搜索
一烃的燃烧规律1．气态烃(包括混合物)燃烧后体积或压强变化规律根据烃的燃烧通式CxHy＋4yxO2点燃xCO2＋y2H2O，设烃的物质的量为1mol，可知：(1)当温度低于100℃时，气态烃燃烧前后气体总体积变化为14y。(2)当温度在100℃以上时，气态烃燃烧前后气体总体积变化为14y。①若充分燃烧后，总体积不变，则y4－1＝0，y＝4所以此烃的分子式可能为CH4、C2H4、C3H4。②若充分燃烧后，总物质的量减少，则y4－10，y4则此烃只能是C2H2。③若充分燃烧，总物质的量增加，则y4－10，y4则所有氢原子数大于4的烃均有可能。②总物质的量不变，以任意比例混合的有机物，当产生二氧化碳相同时，则有机物分子中所含碳的原子数相同；当产生水相同时，则有机物分子中所含的氢原子数相同。③等物质的量烃燃烧时，每增加1个C(或4个H)多消耗1个O2。2．等量烃完全燃烧时耗氧的计算及规律(1)等物质的量的烃完全燃烧时耗氧量的计算①对于等物质的量(1mol)的烃CxHy完全燃烧时，消耗氧气的物质的量为4yxmol。若4yx的值越大，消耗氧气的物质的量也越大。(2)等质量的烃完全燃烧时耗氧量的计算①等质量的烃CxHy完全燃烧时，若烃分子中氢元素的质量分数越大，其耗氧量也越大。即若y/x的值越大，则该烃完全燃烧的耗氧量也越大。②总质量不变，以任意质量比混合的有机物，当产生二氧化碳相同时，则有机物分子中C%相同；当产生水相同时，则有机物分子中H%相同。最简式相同的有机物无论以何种比例混合，只要总质量相同，生成的CO2和H2O的量均相同。③等质量的烃燃烧时，因1个C(或4个H)消耗1个O2，所以C%越大消耗氧气的量越小；H%越大消耗氧气的量越大。【例1】(双选)下列各组物质中，只要总质量一定，不论以何种比例混合，完)。全燃烧，生成的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．乙烯和丁烯D．甲烷和乙烷【解析】最简式相同的有机物无论以何种比例混合，只要总质量相同，生成的二氧化碳和水的质量均是定值。丙烷的分子式为C3H8，丙烯的分子式为C3H6，乙烯的分子式为C2H4，环丙烷的分子式为C3H6，丁烯的分子式为C4H8，甲烷的分子式为CH4，乙烷的分子式为C2H6。故只有B、C中两者的最简式相同。【答案】BC二有机物分子中原子共线、共面问题1．基本空间结构(1)甲烷正四面体结构，碳原子居于四面体的中心，分子中的5个原子中任何4个不在同一平面上。(2)乙烯平面结构，分子中的6个原子处于同一平面内，键角都为120°。(3)乙炔H—C≡C—H直线结构，分子中的4个原子处于同一直线上。(4)苯平面结构，分子中的12个原子都处于同一平面内。以上四种分子中的H原子如果被其他原子所取代，取代后的分子构型基本不变。2．主体结构的推演(1)甲烷结构①CCl4：正四面体结构。②环己烷：6个碳原子不可能共面。③丙烷CH3CH2CH3：3个碳原子不可能共线。(2)乙烯结构①：6个碳原子共面。CH—CHCH2：4个碳原子共面，所有原子也②CH2共面。③CH2CH—C≡CH：4个碳原子共面，所有原子也共面，3个碳原子共线。(3)乙炔结构CH3—C≡C—CH3：4个碳原子共线。(4)苯结构面。①②③④：7个碳原子共面。：8个碳原子可能共面。：5个碳原子共线，9个碳原子可能共：所有原子共面。A．CH2CH—CNB．CH2CH—CHCH2C．C6H5—CHCH2D．CH2C(CH3)—CHCH2【例2】下列有机分子中，所有原子不可能．．．处于同一平面的是()。【解析】根据双键和苯环的结构特点可知，A中所有原子处于同一平面内；B与A相似，是典型的共轭双键结构，且没有任何支链，所有原子都处于同一平面内；C项中苯环是平面结构，碳碳双键也是平面结构，两者结合可能处于同一平面；D中有一个甲基，甲基是非平面结构，所有原子不可能处同一平面。【答案】D三烃的分子式的确定1．基本方法总结(1)若题目给出元素的质量分数、相对密度等，可先求实验式，再根据相对分子质量确定分子式。也可根据相对分子质量、元素的质量分数求出分子中各元素的原子个数，再求分子式。(2)由相对分子质量和组成通式求分子式。计算、推理、讨论、确定分子式(差量法、讨论法、守恒法)。(3)由烃燃烧方程式CxHy＋(x＋y4)O2点燃xCO2＋y2H2O(4)商除法求分子式借助各类烃的通式，由相对分子质量求烃的分子式可采用如下“商值通式”的判断法：假设某烃的相对分子质量为Mr，则有①Mr/14能整除，可推知为烯烃或环烷烃，其商为碳原子数。②Mr/14余2能除尽，可推知为烷烃，其商为碳原子数。③Mr/14，差2能除尽，推知为炔烃或二烯烃，其商为碳原子数。④Mr/14，差6能除尽，推知为苯或苯的同系物，其商为碳原子数。