol某气态烃完全燃烧，需要3molO2，则（）A．x=2，y=2B．x=2，y=4C．x=3，y=6D．x=3，y=8【例2】等物质的量的下列烃完全燃烧时，耗氧量最大的是（）A．CH4B．C2H4C．C2H2D．C3H42．等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律：氢元素的质量分数H%越大，消耗O2越多，产生的H2O越多；反之碳元素的质量分数C%越大，消耗O2越少，产生的CO2则越多。或者说等质量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量取决于CxH中y/x的值，此值越大，耗氧量越多。【例3】下列各组烃只要总物质的量一定，不论以任何比例混合，完全燃烧时耗氧量相同的是（）A.CH4、C2H6B．C2H4、C3H6C．C2H2、C6H6D．C5H10、C6H6【例4】等质量的下列烷烃，完全燃烧消耗氧气最多的是（）A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C6H14【例5】完全燃烧质量相同的：①甲烷②丙烷③乙烯④乙炔⑤苯⑥间二甲苯时，耗氧量由多到少的顺序是：【例6】等质量的下列烃，完全燃烧生成CO2最多的是（）A．CH4B．C2H4C．C2H2D．C6H62【例7】下列各组物质，只要总质量一定，无论以何种比例混合，完全燃耗生成的水的质量也总是为定值的是（）A．甲烷和乙烯B．甲苯和邻二甲苯C．乙烷和乙炔D．丙烯和2-丁烯【例8】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．丙烷和丙烯B．乙烯和环丙烷C．苯和乙炔D．甲烷和乙烷3、总物质的量一定的混合烃的燃烧；只要各组分每mol物质耗O2量相同，则完全燃烧时，其耗氧量为定值。只要碳原子数相等则产生的CO2的量为定值；只要氢原子数相等则产生的H2O的量为定值.4、总质量一定的混合烃的燃烧；含氢质量分数相等，完全燃烧生成水的量保持不变；含碳质量分数相等，完全燃烧生成的二氧化碳的量保持不变。5、最简式相同的烃（或有机物），无论以何种比例混合，只要混合物总质量一定，完全燃烧耗氧量为定值，产生的CO2和H2O的量总是一个定值。【例9】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6、烃完全燃烧前后气体体积变化规律（1）燃烧后温度高于100℃，即水为气态：y=4时，ΔV=0，体积不变y4时，ΔV0，体积增大y4时，ΔV0，体积增大（y4的烃只有C2H2）（2）燃烧后温度低于100℃，即水为液态：，总体积一定减小3【例10】在一密闭容器中充入一种气态烃和足量的氧气，用电火花点燃完全燃烧后，容器中的气体体积保持不变，若气体均在120℃和相同压强下测定，这种烃可能是（）A．CH4B．C2H6C．C2H4D．C3H6【例11】常温常压下10mL气态烃与50mLO2（过量）混合并点燃，恢复到原来的状态时剩余35mL气体，则此烃不可能是（）A．C2H6B．C3H6C．C3H8D．C4H6【练习1】分子式为CH4、C2H4、C2H2、C6H6、C5H10的烃。(1)物质的量相同时，耗氧量最多的是（），生成CO2最多的，（）生成H2O最多的是（）。(2)质量相同时，耗氧量最多的是（），生成CO2最多的是（），生成H2O最多的是（）。(3)与同质量丙烯生成CO2的量一定相等的是（），比丙烯生成CO2多的是（），比丙烯生成CO2少的是（）。(4)在足量O2中燃烧，恢复到原状况(120℃)混合气体总体积大于原混合气体的是（），混合气体总体积等于原混合气体的()，混合气体总体积小于原混合气体的是()。7、巧解含烃的混合气体计算题1、守恒法：此法在化学计算中应用很广泛，用此法可求元素的相对原子质量、物质的相对分子质量、分子式、混合物的组成以及进行溶解度、溶液浓度等方面的计算。例1：把mmolC2H4和nmolH2混合于密闭容器中，在适当的条件下，反应达到平衡时生成pmolC2H6，若将所得平衡混合气体完全燃烧生成二氧化碳和水，则需要氧气多少摩尔？（3m+n/2）mol解析：若按化学平衡问题先求出平衡时混合气体各组分的物质的量以及它们分别燃烧各需要氧气多少摩尔，再求氧气总物质的量，则太繁琐。C2H4和H2在整个加成反应过程中C、H原子个数都不变，因而平衡时混合气体燃烧的耗氧量等于反应前C2H4和H2燃烧的耗氧量。4练习1：一定量的甲烷CH4燃烧后得到的产物是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气，此混合气的质量为49．6g，当其缓缓通过足量的无水氯化钙时气体质量减少25．2g，则混合气体中一氧化碳的质量是多少克？解析：设产物中一氧化碳的物质的量为x，二氧化碳的物质的量为y。由碳原子守恒可得CH4的物质的量为x+y，又由氢原子守恒可得生成水的物质的量为2（x+y），则：2（x+y）×18g/mol=25．228g/mol×x+44g/mol×y=49．6－25．2解的x=0．4mol，y=0．3mol一氧化碳的质量为0．4mol×28g/mol=11．2g2．