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【摘 要】有机化学中烃类燃烧的问题,不仅是整个有机化学燃烧类问题的基础,也是有机化学计算题中的重点,同时也是高考的重要考点之一。本文结合题解探索烃类燃烧题的解题规律,不足之处敬请各位老师原谅。
【关键词】烃类;燃烧;解题;规律
新课改要求我们改变教学方式,提高学习的效率,引导学生理解、掌握学习的规律能有效的提高学习效率。笔者结合多年的教学实践,在此谈些烃类燃烧题的解题规律。
我们知道,烃类的分子式可以设为CxHy,那么它完全燃烧的化学方程式可以表示为:CxHy+(x+■)O2→xCO2+■H2O,根据烃类完全燃烧的情况,总结规律如下:
一、等物质的量的烃完全燃烧消耗氧气量的计算
题1:在常温、常压下,取下列四种气态烃各1摩尔,分别在足量的氧气中燃烧,那么消耗氧气最多的是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4H10
解析:烃完全燃烧生成二氧化碳与水,一个碳原子要消耗一个氧分子,四个氢原子消耗一个氧分子,也就是说,消耗氧气的多少是由(x+■)的值决定的。因此,本题的答案为D。
规律一:等物质的量的烃完全燃烧耗O2量的多少取决于(x+■),(x+■)的值越大,耗O2量越大;产生CO2的量取决于x,x越大,产生CO2的量也越大;产生H2O的量取决于y,y越大,产生H2O的量也越大。
注意点:最简式相同、分子式不同的两种烃,等物质量完全燃烧时,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的量之比、产生H2O的量之比完全相同,比值等于两种烃分子中C(或H)原子个数之比。
二、等质量的烃完全燃烧耗氧量的计算
题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
解析:等质量的不同烃完全燃烧,所需要氧气与ω(H)(H的质量分数)成正比。即:对CxHy,■越大,ω(H)越大,耗氧气量也越大。本题答案为A。
规律二:因等质量的H比等质量的C耗O2多,所以等质量的烃完全燃烧O2量的多少取决于■,■越大,耗O2量越大(■值越大,意味着烃分子中H的质量分数越大,耗O2量也越大);产生H2O的量取决于■,■值越大,产生H2O的量也越大;产生CO2的量取决于■,■值越大,产生CO2的量越小。
注意点: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。
三、气态烃完全燃烧前后体积变化的规律
题3:对于CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种烃,回答下列问题有关问题:
⑴等质量的上述五种烃,在相同状况下体积最大的是
。
⑵等质量的上述五种烃,完全燃烧时耗O2最多的是
,生成CO2最多的是 ,生成H2O最多的是
。
⑶在120℃、1.01×105Pa条件下,与足量的O2混合点燃,完全燃烧前后气体体积没有变化的是 。
解析:等质量的气体,摩尔质量小的,物质的量大,在相同条件下占的体积也大。等质量的烃耗O2量由■决定。在120℃、1.01×105Pa条件下,反应前后气体体积不变,则y=4.
本题答案:⑴CH4 ⑵CH4、C3H4、CH4
⑶CH4、C2H4、C3H4
规律三:在压强不变的条件下,当温度超过100℃,并且燃烧前后温度不变,气态烃完全燃烧前后变化■-1;当温度小于100℃,并且燃烧前后温度不变,气态烃完全燃烧前后体积减小■﹢1。
四、烃完全燃烧以后所产生的二氧化碳与水的量的多数关系
题4:某混合气态充分燃烧后,所产生的二氧化碳的质量一定大于相同质量丙烯完全燃烧时的二氧化碳的质量,那么该混合气态可能是( )
A.乙烷、乙烯 B.丙烷、丁烯
C.乙炔、丙烷 D.乙炔、乙烯
解析:假如某混合气体或者某气体完全燃烧后产生的二氧化碳的质量比丙烯的多,那么可以说明该物质中的含碳的质量分数比丙烯的多。
烯烃的含碳质量分数相同,均为6/7,烷烃中含碳质量分数<烯烃。A、B两组混合气体的含碳质量分数一定<烯烃中的;C组中的含碳质量分数不能确定比烯烃中的含碳质量分数大;只有D组中的含碳质量分数一定比烯烃中的含碳质量分数大。因此,本题答案为D。
规律四:⑴如果燃烧的当混合烃所产生的二氧化碳质量<产生的水的质量时,那么混合气体中肯定含烷烃。存在的关系式可能是:①n(烷)═n(H2O)-n(CO2);②n(烷)-n(炔)=n(H2O)-n(CO2);
⑵当混合烃燃烧生成的n(CO2)等于n(H2O)时,其组成可能为:①烯烃;②烷烃和炔烃;③烷烃、烯烃和炔烃。后两种情况中n(烷)═n(炔);
⑶当混合烃燃烧生成的n(CO2)大于n(H2O)时,情况较复杂,若能肯定没有芳香烃,其组成可能为:①炔烃;②炔烃和烯烃;③烷烃和炔烃;④烷烃、烯烃和炔烃。前两种情况:n(炔)═n(CO2)-n(H2O),后两种情况中n(炔)-n(烷)═n(CO2)-n(H2O)。
总之,烃类燃烧是很简单的,但它的考题变化形式是多样的,正因为它富有多彩的变化,才能作为检查学生综合应用知识能力的重要考点。在具体的教学中,我们要引导学生利用通式CxHy+(x+■)O2→xCO2+■H2O去解题,提高不变应万变的能力。
【参考文献】
