内容正文:
微专题突破6 烃燃烧的规律
(见学生用书P86)
【例题】某气态烷烃20mL,完全燃烧时,正好消耗同温同压下的氧气100mL,该烃的化学式是( )
A.C2H6 B.C3H8
C.C4H10 D.C5H12
答案 B
解析 气态烷烃燃烧的化学方程式为:
CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
1
20mL 100mL
即=,解得n=3。
1.等物质的量(体积相同)的烃(CxHy)完全燃烧的规律
(1)耗氧量多少取决于的值,(x+)越大,耗氧量越多。
(2)生成CO2的量的多少取决于x的值,x的值越大,生成CO2越多。
(3)生成水的量的多少取决于y的值,y的值越大,生成水的量越多。
2.等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律
氢元素的质量分数越大,消耗O2越多,产生的H2O越多;反之碳元素的质量分数越大,消耗O2越少,产生的CO2越多。等质量的烃完全燃烧时,消耗氧气的量取决于CxHy中的值,此值越大,耗氧量越多。
3.最简式相同的烃燃烧时的规律
最简式相同的烃不论以何种比例混合,只要混合物总质量一定,完全燃烧后生成的CO2和H2O及耗氧量一定。
4.烃完全燃烧前后气体体积变化规律
CxHy+(x+)O2xCO2+H2O
1 x+ x
(1)燃烧后温度高于100 ℃,即水为气态:
ΔV=V后-V前=-1
(2)燃烧后温度低于100 ℃,即水为液态:ΔV=V后-V前=x-[1+(x+)]=-1-<0,气体体积一定减小。
1.下列烃①C4H10,②C4H8,③C7H8,④C6H12分别完全燃烧,耗氧量分析不正确的是( )
A.等物质的量时耗氧量最少的是①
B.等物质的量时③和④的耗氧量相等
C.等质量时耗氧量最大的是①
D.等质量时②和④的耗氧量相等
答案 A
解析 等物质的量时,若写成CxHy,x+越大,耗氧量越大;等质量时,若写成CHx,x越大,耗氧量越大,据此可作判断。
2.把m mol乙烯跟n mol H2混合于一密闭容器中,在适当条件下反应并生成p mol C2H6,若将所得的混合气体燃烧,并全部生成CO2和H2O,需要氧气的物质的量为(单位:mol)( )
A.3m+n B.3m+
C. D.3m+-3p
答案 B
解析 反应前后C原子和H原子的物质的量没有发生变化,则混合气体的耗氧量是m mol C2H4和n mol H2中C原子和H原子的耗氧量。根据CO2和H2O的化学式,推出1 mol C消耗1 mol O2,1 mol H消耗0.25 mol O2,因此m mol C2H4和n mol H2的耗氧量是[2m+(4m+2n)×0.25] mol=(3m+0.5n) mol,故选B项。
3.两种气态烃以一定比例混合,在105 ℃时1L该混合烃与9L 氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体总体积仍是10L,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
答案 B
解析 题述反应前后气体的体积不变,烃类物质完全燃烧的通式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,因为105 ℃ 时,生成的H2O是气体,则1+(x+)=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在体积比以1∶1混合时H原子平均数为4,CH4、C2H4及C2H4、C3H4以任意比混合时H原子平均数均为4。
4.现有一种气态烷烃和一种气态烯烃,它们分子中的碳原子个数相等。将一定物质的量的混合气体在氧气中完全燃烧,混合气体的物质的量与生成的CO2气体和水蒸气的物质的量的变化关系如图所示。则该气体中烷烃和烯烃的物质的量之比为( )
A.1∶3 B.3∶1
C.2∶3 D.3∶2
答案 C
解析 混合气体物质的量为1 mol时,完全燃烧生成CO2 2 mol,生成H2O 2.4 mol,因为两种气体的碳原子数相同,且一种为烷烃一种为烯烃,则两种气体分别为乙烷和乙烯,设乙烷为x mol,则乙烯为(1-x) mol,6x+4(1-x)=4.8,解得x=0.4 mol,则有乙烷0.4 mol,乙烯0.6 mol,两者的物质的量之比为2∶3,故选C项。
(见学生用书P87)
1.(烃的结构与性质)下列有关烃的说法正确的是( )
A.烃分子中除了含碳和氢两元素之外,还可能含其他元素
B.根据烃分子中碳原子间成键方式不同,可把烃分为饱和烃和不饱和烃
C.分子中含有苯环的有机物就是芳香烃
D.乙烯和乙炔分子中都含有不饱和键,故它们互为同系物
答案 B
解析 烃是只含碳和氢两种元素的有机物,A项错误;可根据碳原子成键方式,将烃分为饱和烃和不饱和烃,B项正确;含苯环的碳氢化合物才属于芳香烃,C项错误;乙烯和乙炔分子结构不同,不互为同系物,D项错误。
2.(烃分子中原子共面的判断)下列物质所有原子一定在同一平面内的是( )
A.
B.
C.
D.
答案 D
解析 苯环和碳碳双键都是平面型结构,但由于C-C单键可以旋转,所以苯乙烯中的所有原子就不一定是平面型结构,A项不符合题意;苯是平面型结构,碳碳三键两端的原子共线,碳碳双键两端的原子共面,但是C-C单键可以旋转,故所有原子就不一定是平面型结构,B项不符合题意;环己烷中的碳原子均是饱和碳原子,不可能在同一平面上,C项不符合题意;碳碳双键两端的原子共面,碳碳三键两端的原子共线,所以所有的原子在同一平面上,D项符合题意。
3.(有机高分子材料)下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.塑料、天然橡胶都是天然高分子化合物
B.乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳双键
C.棉花、羊毛、麻的成分均属于天然纤维
D.塑料在自然环境下易分解
答案 C
解析 塑料不是天然高分子化合物,A项错误;聚乙烯分子和苯分子中没有碳碳双键,B项错误;棉花、羊毛、麻都属于天然纤维,C项正确;塑料在自然环境下不易分解,易造成“白色污染”,D项错误。
4.(烃燃烧的规律)下列各组物质中,不管它们以何种比例混合,只要总物质的量一定,充分燃烧后消耗氧气的量也一定的是( )
A.C2H2和C6H6
B.C2H6O和C3H6O2
C.CH2O和C2H4O2
D.C3H8和C4H8O2
答案 D
解析 A项,据的关系,C2H2和C6H6等物质的量消耗的氧气一定不同,B、C、D三项可以把分子式变形为B:C2H4(H2O)和C3H2(H2O)2;C:C(H2O)和C2(H2O)2;D:C3H8 和C3H8(CO2)。然后比较,D项,总物质的量一定,完全燃烧消耗氧气的量一定。
5.(高分子化合物单体的判断)有4种有机物:
①CH2、②、 ③、
④CH3—CHCH—CN,其中可用于合成结构简式为的高分子材料的有机物是( )
A.①③④ B.①②③
C.①②④ D.②③④
答案 D
解析 高聚物主链上全部为碳原子连接,故为加聚产物,根据碳的4个价键规则作如下的断键处理(断键处用虚线表示):断键后,两半键闭合可得单体为CH3—CHCH—CN、和故本题选用的单体为②③④。
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