专题8 微专题——烃燃烧规律及其应用学案及训练
知识梳理
1.烃燃烧的通式
若烃的分子式为CxHy,则CxHy在空气或氧气中完全燃烧的化学方程式为CxHy+(x+)O2
xCO2+H2O。
2.耗氧量大小规律
等质量 等物质的量
耗氧量 越大,耗氧量越多 x+越大,耗氧量越多
产物量 越大,生成的CO2越少而水越多 x值越大,生成的CO2越多;y越大,生成的水越多
3.气体体积变化规律
CxHy+(x+)O2xCO2+H2O ΔV=V后-V前
1 x+ x
(1)当温度大于或等于100 ℃时,水为气态
则ΔV=-1
(2)当常温常压时,水为液体
则ΔV=-(1+),反应后气体体积始终减小且减少量与氢原子数有关。
强化训练
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。
2.120 ℃时,1体积某烃和4体积O2混合,完全燃烧后,恢复到原来的温度和压强,测得反应前后气体的体积不变。该烃分子中所含的碳原子数不可能是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 D
解析 120 ℃时,烃燃烧通式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g),由燃烧前后体积不变,得1+(x+)=x+(120 ℃),解得y=4。依题意,4体积O2为适量或过量,故x+≤4,因为y=4,故x≤3。
3.a mL三种气态烃组成的混合物与足量氧气混合,点燃爆炸后,恢复到原来的状态(常温、常压),体积共缩小2a mL。则三种烃可能是( )
A.CH4、C2H4、C3H4 B.C2H6、C3H6、C4H6
C.CH4、C2H6、C3H8 D.C2H4、C2H2、CH4
答案 A
解析 设三种气态烃的平均分子组成为CnHm
CnHm+(n+)O2nCO2+H2O(l) 体积减少
1 n+ n 1+
a 2a
=,m=4。
4.(2019·南昌高一期中)某气态烷烃的体积是20 mL,完全燃烧时,正好消耗同温、同压下的氧气100 mL,该烷烃的化学式是( )
A.C2H6 B.C3H8 C.C4H10 D.C5H12
答案 B
解析 根据题意,气态烃和消耗氧气的物质的量之比为1∶5,根据烃的燃烧通式:CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,知x+=5。C2H6中,x+=3.5,A项错误;C3H8中,x+=5,B项正确;C4H10中,x+=6.5,C项错误;C5H12中,x+=8,D项错误。
5.现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物:
(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。
(2)常温常压下,同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。
(3)等质量的以上三种物质燃烧时,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)CH4 (2)C2H6 (3)C2H4 CH4 (4)CH4和C2H4
解析 (1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时,的值越大,耗氧量越多。CH4、C2H4、C2H6的的值依次为4、2、3,故等质量的CH4、C2H4、C2H6完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4。
(2)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,(x+)的值越大,耗氧量越多。三种物质的(x+)的值依次为2、3、3.5,故常温常压下,同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是C2H6。(3)质量相同时,烃(CxHy)的的值越大,生成二氧化碳的量越多;的值越大,生成水的量越多。故生成二氧化碳的量最多的是C2H4;生成水的量最多的是CH4。
(4)由题意可知,在120 ℃、1.01×105 Pa下,
CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g)
1 x+ x
由于ΔV=0,则1+x+=x+,得y=4,即该条件下,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。故符合要求的两种烃为CH4和C2H4。