有机物的燃烧以及有机物分子式的确定

有机物的燃烧以及有机物分子式的确定 ?高考考点与考试要求 ?主要思路及重要解题方法 差量法、守恒法、讨论法、平均值法、残基法、商余法。 课前热身与科学诊断 、(04全国)若I mol某气态烃CH完全燃烧，需用3mol O，则 ( ) 1xy2 A(x=2，y=2 B(x=2，y=4 C(x=3，y=6 D、x=3，y=8 2、有两种不饱和烃的混合物1体积，完全燃烧可得3.8体积CO和3.6体积水蒸气2 (气体体积在相同条件下测定)则这两种烃可能是 ( ) A(CH、CH B(CH、CHC(CH、CH D(CH、CH 24464646 344834363(20mL由两种气态烃组成的混合物，和足量的O完全燃烧生成了30mL水蒸气2 和40mL CO(在同温高压下测定)。该混合物可能由下列两种烃组成的是 2 ( ) A(CH、CH B(CH、CHC(CH、CH D(CH、CH 22242426 4222438((02江苏)充分燃烧某液态芳香烃X，并收集产生的全部水，恢复到室温时，得4 到水的质量跟原芳香烃X的质量相等，则X的化学式是( ) A(CH B、CH C(CH D(CH 10161114121813205((96全国)120?时，1体积某烃和4体积O混合，完全燃烧后恢复到原来的温2 ( ) 度和压强，体积不变，该烃分子式中所含的碳原子数不可能是 A(1 B(2 C(3 D(4 6(有机物A和B只由C、H、O三元素中2种或3种组成，相等物质的量的A和 B分别燃烧时，消耗相等物质的量的氧气。则A和B的分子量的差值不可能是 (n为正整数) ( ) A(44n B(18n C(14n D(0 基础知识与基本技能 1、烃(CH)和烃的含氧衍生物(CHO)完全燃烧的通式 xyxyz yy,,x，OCH+?xCO + HO,,xy22242,, yzy,,x，,OCHO?xCO + HO,,xyz222422,, 2、烃完全燃烧前后气体体积的变化 yy,,x，OHO CH+?xCO + ,,xy22242,, (1)燃烧后温度高于100?时，水为气态: y,1 ΔV=V-V= 前后4 1 y=4时，ΔV=0，体积不变 y>4时，ΔV>0，体积增大 y<4时，ΔV<0，体积减小 (2)燃烧后温度低于100?，水为液态: y1， ΔV=V-V=，体积总是减小 前后4 3、根据燃烧方程式: 2H +O =2H O C+O =CO 22222 11燃烧时，1g H 耗O ，1g C耗O ，故质量相同的有机物，其含molmol222412 氢百分率(或H的质量分数)越大，则燃烧时耗O量越多。 2 4、碳的质量分数相同的有机物，只要总质量一定，以任意比例混和，完全燃烧后生成的CO的是为定值。 2 氢的质量分数相同的有机物，只要总质量一定，以任意比例混和，完全燃烧后生成的HO的是为定值。 2 、实验式(或最简式)与分子式的区别。 5 实验式是示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子，实验式相同，所含元素的质量分数相同，如苯(CH)和乙炔(CH)，实验式均为CH，6622 它们所含C、H元素的质量分数是相同的，它和分子式之间的关系可用下式来表示:分子式=(实验式)(n?1) n 例1，一气态烃与过量O混合，完全燃烧，恢复至室温，产物气体体积比反应2 前减少50ml，并测得CO为40ml，该烃的分子式是( ) 2 A(CHB(CHC(CHD(CH4 24 26 38 解题分析:设该烃分子式为CH，室温下水为液态 xy yy,,x，OCH+?xCO + ΔV HO,,xy22242,, yyx， 1 1， x 44 40 50 y1， 50x=40 4 5x=4+y 将A、B、C、D依次代入，只有C符合题意。 :C 例2，(1995上海，25)两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16mol CO和3.6 g水，下列说法正确的是( ) 2 A(混合气体中一定有甲烷 B(混合气体一定是甲烷和乙烯 C(混合气体中一定没有乙烷 D(混合气体中一定有乙炔 解题分析:设混合烃的平均分子式为CH xy 2 yy,,x，OCH+?xCO + HO,,xy22242,, y 1mol x mol mol 2 3.6g 0.1mol ,118g,mol 解得 x=1.6 y=4 所以混合物平均分子式为CH1.64 混合物中有一种烃的碳原子数必须小于1.6，则必有CH，而另一种烃分子式4 为CH(x?2) x4 答案:AC 拓展点评:若混合炔的平均分子式CH中y<4，则混合烃中必有CH。 xy22 例3，下列各组混合物，无论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧时耗O量不变的是( ) 2 CHA(COOH和HCHO B(CH和CH32636 H和CHOD(CH和CH C(C7846 51048 解题分析:在质量相等的情况下，只有两种物质燃烧的耗氧量分别相等才符合题意。对于烃而言，H元素的质量分数越大，在质量相同的情况下耗氧量越多。故B选项中CH耗氧量多，A选项中两种物质最简式相同，故耗氧量必然相等，D选26 项中两种物质最简化也相同，也符合题意。C选项中由燃烧方程式计算得知两种物质耗氧量不相等，不符合题意。 答案:AD 例4，乙烷与丙烷的混合气体，所得产物通过浓HSO，浓HSO增重2.04g，2424然后再通过盛足量NaO的干燥管，管内物质增重2.24g，则原混合气体中乙烷和22 丙烷的物质的量之比为( ) A(1 : 1 B(3 : 2 C(2 : 3 D(3 : 5 解题分析:浓HSO中增重的质量等于生成的HO的质量，则水的 242 2.040.34gn,,mol物质的量 (HO)218/3gmol 2CO+ 2NaO= 2NaCO+ O+ Δm 2 22 23 2 2mol 2×78g 2×106g 2×106g - 2×78g=56g , 2.24g 2.24gn,，2mol,0.08mol求得CO的物质的量 2(CO)256g 设乙烷、丙烷的物质的量为x、y CH~ 2CO~ 3HO CH~ 3CO~ 4HO 26 2 238 2 2 xmol 2xmol 3xmol ymol 3ymol 4ymol 3 2x + 3y = 0.08 0.343x + 4y = 3 0.04解得:x = 0.02mol y = mol3 答案:B 例5，某烃的含氧衍生物完全燃烧生成二氧化碳和水，已知同温同压下耗氧气 与生成二氧化碳的体积比为1:1，求符合该条件的相对分子量最少的有机物的分子 式。 解题分析:设该有机物分子式为CHO xyz yzy,,x，,OCHO+?xCO + HO,,xyz222422,, yz x x，,42 1 1 yz x，,,x42 yz= 2 CHO?则有机动性物分子式为，变形得C(HO)m2n xyy 2 当m=1， n=1时，分子式为CHO(甲醛) 2 答案:CHO 2 拓展点评:例5拓展为:当同温同压下耗O与生成CO的体积比小于1时，如3:422 时，求符合该条件的最简有机物分子式。同理: yzy,,x，,O CHO+?xCO + HO,,xyz222422,, yzx，, x 42 3 4 yz 4(x，,),3x42 x，yz= 2 CO,HOCHO?则有机动性物分子式为，变形得 xYxyxyx，y222 再变为(CO)(HO)，讨论当m=1，n=1时 2m2n 分子式为CHO(乙二醛) 222 答案:CH;它可能是炔烃、二烯烃或环烷烃;环己烯 610 4 例6，吗啡是严禁查禁的毒品，吗啡分子含C:71.58%, H: 6.67%, N: 4.91%, 其余为0，已知其分子量不超过300，则吗啡的分子量为 ，吗啡的分子式为 。 