高中化学有机物燃烧规律的几种考查方式

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高中化学有机物燃烧规律的几种考查方式

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高中化学有机物燃烧规律的几种考查方式
有机物烃完全燃烧通式为:CxHy+(x+y/4)O2=xCO2+y/2 H2O
烃的衍生物:CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2=xCO2+y/2 H2O
题型一:有机物的物质的量一定时比较判断耗氧量的方法步聚:
①若属于烃类物质,根据分子中碳、氢原子个数越多,耗氧量越多直接比较;若碳、氢原子数都不同且一多一少,则可以按1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相当转换成碳或氢原子个数相同后再进行比较即可。
②若属于烃的含氧衍生物,先将分子中的氧原子结合氢或碳改写成H2O或CO2的形式,即将含氧衍生物改写为CxHy·(H2O)n或CxHy·(CO2)m或CxHy·(H2O)n·(CO2)m形式,再按①比较CxHy的耗氧量。
例1、等物质的量的下列有机物完全燃烧时,消耗氧气的量最多的是 (  )
A.甲烷 B.乙醛 C.乙二醇  D.乙醇
例2、相同物质的量的下列有机物,充分燃烧,消耗氧气量相同的是(双选)
A.C3H4和C2H6 B.C3H6和C3H8O C.C3H6O2和C3H8O D.C3H8O和C4H6O2
例3、有机物A、B只可能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
例4、等物质量的同碳数的烯烃与饱和一元醇分别充分燃烧时,消耗氧气的量相同。等物质的量的同氢原子数的_____烃(填烷、烯、炔或苯的同系物)与饱和一元_______(填醇、醛或羧酸或酯)分别燃烧时,消耗氧气的量相同。
题型二、等质量的有机物完全燃烧时在相同条件下相关量的比较。
1.烃类物质(CxHy)完全燃烧的耗氧量与y/x成正比。
2.燃烧时耗氧量相同,则两者的关系为:⑴同分异构体 或 ⑵最简式相同。
例5、等质量的下列烃完全燃烧时消耗氧气的量最多的是(  )
A.CH4 B.C2H4 C.C2H6 D.C6H6
例6、下列各组混合物中,不论二者以什么比例混合,只要总质量一定,完全燃烧时生成CO2的质量也一定的是(双选)(  )
A.甲烷、辛醛 B.乙炔、苯乙炔
C.甲醛、甲酸甲酯 D.苯、甲苯
例7、分别取等质量的甲烷和A(某饱和一元醇)、B(某饱和一元醛)、C(某稠环芳香烃含氧衍生物),若它们完全燃烧,分别生成了物质的量相同的CO2.则:
(1)A的分子式为_______;B的分子式为_______,C的分子式为_________(C的分子式有多种可能,只写分子量最小的一种)。
(2)写出符合上述要求时,CH4和A、B、C的分子组成必须满足的条件是__________(以n表示碳原子数,m表示氧原子数,只写通式)。 
题型三:燃烧前后气体体积的变化情况(对燃烧通式的运用)
气态烃(CxHy)在100℃及其以上温度完全燃烧时,若y=4,燃烧前后体积不变。
例8、 1molCxHy(烃)完全燃烧需要5molO2,则X与Y之和可能是( )
A、X+Y=5 B、X+Y=7 C、X+Y=11 D、X+Y=9
例9、某有机物的蒸气完全燃烧时,需要三倍于其体积的O2,产生二倍于其体积的CO2,则该有机物可能是(体积在同温同压下测定) (双选)( )A.C2H4 B.C2H5OH C.CH3CHO D.CH3COOH
例10、120℃时,1体积某烃和4体积O2混和,完全燃烧后恢复到原来的温度,压强体积不变,该烃分子式中所含的碳原子数不可能是( )A.1 B.2 C.3 D.4
例11、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.下列各组混合烃中符合此条件的是(双选)( )
A.CH4 C2H4 B.CH4 C3H6 C.C2H4 C3H4 D.C2H2 C3H6
例12、在20℃,某气态烃与氧气混合装入密闭容器中,点燃爆炸后,又恢复到20℃。此时容器内气体的压强为反应前的一半,经氢氧化钠溶液吸收后,容器内几乎为真空。此烃的分子式可能是 双选)( )
A、CH4 B、C2H6 C、C3H8 D、C2H4
题型四、几种有机物燃烧计算题的解题方法及技巧
(一)守恒法
例13、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
例14、一定量CH4燃烧后得到的产物为CO、CO2、H2O(g),此混合气质量为49.6g,当缓慢通过浓硫酸时,浓硫酸增重25.2g,原混合气体中CO2质量为(  )
A、12.5 g B 13.2 g C 19.7 g D 24.4 g
例15、两种气态烃组成的混合气体0.1mol,完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水,混合气体中(双选)( )
A.一定有甲烷 B.一定是甲烷和乙烯 C.一定没有乙烷 D.一定有乙炔
(二)差量法
