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
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。
答案: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在标准状况下的体积?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)。
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