方程式叠加法：例2：将xmol氧气，ymol甲烷和zmol过氧化钠放入密闭容器中，在150℃条件下用点火花引发，恰好完全反应后，容器内压强为0，通过计算确立x、y和z之间的关系式：解析：根据反应后气体压强等于0，所以可将以下反应方程式：2CH4+4O2→2CO2+4H2O2CO2+2Na2O2→2Na2CO3+O22H2O+2Na2O2→4NaOH+O2相加消去气体，得：2CH4+O2+6Na2O2→8NaOH+2Na2CO3所以x：y：z=1：2：6练习2：若要使0．5molCH4完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为多少摩尔？4CH4+10Cl2→CH3Cl+CH2Cl2+CHCl3+CCl4+10HCl则需氯气1．25mol3．十字交叉法：十字交叉法一般只适用于两种已知成分组成的混合体系，解题关键往往在于求平均值。其广泛应用于有关同位素、相对原子质量、溶质质量、二组分混合物质量分数、化学反应中的物质的量、体积、电子转移数及反应热等方面的计算。例3：CH4和C2H4混合气体，其密度是同温同压下乙烷的2/3，求混合气体中甲烷的质量分数。5解析：相同状况下气体密度之比等于相对分子质量之比：M=2/3×M（C2H6）=20，由十字交叉法得：CH416820=2：1C2H4284混合气体中甲烷的质量分数为2×16/（2×16+1×28）×100%=53．3%练习3：一种气态烷烃和一种气态烯烃，它们分子里的碳原子数相同。将1．0体积这种混合气体在氧气中充分燃烧，生成2．0体积的二氧化碳和2．4体积的水蒸气（气体体积均在相同状况下测定）。则混合气中烷烃和烯烃的体积比为：解析：由题意可知该混合烃的平均分子式可表示为C2H4．8，则烷烃是乙烷，烯烃是乙烯，由平均氢原子数，利用十字交叉法可以快捷的求出二者的体积比：C2H660．84．8C2H441．24．平均值法：此法是从求混合气体平均相对分子质量的公式推广而来的。它巧用了平均含义，即M1≠M2且均大于0时，存在M=nnMnMn212211，只要求出平均值，就可判断出M1和M2的取值范围，该法省去复杂的数学计算过程，从而迅速解出答案。例4：一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g，混合气体的密度是相同状况下氢气的12．5倍，该混合气体通过溴水时。溴水的质量增加8．4g，则该混合气体是由什么组成的？解析：混合气体的平均相对分子质量是2×12．5=25。根据平均值法确定该烷烃是甲烷。平均相对分子质量等于25的烃有两种情况：两种气态烃的相对分子质量都是25，经分析没有这种气态烃，两气态烃中有一种烃的相对分6子质量小于25，另一种的烃大于25，而相对分子质量小于25的烃只有甲烷，所以两种烃中其中一种必定是甲烷。再根据平均相对分子质量求另一种烃。设烯烃为：CnH2nm烯烃=8．4g，m（CH4）=10g—8．4g=1．6g。)2(4.86.16.16.1101nCnHMgmolgggg=25g/mol解的n=2，即该烯烃是C2H4练习4：某温度和压强下，将4g由三种炔烃（分子中只含有一个碳碳三键）组成的混合气体与足量的氢气反应，充分加成后，生成4．4g三种对应的烷烃，则所得烷烃中一定有：（）A．异丁烷B．乙烷C．丙烷D．丁烷解析：炔烃转化成烷烃时，炔烃与氢气的物质的量之比为1：2，依据题意可知参加反应的氢气的物质的量为0．2mol，则炔烃的物质的量为0．1mol，炔烃的平均相对分子质量为4/0．1=40。由平均值法，可知三种炔烃中必有相对分子质量小于40的炔烃，而相对分子质量小于40的炔烃只有乙炔，由此可知加成后所得烷烃中必含乙烷。5．讨论法：此法一般适用于与其他计算方法一起使用，这种解法的关键是进行全面的分析和判断：例5：1升乙炔和气态烯烃混合物与11升氧气混合后点燃，充分反应后，气体的体积为12升，求原1升混合气体中各成分及物质的量比（反应前后均为182℃、1．01×105Pa）解析：设该混合烃的平均分子组成为CxHyCxHy+(x+y/4)O2==xCO2+y/2H2O△V1x+y/4xy/2y/4－1由△V=0得y/4－1=0，则y=4C2H2分子中氢原子个数为2，而混合烃的平均组成中氢原子个数为4，所以，烯烃中氢原子个数必大于4，又因为是气态烯烃，碳原子个数必小于或等于4，所以烯烃只能是C3H6或C4H87若是C3H6则：C2H2224=1/1C3H662若是C4H8则：C2H2224=2/1C4H8826．待定系数法：根据题意直接写出方程式，并在反应物及生成物前待以系数（化学计量数），最后找出系数间的关系。例6：丁烷催化裂化时，碳链按两种方式断裂生成两种烷烃和烯烃，若丁烷裂化率为90%，且裂化生成的两种烯烃的质量相等，求裂化后得到的相对分子质量最小的气体在混合气体中所占的体积分数。解析：丁烷催化裂化有如下方程式：C4H10→CH4+C3H6①C4H10→C2H6+C2H4②将①②合并，系数待配：aC4H10→bCH4+bC3H6+cC2H6+cC2H4因为m(C3H6)=m(C2H4),所以b：c=2：3令b=2，则c=3，a=5，方程式为：5C4H10→2CH4+2C3H6+3C2H6+3C2H4所以甲烷所占的体积分数为：%20%10033222