例16、10mL某种气态烃,在50mLO2中充分燃烧,得到液态水和体积为35mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定),则访气态烃可能为 (双选)( )
A、CH4 B、C2H6 C、C3H8 D、C3H6
例17、在120℃、101kPa时,将1L丙烷和若干升氧气混合,点燃使之充分反应,反应后恢复到原温度和压强,测得气体体积为ml,若通过碱石灰,气体体积变为nL。若m—n=6,则nL气体为 (  )
A、CO B、CO2 C、O2 D、CO和O2
(三)混合物用十字交叉法法
例18、甲烷和乙烯混和气体完全燃烧时,消耗相同状况下的氧气是混和气体的2.4倍,则甲烷与乙烯的体积比是 (  )
A、3:2 B、1:1 C、2:3 D、1:3
例19、乙炔和乙烯的混后气体完全燃烧时所需O2的体积是原混合气体的2.7倍,若混后气体与足量的H2完全发生加成反应消耗H2的体积是原混合气体的 ( )
A、1.2倍 B、1.4倍 C、 1.6倍 D、1.8倍
例20、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H2密度的12.5倍,该混合气体通过装有溴水的洗气瓶时,洗气瓶总质量增加了8.4g,组成该混合气体的可能是 (  )
A、乙烷和乙烯 B、乙烷和丙烯 C、甲烷和乙烯 D、甲烷和丙烯
(四)烃的裂化和裂解
例21、乙烷加热分解生成乙烯和氢气,取乙烷部分分解后的反应混合物1体积,使其充分燃烧,生成1.6体积的CO2(同温同压),则乙烷的分解率是(  )
A、20% B、25% C、30% D、40%
例22、C8H18经多步裂化,最后完全转化为、C3H6、C2H4、C2H6、CH4五种气体混合物。该混合物的平均相对分子质量可能是 (  )
A、28 B、30 C、38 D、40
例23、丁烷催化裂化时,有90%的丁烷发生裂化,且裂化生成的两种烯烃的质量相等,则裂化后得到的混和气体中相对分子质量最小的气体在混和气体中的体积百分含量是( )
A、11% B、19% C、40% D、50%
题型五、考查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;若水为气体,总体积变化也只与氢原子数目有关:H=4,V前=V后;H>4,V前<V后;H<4, V前>V后。
[例24]体积为10mL的某气态烃,在50mL足量O2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、C2H4 B、C2H2 C、C3H6 D、C3H8
题型六、考查烃的物质的量与燃烧产物中CO2和H2O的物质的量的关系
n(烷烃)=n(H2O)-n(CO2); 烯烃:n(H2O)=n(CO2); n(炔烃)=n(CO2)- n(H2O)。
[例25]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CO24.0mol及 H2O 4.4mol,试求混合烃的组成情况?
题型七、考查等质量的不同烃完全燃烧消耗O2及生成CO2和H2O的情况
C/H个数比越大,生成CO2越多; H/C值越大,生成水越多,消耗O2也越多;实验式相同的不同烃,上述三者对应都相等。
[例26]完全燃烧某混合气体,所产生的CO2的质量一定大于燃烧相同质量丙烯所产生CO2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
题型八、考查等物质的量的不同有机物完全燃烧,消耗O2及生成CO2和H2O相等
CO2或H2O相等,分子式中碳原子或氢原子个数相等;消耗O2相等,燃烧通式中O2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27]燃烧等物质的量的有机物A和乙醇用去等量的O2,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CO2 是乙醇的1.5倍,A是 ( )
A、CH3CHO B、C2H5COOH C、CH2=CHCOOH D、CH3-CH(CH3)-OH
题型九、考查总质量一定的两种有机物以任意比混合,完全燃烧消耗O2及生成CO2和H2O为定值
CO2或H2O为定值,两种有机物满足C或H的质量分数相等,包括实验式相同的情况;消耗O2不变,满足实验式相同。
[例28]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CO2和H2O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?
题型十、考查总物质的量一定的不同有机物以任意比混合
1、消耗O2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O2和生成CO2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29]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O2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CH4,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-CH3的B的两种同分异构体?