(5)由实验式(CaHb)讨论分子式①若ab12，该烃必为烷烃，设分子式为CnH2n＋2，n2n＋2＝ab，求n即可。②若ab＝12，需知道相对分子质量，再求分子式。③若12ab1，则该烃可能为CnH2n－2、CnH2n－6等，可直接求分子式，用CnH2n－2或CnH2n－6分别代入验证即可。2．混合烃组成的确定方法(1)当烃为混合物时，一般是设平均分子式，结合反应式和体积求出平均组成，利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式。有时也利用平均式量来确定可能的组成，此时用十字交叉法计算较为简捷。(2)两混合烃，若其平均式量小于或等于26，则该烃中必含甲烷。(3)两混合气态烃，充分燃烧后，生成CO2气体的体积小于2倍原混合烃的体积，则原混合烃中必含CH4，若生成水的物质的量小于2倍的原混合烃的物质的量，则必含C2H2。(4)气体混合烃与足量的氧气充分燃烧后，若总体积保持不变，则原混合烃中的氢原子平均数为4；若体积扩大，氢原子平均数大于4；若体积缩小，氢原子平均数小于4，即必含C2H2(温度在100℃以上)。【例3】(双选)25℃某气态烃与O2混合，在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25℃，此时容器内压强为原来的一半，再经NaOH溶液处理，容器内几乎成为真空。该烃的分子式可能为()。A．C2H4B．C2H6C．C3H6D．C3H8【答案】AD【解析】设该烃的分子式为CxHy，则CxHy＋(x＋y4)O2点燃xCO2＋y2H2O由题意可知，烃和O2的物质的量之和为CO2物质的量的2倍，即1＋(x＋y4)＝2x，解得x＝1＋y4。讨论：当y＝4时，x＝2；当y＝6时，x＝2.5，不合题意；当y＝8时，x＝3。故正确答案为AD。DA．甲苯C．2-甲基丙烯B．硝基苯D．2-甲基丙烷解析：在有机分子结构中，与苯环、碳碳双键直接相连的碳原子是在同一平面。只有2-甲基丙烷的碳原子不可能处于同一平面。1．下列化合物分子中的所有碳原子不可能．．．处于同一平面的是()。2．已知1mol某气态烃CxHy完全燃烧时需5molO2，则x)。C和y之和可能是(A．x＋y＝5B．x＋y＝7C．x＋y＝11D．x＋y＝9BA．CH4C2H4B．CH4C3H6C．C2H4C3H4D．C2H2C3H63．两种气态烃以一定比例混合，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()。4．根据图2－M－1所示的有机物合成路线回答下列问题：图2－M－1(1)写出A、B、C的结构简式：A：，B：，C：。(2)写出各步反应类型：①___________，②___________，③___________，④___________，⑤___________。___________________加成反应消去反应加成反应消去反应加成反应5．有A、B、C、D、E五种烃，各取0.01mol充分燃烧后，B、C、E所产生的二氧化碳均为448mL(标准状况)；A或D燃烧所得的二氧化碳都是前者的3倍。催化剂的作用下，A、B、C都能和氢气发生加成反应，其中A可以转变为D，B可以转变为C或E，C可以转变为E；B或C都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而A、D、E无此性质；在铁屑存在时A与液溴发生取代反应。试推断写出五种烃的结构简式：A：，B：____________，CH2CH2C：________________，D：，E：____________。CH3CH3__________CH≡CH6．乙炔是一种重要的有机化工原料，以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。完成下列各题：图2－M－2(1)正四面体烷的分子式为________，其二氯取代产物有_______种。1C4H4(2)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是_____(填字母)。A．能使酸性KMnO4溶液褪色DB．1mol乙烯基乙炔能与3molBr2发生加成反应C．乙烯基乙炔分子内含有两种官能团D．等质量的乙炔与乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同(3)写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式。(4)写出与苯互为同系物且一氯代物(包含苯环与侧链的一氯代物)只有两种的物质的结构简式：、。_________________________________