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第二章 烃
阶段突破(二) 烃的燃烧规律
1．学会烃完全燃烧时其耗氧量与产物量的判断。
2．掌握气态烃完全燃烧时体积变化的规律。
3．掌握混合烃燃烧的有关规律。
科学探究和创新意识：运用燃烧规律解决生产、生活中相关问题，尽可能减小产物对环境的影响。
等量的不同烃(CxHy)完全燃烧时的耗氧量与产物量的关系
一、烃完全燃烧时耗氧量与产物量的判断
正误判断
在括号内打“√”或“×”。
(1)所有有机化合物都易燃烧。( )
(2)有机化合物中碳原子数越多，燃烧时耗O2量越大。( )
×
×
应用体验
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
A
2．已知有CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2五种气态烃。
(1)若取相同质量的上述各烃完全燃烧，消耗氧气最多的是_________，生成CO2体积(相同状况)最大的是_______。
(2)若取相同体积(相同状况)的上述各烃完全燃烧，消耗O2最多的是_________，生成H2O最少的是_________。
CH4
C2H2
C3H8
C2H2
气态烃完全燃烧体积变化规律
二、气态烃完全燃烧体积变化规律
正误判断
在括号内打“√”或“×”。
(1)常温常压下，气态烃在O2中充分燃烧后，气体体积一定减小。( )
(2)无论水为气态还是液态，燃烧前后气体体积的变化只与烃分子中氢原子数有关，而与碳原子数无关。( )
×
√
应用体验
1．120 ℃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
D
2．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
A
解析：设混合烃的平均组成为CxHy，根据完全燃烧通式
1．不同组成的烃或烃的含氧衍生物，若混合物的总质量一定，不论按何种比例混合，完全燃烧后生成的CO2或H2O的质量(物质的量)均保持不变，则混合物中各组分含碳或含氢的质量分数相同。
2．两种或多种有机物，若混合物的总物质的量一定，不论按何种比例混合，完全燃烧后生成的CO2或H2O的物质的量(质量)均保持不变，则混合物中各组分含碳或含氢的原子个数一定相同。
3．最简式相同的有机物，不论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧消耗O2的量、生成CO2和H2O的量均保持不变。
三、混合烃的组成与燃烧耗氧量或产物量的关系
正误判断
在括号内打“√”或“×”。
(1)互为同分异构体的两种烃组成的混合物的总质量一定，完全燃烧消耗O2的质量为一恒量。( )
(2)最简式相同的两种烃的混合物，无论以何种比例混合，只要总物质的量一定，完全燃烧消耗O2量为一恒量。( )
√
×
应用体验
1.下列各组烃的混合物，只要总质量一定，无论按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都是恒量的是( )
A．C2H2、C2H4 B．C2H4、C4H6
C．C3H8、C3H6 D．C6H6、C2H2
解析：满足题设条件的两种烃必须含碳的质量分数相同，即两种烃的最简式(实验式)相同。
D
2．a mol H2和b mol C2H2在密闭容器中反应，当其达到平衡时，生成c mol C2H4，将平衡混合气体完全燃烧生成CO2和H2O，所需氧气的物质的量为( )
A
随堂演练·知识落实
1．取一定质量的下列各组物质混合后，无论以何种比例混合，其充分燃烧后一定能得到相同物质的量的二氧化碳和水的是( )
A．C2H2 C2H6 B．CH4 C3H8
C．C3H6 C3H8 D．C2H4 C4H8
解析：充分燃烧后一定能得到相同物质的量的CO2和H2O，应满足最简式相同，各组分的碳原子与氢原子的个数比为1∶2，A.C2H2、C2H6最简式分别为CH、CH3，不符合题意；B.CH4、C3H8最简式不同，不符合题意；C.C3H6、C3H8最简式不同，不符合题意；D.C2H4、C4H8最简式都是CH2，符合题意，故选D。
D
2．等物质的量的下列有机物，分别在氧气中完全燃烧，耗氧量最多的是( )
A．CH4 B．C2H6
C．C4H8 D．C4H6
解析：CH4的“耗氧数”为1＋1＝2；C2H6的“耗氧数”为2＋1.5＝3.5；C4H8的“耗氧数”为4＋2＝6；C4H6的“耗氧数”为4＋1.5＝5.5。
C