[例30]有机物A和B只由C、H、O中2种或3种元素组成,当A和B的物质的量之和一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧时消耗O2的量不变,则A、B的式量的差值(其中n为正整数)不可能为( )
A.8n B.14n C.18n D.44n
题型十一、考查不论总质量一定还是总物质的量一定时,不同有机物以任意比混合
1.生成CO2的量不变,则两有机物含C的质量分数(C%)一定相等,且两有机物的化学式中C原子个数相同。
2.生成H2O的量不变,则两有机物含H的质量分数(H%)一定相等,且两有机物的化学式中H原子个数相同。
3.耗O2量不变,则两有机物化学式一定相同(即两有机物互为同分异构体。
[例31]A、B两种有机物,已知A是苯的同系物,B是烃的含氧衍生物,各取1molA、B完全燃烧生成CO2分别为7mol和3mol, A、B不论以何种比例混合,只要混合物总物质的量一定或总质量一定,完全燃烧时生成的H2O的量不变。
(1) A、B应满足的条件是______________________,
(2) A、B的结构简式为___________,_______________。
题型十二、考查根据有机物完全燃烧消耗O2与CO2的物质的量之比,推导有机物可能的通式
将CaHbOc提出若干个水后,有三种情况:V(O2)/V(CO2) =1,通式为Ca(H2O)n;V(O2)/V(CO2) >1,通式为(CaHx)m (H2O)n;V(O2)/V(CO2) <1,通式为(CaOx)m (H2O)n
[例32]现有一类只含C、H、O的有机物,燃烧时所消耗O2和生成的CO2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?
题型十三、考查根据有机物完全燃烧生成水与CO2的量或比例,推导分子式或通式
根据CO2与H2O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33]某有机物在O2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
题型十四、考查有机物燃烧产物与Na2O2反应的规律
分子式能改写为(CO)mH2n形式的物质,完全燃烧后的产物与过量Na2O2反应,固体增加的质量与原物质的质量相等。
[例34]某温度下mg仅含三种元素的有机物在足量O2充分燃烧。其燃烧产物立即与过量Na2O2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、C2H6O2 B、C6H12O6 C、C12H22O11 D、(C6H10O5)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?
题型十五、考查不完全燃烧问题
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35]1L丙烷与XLO2混合点燃,丙烷完全反应后,生成混合气体为aL(在120℃,1.01×105Pa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( )
A、4 B、4.5 C、5.5 D、6
精选题(单项选择)
1.物质的量相等的戊烷、苯和苯酚完全燃烧需要氧气的物质的量依次为x、y、zmol,则x、y、Z的关系为 (     )
A.x>y>z B.y>z>x C.z>y>x D.y>x>z
2.X是一种烃,它不能使KMnO4溶液褪色,0.5mol的X完全燃烧时,得到27g水和67.2LCO2(标准状况),X是 (    )
A.环己烷     B.苯 C.1,3-丁二烯     D.甲苯
3.某有机物CnHxOy完全燃烧时消耗O2物质的量是有机物的n倍,生成CO2和H2O物质的量相等,该有机物化学式中,x、y和n的量的关系可以是 (    )
A.2n=x=2y B.n=2x=y C.2y=x=n D.x=2n=y
4.下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同的是( )
A.50g乙醇和50g甲醚 B.100g乙炔和100g苯
C.200g甲醛和200g乙酸 D.100g甲烷和100g乙烷
5.有乙醛蒸气与乙炔的混合气体aL。当其完全燃烧时,消耗相同状况下的氧气的体积为( )
A.2aL B.2.5aL C.3aL D.无法计算
6.一定量乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO2、CO和H2O的总的质量为27.6g。若其中水的质量为10.8g,则CO的质量是 (    )
A.1.4g    B.2.2g C.4.4g D.2.2g和4.4g之间
7.某气态烷烃和炔烃的混合物1L,完全燃烧后生成CO21.4L和水蒸气1.6L(体积均在相同状况下测定),该混合物为 (    )
A.乙烷,乙炔 B.甲烷,乙炔 C.甲烷,丙炔 D.乙烷,丙炔
8.有两种有机物组成的混合物,在一定的温度和压强下完全汽化为气体。在相同温度和压强下,只要混合气体体积一定,那么无论混合物以何种比例混合,它在完全燃烧时所消耗的氧气体积也是一定的。符合这种情况的可能是(  )
A.C2H6O和C2H4O2 B.C2H4O和CH4O C.C3H6O和C3H8O3 D.C3H6O和C3H8O2
