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一、烃类的几个重要规律及应用
1.烃分子含氢原子数恒为偶数,其相对分子质量恒为偶数
原因:由烃的通式CnH2n+2、CnH2n、CnH2n-2、CnH2n-6知氢原子数均为2的整数倍,所以在烃中氢原子数恒为偶数,相对分子质量也恒为偶数。
2.燃烧前后气体体积变化规律
对CxHy+(x+eq \f(y,4))O2eq \o(――→,\s\up15(点燃))xCO2+eq \f(y,2)H2O,若水为气体,则:
当y=4时,反应前后体积相等;
当y>4时,反应后气体体积>反应前气体体积;
当y<4时,反应后气体体积<反应前气体体积。
3.各类烃含碳(或氢)质量分数
(1)烷烃:CnH2n+2(n≥1),w(C)=[12n/(14n+2)]×100%,随着n的增大,烷烃w(C)逐渐增大,但永远小于85.7%。甲烷是所有烃中含氢质量分数最高的,也是所有烃中含碳质量分数最低的。
(2)烯烃(或环烷烃):CnH2n(n≥2,如果为环烷烃则n≥3),w(C)=(12n/14n)×100%=85.7%。即烯烃(或环烷烃)的w(C)是固定不变的。
(3)炔烃:CnH2n-2(n≥2),w(C)=[12n/(14n-2)]×100%,随着n的增大,炔烃w(C)逐渐减小,但总是高于85.7%。乙炔是炔烃中含碳量最高的,达到了92.3%。
(4)苯及其同系物:CnH2n-6(n≥6),w(C)=[12n/(14n-6)]×100%,随着n的增大,苯及其同系物的w(C)逐渐减小,但总是比烯烃的含碳量高,高于85.7%。苯是苯及其同系物中含碳量最高的,达到了92.3%。
4.烃完全燃烧时的耗氧量规律
(1)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,其耗氧量的大小取决于(x+eq \f(y,4))的值,其值越大,耗氧量越多。
(2)等质量的烃完全燃烧,其耗氧量大小取决于该烃分子中氢的质量分数,其值越大,耗氧量越多。
此规律可证明如下:设烃的质量为m,含氢的质量分数为w(H),由C~O2~CO2,4H~O2~2H2O,可得:n(O2)=m[1-w(H)]/12+mw(H)/4=m/12+mw(H)/6。显然,在m为定值时,w(H)越大,消耗氧气的物质的量就越多。
(3)最简式相同的烃,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氧气以及燃