3．由A、B两种烃组成的混合物，当混合物的总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗O2的质量为一恒量。对A、B两种烃有下面几种说法：①可能互为同分异构体；②可能互为同系物；③具有相同的最简式；④两种烃中碳的质量分数相同。其中正确的说法是( )
A．①②③④ B．①③④
C．②③④ D．③④
A
解析：A、B两种烃只要最简式相同就满足题意，③对；若A、B互为同分异构体，最简式一定相同，①对；A、B也可以是同系物，如烯烃，最简式为CH2，②对；最简式相同，碳的质量分数则相同，④对，故选A。
4．现有A、B、C三种烃，其球棍模型如图：
(1)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_____(填字母，下同)。
A
(2)相同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_____。
(3)等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是_____，生成水最多的是_____。
(4)在120 ℃、1.01×105 Pa条件下时，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_________。
C
B
A
A、B
解析：据球棍模型可知A为CH4，B为C2H4，C为C2H6。
(3)等质量的三种物质，C2H4的含碳量最高，故C2H4燃烧生成的CO2最多；CH4的含氢量最高，故CH4生成的H2O最多。
(4)温度大于或等于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，故答案为CH4、C2H4。第二章 阶段突破(二)
对点训练
题组一 烃完全燃烧时耗氧量与产物量的判断
1．等质量的下列烃完全燃烧时，所需O2的量最多的是( B )
A．C6H6 B．C2H6
C．C2H4 D．C4H6
解析：设烃的分子式为CxHy，若的值越大，等质量的烃完全燃烧时所需O2越多，故选B。
2．下列有关丙烷、丙烯、丙炔的说法正确的是( C )
A．丙烷、丙烯、丙炔的球棍模型分别为
B．相同物质的量的3种物质完全燃烧，生成气体在标准状况下的体积比为3∶2∶1
C．相同质量的3种物质完全燃烧，丙烷消耗的氧气最多
D．丙烷的一氯代物只有1种
解析：丙炔的球棍模型错误，三个碳原子在一直线上，故A错误；相同物质的量的3种物质完全燃烧，标准状况下生成的气体为CO2，三者碳原子相同，所以生成CO2体积相同，体积比为1∶1∶1，故B错误；根据分子式判断，C3Hy三者碳原子数相同，所以氢原子越多，消耗的O2越多，因此丙烷消耗的O2最多，故C正确；丙烷的一氯代物有2种，故D错误。
题组二 气态烃完全燃烧体积变化规律
3．1.01×105 Pa,120 ℃时，某气态烃在密闭容器中与过量O2混合点燃，完全反应后，保持温度、压强不变，体积减小的是( D )
A．CH4 B．C2H6
C．C3H4 D．C2H2
解析：对于CxHy完全燃烧时，燃烧通式为CxHy＋O2xCO2＋H2O，由于反应前后水为气态，保持温度、压强不变，体积减小，则应满足1＋x＋>x＋，解得y<4，只有D项正确。
4．在120 ℃、1.01×105 Pa时，将3 L炔烃和烷烃的混合气体与相同状况下的14 L O2混合，充分燃烧后，恢复到原来状态时，所得气体的体积是17 L。则该混合气体可能是下列各组中的( B )
A．C2H4和C2H6 B．C3H4和CH4
C．C2H2和CH4 D．C4H6和C2H6
解析：设混合烃的平均分子组成为CxHy，温度为120 ℃，则生成物中的水呈气态，烃完全燃烧的化学方程式为
CxHy＋O2xCO2＋H2O(g) ΔV
1 x＋ x －1
因为反应前后气体的体积没有发生变化(均为17 L)，所以－1＝0，y＝4，说明混合烃分子中氢原子数的平均值为4，则A、C、D三项均不符合题意。
5．150 ℃时，将1 L混合烃与9 L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150 ℃，体积恒定时，容器内压强增大8%，则该混合烃的组成是( D )
A．甲烷与乙烷的体积比是1∶4
B．丙炔与乙炔的体积比是1∶4
C．乙烯与丁烷的体积比是1∶4
D．乙烯与丁烯的体积比是1∶4