解题分析:一般而言，有机物中N原子的含量相对较少，故从N原子入手讨论较为方便，设吗啡中只含有1个N原子，则其分子量M= m1.4(N) ,,285w4.91%(N) 根据题意即可确定其分子量为285 则吗啡分子中含C、H、O的个数依次为: 285，71.58% N,,17(C)12 285，6.67% N,,19(H)1 285，(1,71.58%,6.67%,4.91%) N,,3(O)16 答案:285， CHON 17193 重要能力与主要方法: 1、平均值法。本章常用到的是用平均分子量和平均分子式M(M,M,M)12来分析混合物的组成。 如果两种烃的平均分子量小于26，则必有CH4 如果两种烃的平均分子式CH中x<2，则必有CHxy4 如果两种烃的平均分子式CH中y<4量小于26，则必有CHxy22 另外，无机物混合物也可用平均化学式处理，例如NaSO和NaSO的混合物2423平均化学式为NaSO，FeSO和Fe(SO)混合物平均化学式为Fe(SO)，这样的处2x42434x理在解决某些问题时易常方便， 2、拆分法。这种方法主要用于与燃烧有关的含计算的题目中，比如乙醇CHOH25可拆为CH?HO，显然与等物质的量的乙烯CH耗氧量相等。 24224 乙醛CHCHO可拆为CH?HO，与等物质的量的乙炔CH耗氧量相等。 322222 葡萄糖CHO可拆为 C(HO)，燃烧时的耗氧量只与碳原子数有关。CHO6126626362可拆为CH?CO 262 另外，在一些特定题目中，对CHO还需作如下变形: xyz 当燃烧消耗的氧气与生成的CO体积比为1 : 1时，变形为C(HO) 2m2n 当燃烧消耗的氧气与生成的CO体积比小于1 : 1时，变形为(CH)(HO) 2xym2n 当燃烧消耗的氧气与生成的CO体积比大于1 : 1时，变形为(CH)(HO) 2xym2n高考前瞻与创新性变化: 走向高考与实践演习: 1、a mL三种气态烃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(CH，CH，CH B(CH，CH，CH 42434263646 C(CH，CH，CHD(CH，CH，CH 42638 24224 5 2、(1996，上海23)m mol CH跟n mol H在密闭容器内反应，当达到平衡时，222 生成p mol CH。将平衡混合气体完全燃烧生成CO和HO，所需氧气的物质的量2422 是( ) 5nA((3m+n)mol B( (m，,3p)mol22 5nC((3m+n+2p)mol D( (m，)mol22 、(1997，全国20)两种气态烃以任意比例混合，在105?时1L该混合烃与3 9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10L。下列各组混合烃中不符合条件的是( ) A(CH、CHB(CH、CHC(CH、CHD(CH、CH 424 436 2434 2236 4、(04黄冈)在通常状况下，37.0g由气态烷烃组成的混合物完全燃烧消耗4.25mol O，则此混合物可能组合的方式最多有( ) 2 A(3种 B(4种 C(5种 D(6种 5、某气态化合物X含C、H、O三种元素，现已知下列条件:?X中C的质量分数?X中H的质量分数?X在状况下的体积?X对氢气的相对密度?X的 X的分子式，所需的最少条件是( ) 质量，欲确定化合物 ??? B(??? C(??? D(?? A( 6、下列各组有机物，无论以何种比例混合，只要二者物质的量之和不变，完全燃烧时消耗O的物质的量和生成水的物质的量分别相等的是( ) 2 HCHO和HCOOCHB(CH和CHOH A(3 2625 C(CH和CHCOOH D(CH和CH66652436 7、总质量定时，不论以任何比例混合，完全燃烧生成的CO和HO的量为定22值的是( ) ? 和CH?HCHO和葡萄糖 ?HCOOH和CHCOOH 22 3 ?CHOH和CHCHOH 332 A(? B(? C(?? D(?? 8、只含碳、氢、氧三种元素的有机物完全燃烧时，消耗的O和生成的CO体22积比是1:2，这类有机物中( ) ?