内容正文:
第七章 课程阶段总结
知识体系建构·关键厘清
专题突破·重难探究
专题1 烃的燃烧规律
【知识整合】
烃的完全燃烧通式及规律
气态烃(CxHy)完全燃烧的化学方程式为
CxHy+O2xCO2+H2O。
(1)当H2O 为气态时(>100 ℃),1 mol 气态烃燃烧前后气体总体积的变化有以下三种情况:
当y=4 时
ΔV=0,反应前后气体总体积不变
当y>4 时
ΔV>0,反应后气体总体积增大
当y<4 时
ΔV<0,反应后气体总体积减小
(2)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时,的值越大,则H元素的质量分数越大,耗氧量越多,生成的水越多,生成的CO2越少。
(3)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,的值越大,耗氧量越多。其中x值越大,生成的CO2越多;y值越大,生成的水越多。
(4)最简式(实验式)相同的有机物不论以何种比例混合,只要混合物的总质量一定,则完全燃烧时生成的CO2和H2O的量一定,耗氧量也一定。
【对点突破】
1.两种气态烃以一定比例混合,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,所得气体总体积仍是10 L,下列混合烃中不符合此条件的是( )
A.CH4、C2H4 B.CH4、C3H8
C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6
解析:选B。反应前后气体的体积不变,烃类物质完全燃烧的通式为CxHy+xCO2+H2O,因为105 ℃时,生成的H2O是气体,则1+=x+,解得y=4,即氢原子平均数为4的混合烃符合题意,而CH4、C3H8无论按什么比例混合,均不能使氢原子平均数为4;C2H2、C3H6只有在体积比1∶1混合时H原子平均数才为4,CH4、C2H4及C2H4、C3H4以任意比混合时H原子平均数均为4。
2.现有CH4、C2H4、C2H6三种有机物:
(1)等质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。
(2)相同状况下,相同体积的上述三种有机物完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。
(3)等质量的上述三种有机物完全燃烧时,生成二氧化碳的量最多的是________,生成水的量最多的是________。
(4)在120 ℃、1.01×105 Pa时,有两种气态烃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________。
解析:(1)等质量的烃CxHy完全燃烧时,氢元素的质量分数越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6中的依次为、、,故CH4消耗O2的量最多。(2)相同状况下,体积相同的气体的物质的量相同,等物质的量的烃CxHy完全燃烧时,x+值越大,耗氧量越大,CH4、C2H4、C2H6的x+依次为1+=2、2+=3、2+=3.5,故C2H6消耗O2的量最多。(3)等质量的烃完全燃烧时,含碳量越高,生成的CO2越多,含氢量越高,生成的H2O越多,题述三种烃中CH4的含氢量最高,C2H4的含碳量最高,即等质量的三种烃完全燃烧时C2H4生成的CO2最多,CH4生成的H2O最多。(4)温度≥100 ℃条件下,当烃分子中含有4个氢原子时,该烃完全燃烧前后气体体积不变,即为y=4的CH4和C2H4。
答案:(1)CH4 (2)C2H6 (3)C2H4 CH4 (4)CH4、C2H4
专题2 常见有机物的鉴别、检验与除杂
【知识整合】
1.常见有机物的鉴别、检验方法
(1)溶解性
通常是向有机物中加水,观察其是否溶于水。如鉴别乙酸与乙酸乙酯、乙醇与氯乙烷、甘油和油脂等。
(2)与水的密度差异
观察不溶于水的有机物在水中的情况可知其密度比水的密度小还是大。如鉴别硝基苯与苯、四氯化碳与己烷等。
(3)有机物的燃烧
①观察是否可燃(大部分有机物可燃,四氯化碳等不可燃)。