解析：烃在氧气中充分燃烧的化学方程式为CxHy＋O2xCO2＋H2O，由该化学方程式分析可知，温度在150 ℃时，当y＝4时，该反应为等体积反应；当y<4时，反应为气体体积减小的反应；当y>4时，反应为气体体积增大的反应，在A、B、C、D四个选项中，甲烷、丙炔、乙烯分子中H原子数均为4，所以关键是分析乙烷、乙炔、丁烷、丁烯的反应情况，反应后容器内压强增大8%，即气体体积增大：(1＋9)×8% L＝0.8 L，甲烷与乙烷体积比是1∶4，乙烷的体积为0.8 L，则
2C2H6＋7O24CO2＋6H2O 气体体积增大ΔV
2 7 4 6 1
0.8 L 0.4 L
气体体积增大了0.4L，不符合题意，故A错误；乙炔分子中含有2个H原子，属于反应后气体体积减小的反应，故B错误；
2C4H10＋13O28CO2＋10H2O 气体体积增大ΔV
2 13 8 10 3
0.8 L 1.2 L
气体体积增大了1.2 L，不符合题意，故C错误；
C4H8＋6O24CO2＋4H2O 气体体积增大ΔV
1 6 4 4 1
0.8 L 0.8 L
反应后气体体积增大了0.8 L，符合题意，故D正确。
题组三 混合烃的燃烧规律
6．下列关于分子组成为CxHy的烷烃、烯烃、炔烃的说法中，不正确的是( D )
A．当x≤4时，常温常压下均为气体
B．y一定为偶数
C．燃烧1 mol CxHy时，消耗氧气mol
D．在密闭容器中完全燃烧，150 ℃时测得的压强一定比燃烧前高
解析：根据CxHy的燃烧通式CxHy＋O2xCO2＋H2O(150 ℃时，水为气态)可知，反应前后物质的量变化为－＝－1。当y＝4时，反应前后压强不变，如CH4、C2H4；当y>4时，反应后压强增大，如C2H6；当y<4时，反应后压强减小，如C2H2。
7．1.01×105 Pa、150 ℃时，将1 L C2H4、2 L C2H6与20 L O2混合并点燃，完全反应后O2剩余。当反应后恢复到原状况时，气体体积为( D )
A．15 L B．20 L
C．23 L D．24 L
解析：在150 ℃时，C2H4燃烧不会引起气体体积变化，只有C2H6燃烧时会引起气体体积增加。V后>(20＋1＋2)L，故为24 L。
综合强化
8．在120 ℃、101 kPa下，a mL由氢气、乙烯组成的混合气体在b mL氧气中充分燃烧后，恢复到原温度和压强。已知b>3a，且燃烧后气体体积缩小了mL，则乙烯的体积为( C )
A．mL B．mL
C． mL D．mL
解析：根据题意知，在120 ℃、101 kPa下，氢气、乙烯组成的混合气体在氧气中充分燃烧发生的反应为①2H2＋O22H2O(g)，②C2H4＋3O22CO2＋2H2O(g)；由化学方程式知，乙烯燃烧反应前后气体体积不变，气体体积的减少是由氢气燃烧造成的，根据反应①计算，混合气体中氢气的体积为 mL，则乙烯的体积为mL。
9．400 K、101 kPa时，1.5 L某烃蒸气能在a L O2中完全燃烧，体积增大至(a＋3)L(相同状况)。
(1)该烃分子组成上必须满足的条件是_分子中H原子数为8__。
(2)当a＝10时，烃可能的分子式为_C3H8，C4H8__。
(3)该烃为C7H8时，a的取值范围是_a≥13.5__。
解析：(1)设该烃的分子式为CxHy，则其燃烧的化学方程式为
CxHy＋O2xCO2＋H2O(g) ΔV
1 x＋ x －1
1.5 L 1.5 L
得－1＝1，即y＝8
所以该烃分子中氢原子数为8。
(2)当a＝10时，1.5 L该烃蒸气完全燃烧需满足
1．5 L×≤10 L，即x≤4.7，该烃可能的分子式为C3H8和C4H8。
(3)若该烃为C7H8，则1.5 L该烃的蒸气完全燃烧消耗O2的体积为1.5 L×＝13.5 L，故a≥13.5。
10．有机化合物A、B分子式不同，它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种，如果将A、B不论以何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变，那么，A、B组成必须满足的条件是_A、B的分子式中氢原子数相同，且相差n个碳原子，同时相差2n个氧原子(n为正整数)__，若A是甲烷，则符合上述条件的化合物B中，相对分子质量最小的是_C2H4O2__(写分子式)，并写出相对分子质量最小的含有甲基(—CH3)的B的2种同分异构体的结构简式：_CH3COOH、HCOOCH3__。
解析：A、B不论以何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时生成的水的物质的量也不变，说明A、B中氢原子个数相同，所消耗的氧气也不变，则相差的碳原子和氧原子应表示为(CO2)n的形式。
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