烃类的燃烧规律

时间:2022-05-19 08:27:24

有机物的燃烧问题历来是学习有机化学常碰到的问题。本文先从烃类入手将一些简单规律总结如下:

若烃的分子式用CxHy表示,烃完全燃烧的化学方程式可表示为:CxHy+(x+■)O2■xCO2+■H2O

根据不同的情况,总结出与烃完全燃烧有关的几条规律:

1.等物质的量的烃完全燃烧耗氧量的计算

(1)耗O2量取决于(x+■),(x+■)值越大,耗O2量越大。

等物质的量的不同烃,比较其完全燃烧耗O2量时,先比较x,一般x大的,耗O2量也大,x相同时,y大的,耗O2量大。若一种烃比另一种少一个C原子同时又多4个H原子,则二者完全燃烧时耗O2量相同。

(2)产生CO2的量取决于x,x越大,产生CO2的量也越多。

(3)产生H2O的量取决于y,y越大,产生H2O的量也越多。

注意:最简式相同、分子式不同的两种烃,等物质的量完全燃烧时,耗O2量并不相等,耗O2量也可用上述规律进行比较,但两种烃的耗O2量之比、产生CO2量之比、产生H2O量之比完全相同,比值等于两种烃分子中C(或H)原子个数之比。

2.等质量的烃完全燃烧耗氧量的计算

因等质量的H比等质量的C耗O2多,故:

(1)耗O2量的多少取决于■,■值越大,耗O2量越大。

注意:■值越大,烃分子中H的质量分数大,耗O2量也大。

(2)产生H2O的量取决于■,■值越大,产生H2O的量也大。

(3)产生CO2的量取决于■,■值越大,产生CO2的量越小。

注意:最简式相同的烃,■相同,等质量完全燃烧时耗O2量、产生CO2的量、产生H2O的量完全相同。

3.气态烃完全燃烧前后体积变化的规律

(1)在温度超过100℃且燃烧前后温度、压强不变的条件下,气态烃完全燃烧前后体积变化规律。

CxHy(g)+(x+■)O2■xCO2+■H2O(g) V

1 x+■ x ■ ■-1

燃烧前后气体体积的变化只与y有关:

①y=4,燃烧前后气体体积(物质的量)相等。

②y>4,燃烧前后气体体积(物质的量)增加。

③y

(2)在温度小于100℃且燃烧前后温度、压强不变的条件下,气态烃完全燃烧前后体积变化规律。

CxHy(g)+(x+■)O2■xCO2+■H2O(g) V(减小)

1 x+■ x ■ ■+1

①燃烧后气体体积的减小值只与y有关。

②可根据体积差建立烃、氧气、水、二氧化碳的量的计算关系。

4.烃完全燃烧产生CO2量和H2O量相对大小关系及应用

烷烃:CnH2n+2+■O2■nCO2+(n+1)H2O

烯烃:CnH2n+■O2■nCO2+nH2O

炔烃:CnH2n-2+■O2■nCO2+(n-1)H2O

苯及其同系物:CnH2n-6+■O2■nCO2+(n-3)H2O

由以上分析可得:

a.当n(CO2)

b.当n(H2O)=n(CO2)时,其组成可能为烯烃或烷烃和炔烃或烷烃、烯烃和炔烃。在后两种情况中n(烷)=n(炔)。

c.当n(CO2)>n(H2O)时,情况比较复杂,若能肯定没有芳香烃,组成可能为炔烃;烯烃和炔烃;烷烃、烯烃和炔烃。

[例1]在常温、常压下,取下列四种气态烃各1mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是( )

A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4H10

思路点拨 烃完全燃烧生成CO2和H2O,1个C原子要消耗1个O2分子、4个H原子要消耗1个O2分子,即C原子数是消耗O2多少的决定因素。然后按分子式中所含C原子数的

多少即可得到答案。答:D

[例2]等质量的下列烃完全燃烧时,消耗氧气最多的是( )

A.CH4 B.C2H6 C.C3H6 D.C6H6

思路点拨 等质量的不同烃完全燃烧,所需氧气与w(H)(质量分数)成正比。即:对CxHy,■大,w(H)大,耗O2量也大。答:CH4、C2H6、C3H6、C6H6的H原子数与C原子数比分别为:4、3、2、1。A选项正确。

[例3]下列化合物中,不论二者以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧时消耗O2和生成水的质量不变的是 ( )

A.C2H2、C6H6 B.C2H6、C3H6 C.C2H4、C3H4 D.C2H4、C3H6

思路点拨 最简式相同的烃完全燃烧时,只要质量相等,消耗O2的量、生成CO2的量、H2O的量完全相同。答:A、D

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