②燃烧时黑烟的多少。
③燃烧时的气味(如鉴别聚氯乙烯、蛋白质)。
(4)利用官能团的特点
有机物或
官能团
常用试剂
反应产物或现象
碳碳双键
溴水
褪色
酸性KMnO4
溶液
褪色
—OH
Na
产生H2
Cu或Ag、O2
生成醛
—COOH
紫色石蕊溶液
变红
新制Cu(OH)2
沉淀溶解,
溶液呈蓝色
葡萄糖
银氨溶液
水浴加热生成银镜
新制Cu(OH)2
煮沸生成砖红色沉淀
油脂
H2SO4溶液
生成甘油和高
级脂肪酸
NaOH溶液
生成甘油和
高级脂肪酸盐
淀粉
碘水
呈蓝色
蛋白质
浓硝酸
含苯环的蛋
白质呈黄色
—
灼烧有烧焦羽毛气味
2.常见有机物分离、提纯方法
有机物的分离、提纯一般根据各有机物的化学性质、常温状态、溶解性、沸点的不同,采用洗气、分液、蒸馏等方法进行。
【对点突破】
3.下列实验方案不合理的是( )
A.鉴定纤维素水解产物中有葡萄糖:直接在水解液中加入新制Cu(OH)2
B.鉴定CH3COOH中的羧基:加入石蕊溶液
C.鉴定苯中无碳碳双键:加入酸性高锰酸钾溶液
D.鉴别己烯和苯:将溴的四氯化碳溶液分别滴加到少量己烯和苯中
解析:选A。纤维素水解需要在酸性条件下进行,而水解产物葡萄糖与新制Cu(OH)2的反应需在碱性条件下进行,所以直接在水解液中加入新制Cu(OH)2,鉴别不出葡萄糖。
4.为提纯下列物质(括号内为杂质),所用的除杂试剂和分离方法都正确的是( )
选项
不纯物
除杂试剂
分离方法
A
CH4(C2H4)
酸性KMnO4溶液
洗气
B
苯(Br2)
NaOH溶液
过滤
C
C2H5OH(H2O)
新制生石灰
蒸馏
D
乙酸乙酯(乙酸)
饱和Na2CO3溶液
蒸馏
解析:选C。A项,酸性高锰酸钾溶液能把乙烯氧化为CO2,新增CO2杂质,应该用溴水除去甲烷中的乙烯,错误;B项,氢氧化钠和溴单质反应,苯不溶于水,应该分液,错误;C项,水和氧化钙反应生成氢氧化钙,然后蒸馏即可得到乙醇,正确;D项,饱和碳酸钠溶液和乙酸反应,乙酸乙酯不溶于水,应该分液,错误。
5.(2024·浙江杭州检测)乙醇与浓硫酸在装置A中反应制取乙烯,因温度控制不当而发生副反应生成SO2、CO2等,设计如图实验装置以验证反应生成的混合气体中含乙烯、SO2和水蒸气。该实验限用试剂(试剂足量)包括:品红溶液、氢氧化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴水。下列说法错误的是( )
A.仪器b的名称为圆底烧瓶
B.洗气瓶D中的试剂为氢氧化钠溶液,其作用为除去SO2
C.洗气瓶C中的试剂为品红溶液,可用来检验SO2
D.装置B用来检验混合气体中的水蒸气,也可置于C、D之间
解析:选D。A为发生装置,B为检验H2O。SO2用品红检验,而乙烯用溴水或酸性KMnO4检验,但SO2也能使溴水或酸性KMnO4褪色,所以先将SO2检验后除去再检验乙烯。所以C装置为检验SO2,D装置除去SO2。E装置检验乙烯,F装置尾气处理。b作为反应瓶,它为圆底烧瓶,A项正确;D为除去SO2的装置,以免干扰乙烯的检验,选择NaOH溶液,B项正确;SO2可选择多个试剂检验,但乙烯会存在干扰,所以只能选择品红,C项正确;无水硫酸铜遇水变蓝,可用于检验水,但C中有水,若在其后检验存在干扰,D项错误。
6.如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。
在上述实验过程中,以下说法正确的是( )
A.三步操作分别是①蒸馏、②过滤、③分液
B.饱和碳酸钠的作用是反应溶解乙醇、反应吸收乙酸、降低酯的溶解性,利于其分层
C.进行操作③之前应先加入盐酸酸化,制出乙酸
D.饱和碳酸钠溶液不能替换为NaOH溶液
解析:选D。三步操作分别是①分液、②蒸馏、③蒸馏,A错误;饱和碳酸钠的作用是溶解乙醇、反应吸收乙酸、降低酯的溶解性,利于其分层,B错误;盐酸具有挥发性,所以进行操作③之前不能加入盐酸酸化,应加入稀硫酸酸化,C错误;乙酸和乙酸乙酯都能与氢氧化钠溶液反应,所以饱和碳酸钠溶液不能替换为氢氧化钠溶液,D正确。
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