[1]张民生.《普通高中研究性学案例》.上海科技教育出版社,2001.4
[2]巴新红.《化学教学中应如何培养学生的问题意识》.化学教育,2005.4
(作者单位:江苏省东台市安丰中学)
【关键词】烃类;燃烧;解题;规律
新课改要求我们改变教学方式,提高学习的效率,引导学生理解、掌握学习的规律能有效的提高学习效率。笔者结合多年的教学实践,在此谈些烃类燃烧题的解题规律。
我们知道,烃类的分子式可以设为CxHy,那么它完全燃烧的化学方程式可以表示为:CxHy+(x+■)O2→xCO2+■H2O,根据烃类完全燃烧的情况,总结规律如下:
一、等物质的量的烃完全燃烧消耗氧气量的计算
题1:在常温、常压下,取下列四种气态烃各1摩尔,分别在足量的氧气中燃烧,那么消耗氧气最多的是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4H10
解析:烃完全燃烧生成二氧化碳与水,一个碳原子要消耗一个氧分子,四个氢原子消耗一个氧分子,也就是说,消耗氧气的多少是由(x+■)的值决定的。因此,本题的答案为D。
规律一:等物质的量的烃完全燃烧耗O2量的多少取决于(x+■),(x+■)的值越大,耗O2量越大;产生CO2的量取决于x,x越大,产生CO2的量也越大;产生H2O的量取决于y,y越大,产生H2O的量也越大。
注意点:最简式相同、分子式不同的两种烃,等物质量完全燃烧时,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的量之比、产生H2O的量之比完全相同,比值等于两种烃分子中C(或H)原子个数之比。
二、等质量的烃完全燃烧耗氧量的计算
题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
解析:等质量的不同烃完全燃烧,所需要氧气与ω(H)(H的质量分数)成正比。即:对CxHy,■越大,ω(H)越大,耗氧气量也越大。本题答案为A。
规律二:因等质量的H比等质量的C耗O2多,所以等质量的烃完全燃烧O2量的多少取决于■,■越大,耗O2量越大(■值越大,意味着烃分子中H的质量分数越大,耗O2量也越大);产生H2O的量取决于■,■值越大,产生H2O的量也越大;产生CO2的量取决于■,■值越大,产生CO2的量越小。
注意点: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。
三、气态烃完全燃烧前后体积变化的规律
题3:对于CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种烃,回答下列问题有关问题:
⑴等质量的上述五种烃,在相同状况下体积最大的是
。
⑵等质量的上述五种烃,完全燃烧时耗O2最多的是
,生成CO2最多的是 ,生成H2O最多的是
。
⑶在120℃、1.01×105Pa条件下,与足量的O2混合点燃,完全燃烧前后气体体积没有变化的是 。
解析:等质量的气体,摩尔质量小的,物质的量大,在相同条件下占的体积也大。等质量的烃耗O2量由■决定。在120℃、1.01×105Pa条件下,反应前后气体体积不变,则y=4.
本题答案:⑴CH4 ⑵CH4、C3H4、CH4
⑶CH4、C2H4、C3H4
规律三:在压强不变的条件下,当温度超过100℃,并且燃烧前后温度不变,气态烃完全燃烧前后变化■-1;当温度小于100℃,并且燃烧前后温度不变,气态烃完全燃烧前后体积减小■﹢1。
四、烃完全燃烧以后所产生的二氧化碳与水的量的多数关系
题4:某混合气态充分燃烧后,所产生的二氧化碳的质量一定大于相同质量丙烯完全燃烧时的二氧化碳的质量,那么该混合气态可能是( )
A.乙烷、乙烯 B.丙烷、丁烯
C.乙炔、丙烷 D.乙炔、乙烯
解析:假如某混合气体或者某气体完全燃烧后产生的二氧化碳的质量比丙烯的多,那么可以说明该物质中的含碳的质量分数比丙烯的多。
烯烃的含碳质量分数相同,均为6/7,烷烃中含碳质量分数<烯烃。A、B两组混合气体的含碳质量分数一定<烯烃中的;C组中的含碳质量分数不能确定比烯烃中的含碳质量分数大;只有D组中的含碳质量分数一定比烯烃中的含碳质量分数大。因此,本题答案为D。
规律四:⑴如果燃烧的当混合烃所产生的二氧化碳质量<产生的水的质量时,那么混合气体中肯定含烷烃。存在的关系式可能是:①n(烷)═n(H2O)-n(CO2);②n(烷)-n(炔)=n(H2O)-n(CO2);
⑵当混合烃燃烧生成的n(CO2)等于n(H2O)时,其组成可能为:①烯烃;②烷烃和炔烃;③烷烃、烯烃和炔烃。后两种情况中n(烷)═n(炔);
⑶当混合烃燃烧生成的n(CO2)大于n(H2O)时,情况较复杂,若能肯定没有芳香烃,其组成可能为:①炔烃;②炔烃和烯烃;③烷烃和炔烃;④烷烃、烯烃和炔烃。前两种情况:n(炔)═n(CO2)-n(H2O),后两种情况中n(炔)-n(烷)═n(CO2)-n(H2O)。
总之,烃类燃烧是很简单的,但它的考题变化形式是多样的,正因为它富有多彩的变化,才能作为检查学生综合应用知识能力的重要考点。在具体的教学中,我们要引导学生利用通式CxHy+(x+■)O2→xCO2+■H2O去解题,提高不变应万变的能力。
【参考文献】
[1]张民生.《普通高中研究性学案例》.上海科技教育出版社,2001.4
[2]巴新红.《化学教学中应如何培养学生的问题意识》.化学教育,2005.4
(作者单位:江苏省东台市安丰中学)