有机物燃烧的规律

有机物燃烧的规律（一）——燃烧前后体积的变化规律对于CxHy的烃，其完全燃烧可表示为：CxHy+（x+y/4）O2xCO2+y/2H2O一、1体积气态烃完全燃烧，当生成水为气态时，其体积变化：△V=V前-V后=1+（x+y/4）-(x+y/2)=1-y/4可见：任何一种气态烃完全燃烧，其反应前后气体体积的变化，只与该烃所含的H原子数有关而与C原子数无关。①当y＜4时，气体体积减少，如C2H2；②当y＝4时，反应前后体积不变，如CH4，C2H4，C3H4；③当y＞4时，反应后体积变大，如C2H6，C3H8，C4H8等；二、1体积气态烃完全燃烧，当生成的水为液态时，其体积变化：△V=V前-V后=1+（x+y/4）-x=1+y/4可以看出，无论何气态烃，其燃烧后气体体积都会减少。典型习题：1、aml三种气态烃与足量的氧气的混合物点燃爆炸后，恢复到原来的状态（150℃、1.01×105Pa），气体体积仍为aml，则三种烃可能是（）A、CH4、C2H4、C3H4B、C2H6、C3H6、C4H6C、CH4、C2H6、C3H8D、C2H4、C2H2、C4H6解析：气态烃燃烧后生成水蒸气且气体体积不发生改变，其平均氢原子数y=4，故应选A、D2、A、B、C三种气态烃组成的混合物共aml，与足量氧气混合点燃完全燃烧后，恢复到原状况（标准状况）气体体积减少了2aml，则三种烃可能是（）A、CH4、C2H4、C3H4B、CH4、C2H6、C3H8C、C2H6、C3H6、C4H6D、C2H4、C2H2、C4H6解析：气态烃燃烧后生成液态水，其体积变化应为：△V=1+y/4，则有aml(1+y/4)=2amly=4即：三种混合烃的平均H原子数为4，故应选A、D有机物燃烧规律（二）——燃烧耗氧量及生成CO2和H2O多少的规律一、等物质的量的烃（CxHy）完全燃烧时，其耗氧量的大小取决于（x+y/4）的值，其值越大，耗氧量越多；生成CO2的多少取决于碳原子个数（X的值），其值越大，生成的CO2越多；生成H2O的多少取决于氢原子个数（y的值），其值越大，生成的H2O越多。二、等质量的烃（CxHy）完全燃烧时，其耗氧量和生成水的多少取决于该烃分子中氢的质量分数（或y/x的值），其值越大，耗氧量及生成的水越多；生成CO2的多少取决于该烃分子中碳的质量分数（或x/y的值），其值越大，生成CO2越多。由此可得以下推论：1、等质量的烷烃，碳原子数越多，碳的质量分数越大，耗氧越少，由此可得，CH4耗氧最多。2、等质量的烯烃，由于碳氢原子数之比为定值，故碳、氢质量分数为定值，即，耗氧量及生成CO2和H2O的量相等。3、等质量的炔烃，苯及苯的同系物，碳原子数越多，氢的质量分数越大，耗氧越多，生成水越多，生成CO2越少。由此可知，乙炔、苯耗氧量最少生成CO2最多，生成水最少。4、同碳原子数的烷、烯、炔、苯及苯的同系物，其含氢的质量分数为：烷＞烯＞炔＞苯及苯的同系物。故其耗氧量为：烷＞烯＞炔＞苯及苯的同系物。三、等物质的量的烃（CxHy）与烃的含氧衍生物在完全燃烧时，①若耗氧相同则该烃的含氧衍生物分子组成符合通式：CxHy（CO2）m（H2O）n,(m、n∈N，下同)如C2H4与C3H6O3；②若耗氧量相同且生成CO2一样多，应具有相同的碳原子数，其分子应符合通式CxHy（H2O）n,如C2H4与C2H6O；③若耗氧量相同且生成水一样多，应具有相同的氢原子数，其分子式应符合通式CxHy（CO2）m，如C2H6与C3H6O2，由此可推，等物质的量的两烃的含氧衍生物充分燃烧后，若耗氧相同，则其在分子组成上相差n个CO2或H2O或CO2和H2O的组合，即式量相差44n，18n，62n等等；如C2H4O与C3H6O4。四、实验式（最简式）相同的烃或烃的含氧衍生物，不论它们以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时，所消耗的O2及燃烧后生成的CO2和H2O的量均为定值，如C2H2和C6H6，甲醛和葡萄糖等。