9.在压强为1.01×105Pa和150℃时,将1LC2H4、2LC2H2、2LC2H6和20LO2混合并点燃,完全反应后,氧气有剩余,当混合后的反应气恢复到原压强和温度时,其体积为( )
A.10L B.15L C.20L D.25L
10.下列各组烃的混合物,只要总质量一定,无论按什么比例混合,完全燃烧后生成的CO2和H2O都为恒量的是  (    )
A.C2H2、C2H6 B.C2H4、C3H8 C.C2H4、C3H6 D、C3H6、C3H8
11.在相同条件下完全燃烧甲烷、丙烷、乙烯,如使产生的水蒸气(相同状况)的体积相等,则所取三种气体质量比是 (   )
A、1:2:1 B、2:1:2 C、8:11:14 D、4:22:7
12.amL三种气态烃混合物与足量O2混合点燃后恢复到原来状态(常温、常压),体积共缩小2amL,则三种烃可能是 (    )
A.CH4,C2H4,C3H4 B.C2H6,C3H6,C4H6
C.CH4,C2H6,C3H6 D.C2H4,C2H2,CH4
13.实验测得乙烯与氧气混和气体的密度与空气相同,可知其中乙烯的质量分数是( )
A、25.0% B 72.4% C 27.6% D 75.0%
14.燃烧1体积某烃的蒸气生成的CO2比H2O(气)少1体积(相同状况),0.1mol该烃充分燃烧,其产物被浓硫酸吸收,浓硫酸增重9g,该烃的分子式是______。
例题答案
例1-3 D BD B 例4、烷,羧酸或酯 5A 6AC
例7、答案:(1)A、C9H20O B、C8H16O C、C10H8O2 (2)CnH4n-16mOm
8C 9AB 10D 11AC 12CD 13C 14 B 15AC 16BD 17A 18A 19-23 C C B C B
例24.D、C3H8
解析:因为水为液体,由燃烧通式得出体积差为(1+y/4),由差量法求得y=6,选D。
例25.解 析:烯烃:n(H2O)=n(CO2),所以得出n(烷烃)=n(H2O)-n(CO2)=0.4mol、n(烯烃)=0.6mol,设烷烃为 CmH2m+2、烯烃为CnH2n,得出0.4m+0.6n=4 mol,讨论有3组符合题意,即:m=7和n=2;m=4和n=4;m=1和n=6。
例26.A.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。
例27.C.解析:由乙醇分子中C、H的个数,可确定A的分子式为C3H4Ox,再由消耗O2相等,可确定A中氧原子为2,选C。
例28.解析:饱和一元醛的通式为CnH2nO,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。
例29.解析:B比CH4多一个C,两个O,分子式为C2H4O2,结构为:CH3COOH和HCOOCH3。
例30.B.解析: 由规律二可知:总物质的量一定时,两种有机物无论以何种比例混合,完全燃烧后耗O2量不变,则两有机物应符合化学通式: CaHb(CO2)x(H2O)y(a、b为常数,x、y均可变) , 故A、B的式量的差值(其中n为正整数) 可为18n或44n;若两有机物均为烃时,一种为CxHy,则另一种为C(x-n)H(y+4n) ,故A、B的式量的差值(其中n为正整数) 可为8n;因此本题答案为B。规律总结出如下:
A、B两有机物的混合物 总质量一定 总物质的量一定
完全燃烧产生CO2量一定 A、B两有机物含碳的质量分数相等 A、B两有机物的化学中碳原子个数相同
完全燃烧产生H2O量一定 A、B两有机物含氢的质量分数相等 A、B两有机物的化学中氢原子个数相同
完全燃烧耗O2量一定 A、B两有机物的最简式相同 A、B两有机物应符合化学通式CaHb(CO2)x(H2O)y若A、B均为烃时:A为CxHy,则B为Cx-nHy+4n
例31.解析:因1molA、B完全燃烧生成CO2分别为7mol和3mol,可知A的化学式中有7个碳原子,B的化学式中有3个碳原子;由于A是苯的同系物,故A的化学式为C7H8。因A、B不论以何种比例混合,只要混合物总物质的量一定或总质量一定,完全燃烧时生成的H2O的量不变,由规律三可知:A、B两有机物含H的质量分数(H%)一定相等,且两有机物的化学式中H原子个数相同,故B的化学式为C3H8On,且8/(3╳12+1╳8+16n)=8/(7╳12+1╳8),得n=3,B的化学式为C3H8O3。
本题答案为:(1) A、B应满足的条件是: A、B两有机物含H的质量分数(H%)一定相等,且两有机物的化学式中H原子个数相同。
例32.解析:因为V(O2)/V(CO2) =5∶4>1,所以通式为(CaHx)m (H2O)n的形式,再由C和H消耗O2的关系可得出:通式为(CH)m(H2O)n;CH3CHO。
例33.B、D.
解析:由H2O和CO2的物质的量比可以确定通式为:CnH2nOx,无法确定氧,选B、D。
例34:(1)C D (2)HCHO
例35.B
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,由此断定为不完全燃烧,再经原子守恒可确定X=4.5。
精选题答案
1.A  2.B  3.A  4. D  5.B 6.A
7.B  8.D  9.D  10.C 11.C 12.C 13.B
14.C4H10 提示:根据题意:1体积烃的蒸气燃烧生成的CO2比蒸气少1体积。该烃一定为烷烃,可根据烷烃燃烧通式求出n值

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