第7章 第2节 第3课时 烃的燃烧计算与有机物分子的共面共线分析 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学必修第二册（人教版2019）

第3课时　烃的燃烧计算与有机物分子的共面共线分析 培优素养(一)——烃燃烧的有关计算 所有的烃都能与氧气发生氧化反应(即燃烧)。烃完全燃烧生成二氧化碳和水。设烃的分子式为CxHy，烃完全燃烧时的通式为CxHy＋O2xCO2＋H2O。结合该反应方程式，可以得到如下结论： (1)烃完全燃烧前后气体体积的变化规律 ①燃烧后温度高于100 ℃时，水为气态： ΔV＝V后－V前＝－1。 当y＝4时，ΔV＝0，体积不变，对应气态烃为CH4等； 当y>4时，ΔV>0，体积增大； 当y<4时，ΔV<0，体积减小。 ②燃烧后温度低于100 ℃，水为液态： ΔV＝V前－V后＝1＋，体积总是减小。 ③无论水为气态，还是液态，燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关，而与烃分子中的碳原子数无关。 (2)烃完全燃烧时消耗氧气的量的规律 ①相同条件下等物质的量的烃完全燃烧时，值越大，耗氧量越多。 ②质量相同的烃，其含氢百分率越大，耗氧量越多。 [典例]　某链状烷烃完全燃烧后生成了17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列对于该烷烃的说法中错误的是(　 ) A．该烷烃的分子式为C4H10 B．该烷烃与氯气在光照时可以发生取代反应 C．该烷烃有两种不同的结构 D．该烷烃分子中只有极性键 [解析]　17.6 g CO2的物质的量为＝0.4 mol，9.0 g H2O的物质的量为＝0.5 mol，故N(C)∶N(H)＝0.4 mol∶(0.5 mol×2)＝2∶5；链状烷烃的通式为CnH2n＋2，故符合N(C)∶N(H)＝2∶5的烷烃的分子式为C4H10，A正确；烷烃与氯气在光照时可以发生取代反应，B正确；该烷烃有正丁烷和异丁烷两种不同的结构，C正确；该烷烃分子中有C—H极性键和C—C非极性键，D错误。 [答案]　D [浸润素养训练] 题点(一)　烃分子式的确定 1．0.1 mol两种气态烃组成的混合物完全燃烧可生成3.584 L(标准状况下)CO2和3.6 g H2O，则该混合物中(　 ) A．一定含有C3H4 B．一定含有CH4 C．可能含有C3H8 D．一定不含C2H4 解析：选B　标准状况下，3.584 L CO2的物质的量为0.16 mol,3.6 g H2O的物质的量为0.2 mol，设该混合物的平均组成为CxHy，则： 0．1 mol CxHy―→0.16 mol CO2＋0.2 mol H2O 根据碳原子守恒：0.1x＝0.16 根据氢原子守恒：0.1y＝0.4 故该混合物的平均组成为C1.6H4，平均碳原子数为1.6，说明这两种烃的碳原子数一个比1.6大，一个比1.6小，故该混合物中一定含有甲烷。 2．10 mL某气态烃，在50 mL O2中完全燃烧，得到液态水和体积为35 mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)，该气态烃是______(写分子式)。 解析：设气态烃的分子式为CxHy。 CxHy＋O2xCO2＋H2O　体积差 　1　　　　　　x　 　　　　 1＋ 　10　　×10　　　　　　 60－35＝25 ＝，y＝6。×10≤50，x≤3.5，故气态烃为C2H6或C3H6。 答案：C2H6或C3H6 题点(二)　耗氧量的比较 3．等质量的下列烃完全燃烧，消耗氧气最多的是(　 ) A．CH4　　B．C2H6　　C．C3H6　　D．C6H6 解析：选A　烃完全燃烧时，每4 g H可以消耗1 mol O2，每12 g C可以消耗1 mol O2，所以当烃的质量恒定时，H占比越大，燃烧时耗氧量越大。 4．现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物。 (1)常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是________。 (2)等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是________，生成水最多的是___________。 (3)在120 ℃、1.01×105 Pa下，以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是________________。 答案：(1)C2H6　(2)C2H4　CH4 (3)CH4和C2H4 培优素养(二)——常见烃分子中的原子共面、共线分析　　　　　 原子共面、共线四种基本类型 甲烷型 正四面体―→凡是碳原子形成4个共价单键时，其空间结构都是四面体形，5个原子中最多有3个原子共平面 乙烯型 平面结构―→碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面 乙炔型 —C≡C— 直线结构―→碳碳三键直接相连的2个原子与2个碳原子共直线 苯型 平面结构―→位于苯环上的12个原子共平面，位于对角线位置上的4个原子共直线 [微点拨]　①共价单键可以自由旋转，共价双键和共价三键不能旋转。 ②根据分子的结构和化学