相对分子质量最小的化合物的化学式是CHO 2 ?相对分子质量最小的化合物的化学式是CHO22 ?含相同碳原子数的各化合物，其相对分子质量之差是18的整数倍 ?含相同碳原子数的各化合物，其相对分子质量之差是16的整数倍 A(?? B(?? C(?? D(?? 9、将一定量有机物充分燃烧后的产物，通过足量石灰水中完全吸收，经过滤得到20g沉淀，滤液质量比原石灰水减少5.8g，该有机物不可能为( ) A(CHOH B(CHOH C(CHD(CHCHCHOH 32526 22 10、在120?时，1体积某烃和4体积O混合，完全燃烧后恢复到原来的温度2 和压强，体积不变，该烃的分子式中所含的碳原子数不可能是( ) A(1 B(2 C(3 D(4 11、下列有机物分子中有40个电子，它燃烧时生成等物质的量的CO和HO，22则该有机物的分子式为( ) 6 ?CHO ?CH ?CH ?CH 4848410510 A(? B(? C(?? D(?? —112、某烃中碳和氢的质量比为24:5,该烃在标准状况下的密度是2.59g?L，其分子式为( ) A(CHB(CHC(CHD(CH 26 410 58 48 13、某高级脂肪酸0.1mol发生加成反应时需H 0.2g，取相同质量的该酸完全2 燃烧，生成CO和水共3.5mol，下列组成的脂肪酸有可能是该酸的是( ) 2 A(CHCOOH B(CHCOOH C(CHCOOH D(CHCOOH 1731173315291629 14(在120?常压条件下，将1.5L某烃的蒸气在a L O 中完全燃烧，气体体2积增大至(a+3)L(相同条件下)，则: (1)该烃在分子组成上必须满足的基本条件是 。 (2)当a,10 L时，该烃的分子式为 。 (3)当该烃的分子式为CH时，a的取值范围是 。 78 15(常温下，10mL某烃A和80 mL O(过量)混合，点燃，使其充分燃烧后恢2 复到原始状态，残留气体体积为65 mL。 (1)若A为烷烃，则A的分子式 。 。 (2)若A为烯烃，则A的分子式 (3)若A为炔烯，则A的分子式 。 (4)若A为苯或苯的同系物，则A的分子式 。 16((04合肥)有一平均相对分子质量为30的CO、CH和O组成的混合气242体，经点燃充分燃烧后，测得反应后的混合气体中不再含有CO和CH。试通过计24算后填空: (1)原混合气体中O所占的体积分数[ω(O)]为 。 22 (2)原混合气体中CO的体积分数[ω(CO)]的取值范围为 。 (3)原混合气体中CH的体积分数[ω(CH)] 的取值范围为 。 2424 17(化学上常用燃烧法确定有机物的组成，这种方法是在电炉加热时用纯O2化氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下图所列装置是用燃烧法确定有机物的分子式常用的装置。 回答下列问题: (1)产生的O按从左到右流向，所选装置各导。管的连接顺序(填写接口代 2 号)是 。 (2)C装置中浓HSO的作用 。 24 7 (3)D装置中MnO的作用 。 2 (4)燃烧管中CuO的作用 。 (5)若准确称取0.90 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后,A管质量增加1.32 g，B管质量增加0.54 g，则该有机物的实验式为 。 18((2001年全国，26)标准状况下1.681。无色可燃气体在足量氧气酽中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀质量为15.0 g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3 g。 (1)计算燃烧产物中水的质量。 (2)若原气体是单一气体，通过计算推断它的分子式。 (3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物，其中只有一种是烃，请写出它们的分子式(只要求写出一组)。 8