典型习题：1、燃烧某混合气体，所生成的CO2质量一定大于燃烧相同质量的丙烯所产生的CO2的质量，该混合气体是（）A、丁烯、丙烷B、乙炔、乙烯C、乙炔、丙烷D、乙烷、丙烷2、总质量一定，不论以何种比例混合，完全燃烧后耗O2为常量的是（）①乙炔与苯②烯的同系物③甲烷与乙烷④甲醛与乙醇⑤甲醛与乙酸⑥甲醛与甲酸甲酯⑦乙酸与葡萄糖A、①②⑤⑥⑦B、①②③C、①②④D、①②④⑤⑥3、有机化合物A、B分子式不同，它们只可能含有碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将A、B不论以何种的比例混合，只要物质的量之和不变，完全燃烧时消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变，那么A、B组成必须满足的条件是。若A是甲烷，则符合上述条件的化合物B中相对分子质量最小的是（写分子式），并写出相对分子质量最小的含有（-CH3）的B的两种同分异构体的结构简式。答：1、B2、A3、A、B的分子式中氢原子数相同，且相差n个碳原子，同时相差2n个氧原子（n为正整数）。C2H4O2CH3COOHHCOOCH3有机物燃烧规律（三）——“残基法”求有机物分子式“残基法”是根据烃或烃的含氧衍生物燃烧耗氧量和生成CO2的体积比，求其分子式的一种方法。具体做法是：1、根据烃或烃的含氧衍生物燃烧耗氧和生成CO2的体积比设其分子式的一般形式，我们可把其分为三类：（I）燃烧消耗氧气体积大于生成CO2的体积，其一般形式为：（CxHy）m（H2O）n（x、y、m、n∈N）（II）燃烧消耗氧气体积等于生成CO2的体积，其一般形式为：Cx(H2O)n(x、n∈N)（III）燃烧消耗氧气体积，小于生成CO2的体积，其一般形式为：（CxOy）m（H2O）n（x、y、m、n∈N）2、根据消耗O2和生成CO2的比值，我们只用上述一般式中的前半部分（称之“残基”），由质量守恒求得x与y的最简比，可得此类有机物的通式。3、再根据其它性质和条件，确定该有机物的分子式和结构简式。例如：某有机物在O2中完全燃烧时，其蒸汽与消耗O2及生成CO2的体积在同温同压下比为1：4：3，该有机物不可能是（）A、C3H4B、C3H8O2C、C2H5CHOD、C2H5COOH解析：据V（耗O2）＞V（生成CO2），设其一般形式为：（CxHy）m（H2O）n;椐质量守恒CxHy+4O2→3CO2+y/2H2O可得x=3,y=4;故此类有机物通式为（C3H4）m（H2O）n又该机物燃烧生成3倍体积的CO2，分子中应有三个碳原子，可进一步确定其通式为C3H4（H2O）n（n∈N）故应选D。典型习题：化合物CO、HCOOH和OHC—COOH（乙醛酸）分别燃烧时，消耗O2和生成CO2的体积积比都是1：2，后两者可看成是（CO）H2O和（CO）2（H2O），也就是说：只要分子式符合（CO）n（H2O）m（m、n∈N）的各有机物，它们燃烧时消耗O2和成CO2的体积比总是1：2。现有一些只含有C、H、O三种元素的有机物，它们燃烧时消耗O2和生成的CO2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是。（2）某两种碳原子数相同的上述有机物，若它们的相对分子质量分别为a和b（a＜b），则（b-a）必定是（填入一个数字）的整数倍。（3）、在这些有机物中有一种化合物，它含有两个羧基。取0.2625g该化合物恰好能与25ml0.100mol/L的NaOH溶液完全中和，据此，结合必要的计算和推导，试给出该有机物的相对分子质量和分子式。答案：提示：利用“残基”法求得该类有机物的通式是（C2O）m（H2O）n（1）C2H2O2（2）、18（3）、210、C6H10O8乙酸乙酯的制备3导气管不要伸到Na2CO3溶液中去，防止由于加热不均匀，造成Na2CO3溶液倒吸入加热反应物的试管中。3.1：浓硫酸既作催化剂，又做吸水剂，还能做脱水剂。3.2：Na2CO3溶液的作用是：(1)饱和碳酸钠溶液的作用是冷凝酯蒸气，减小酯在水中的溶解度（利于分层），除出混合在乙酸乙酯中的乙酸，溶解混合在乙酸乙酯中的乙醇。(2)Na2CO3能跟挥发出的乙酸反应，生成没有气味的乙酸钠，便于闻到乙酸乙酯的香味。3.3：为有利于乙酸乙酯的生成，可采取以下措施：(1)制备乙酸乙酯时，反应温度不宜过高，保持在60℃～70℃。不能使液体沸腾。(2)最好使用冰醋酸和无水乙醇。同时采用乙醇过量的办法。(3)起催化作用的浓硫酸的用量很小，但为了除去反应中生成的水，浓硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。(4)使用无机盐Na2CO3溶液吸收挥发出的乙酸。3.4：用Na2CO3不能用碱（NaOH）的原因。虽然也能吸收乙酸和乙醇，但是碱会催化乙酸乙酯彻底水解，导致实验失败。1、各类有机物的通式、及主要化学性质烷烃CnH2n+2仅含C—C键与卤素等发生取代反应、热分解、不与高锰酸钾、溴水、强酸强碱反应烯烃CnH2n含C==C键与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应、加聚反应炔烃CnH2n-2含C≡C键与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应苯（芳香烃）CnH2n-6与卤素等发生取代反应、与氢气等发生加成反应（甲苯、乙苯等苯的同系物可以与高锰酸钾发生氧化反应）卤代烃：CnH2n+1X醇：CnH2n+1OH或CnH2n+2O有机化合物的性质，主要抓官能团的特性，比如，醇类中，醇羟基的性质：1.可以与金属钠等反应产生氢气，2.可以发生消去反应，注意，羟基邻位碳原子上必须要有氢原子，3.可以被氧气催化氧化，连有羟基的碳原子上必要有氢原子。4.与羧酸发生酯化反应。5.可以与氢卤素酸发生取代反应6.醇分子之间可以发生取代反应生成醚。苯酚：遇到FeCl3溶液显紫色醛：CnH2nO羧酸：CnH2nO2酯：CnH2nO22、取代反应包括：卤代、硝化、卤代烃水解、酯的水解、酯化反应等；3、最简式相同的有机物，不论以何种比例混合，只要混和物总质量一定，完全燃烧生成的CO2、H2O及耗O2的量是不变的。恒等于单一成分该质量时产生的CO2、H2O和耗O2量。4、可使溴水褪色的物质如下，但褪色的原因各自不同：烯、炔等不饱和烃（加成褪色）、苯酚（取代褪色）、醛（发生氧化褪色）、有机溶剂[CCl4、氯仿、溴苯（密度大于水），烃、苯、苯的同系物、酯（密度小于水）]发生了萃取而褪色。较强的无机还原剂（如SO2、KI、FeSO4等）（氧化还原反应）5．能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有：（1）含有碳碳双键、碳碳叁键的烃和烃的衍生物、苯的同系物（2）含有羟基的化合物如醇和酚类物质（3）含有醛基的化合物（4）具有还原性的无机物（如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O26．能与Na反应的有机物有：醇、酚、羧酸等——凡含羟基的化合物7、能与NaOH溶液发生反应的有机物：（1）酚：（2）羧酸：（3）卤代烃（水溶液：水解；醇溶液：消去）（4）酯：（水解，不加热反应慢，加热反应快）（5）蛋白质（水解）8．能发生水解反应的物质有：卤代烃、酯（油脂）、二糖、多糖、蛋白质（肽）、盐9、能发生银镜反应的有：醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖（也可同Cu(OH)2反应）。计算时的关系式一般为：—CHO——2Ag注意：当银氨溶液足量时，甲醛的氧化特殊：HCHO——4Ag↓+H2CO3反应式为：HCHO+4[Ag(NH3)2]OH=(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3↑+211．10、常温下为气体的有机物有：分子中含有碳原子数小于或等于4的烃（新戊烷例外）、一氯甲烷、甲醛。H2O11．浓H2SO4、加热条件下发生的反应有：苯及苯的同系物的硝化、磺化、醇的脱水反应、酯化反应、纤维素的水解12、需水浴加热的反应有：（1）、银镜反应（2）、乙酸乙酯的水解（3）苯的硝化（4）糖的水解凡是在不高于100℃的条件下反应，均可用水浴加热。13、解推断题的特点是：抓住问题的突破口，即抓住特征条件（即特殊性质或特征反应），如苯酚与浓溴水的反应和显色反应，醛基的氧化反应等。但有机物的特征条件不多，因此还应抓住题给的关系条件和类别条件。关系条件能告诉有机物间的联系，如A氧化为B，B氧化为C，则A、B