逍遥学能 2013-01-02 12:41
一. 教学内容：有机物的燃烧规律及分子式的确定
二. 教学目标
重点：有机物的燃烧规律及有关计算
H→H2O，Cl→HCl。因此，我们可以根据有机物燃烧的产物分析判断该有机物的组成。
说明：
某有机物完全燃烧后：
若产物只有CO2和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O。
欲判定该有机物中是否含氧元素，首先求出CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原来有机物质量相比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧，否则，原有机物的组成中含氧。
生成的CO2和H2O的关系有：
（1）生成的CO2和H2O的体积比为1∶1的有：若为烃，则属于环烷烃或烯烃；若为烃的衍，则为醛、酮、羧酸、酯、葡萄糖、果糖等。
（2）生成的CO2和H2O的体积比为1∶2的有：甲烷、甲醇和尿素等含一个碳原子
和四个氢原子的物质。
（3）生成的CO2和H2O的体积比为2∶1的有：分子中碳、氢原子数相同的物质，如：乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。
（4）气态烃CxHy与O2混合后燃烧，恢复至原状态（温度大于100℃）反应前后的气体总体积的变化为：
（5）当不同的有机物的物质的量相同时，
此时有机物可写成：CxHy（H2O）n或CxOy（H2O）n的形式，耗氧只能由前一部分CxHy或CxOy完成，后面部分在燃烧过程中不耗氧。则
组成为CxHy（H2O）n，每摩尔耗氧（x y/4）mol；
组成为CxOy（H2O）n的物质，每摩尔耗氧（x－y/2）mol；
特例：组成符合CxHy（H2O）n的物质中CH2O耗氧最少；
组成符合CxOy（H2O）n的物质中，乙二醛耗氧最少。
（二）有机物完全燃烧时耗氧量的计算：
设烃及烃的衍生物的通式分别为：CxHy和CxHyOz，则根据烃及烃的衍生物的燃烧反应方程式，可得烃或烃的衍生物的完全燃烧时的耗氧量的计算：
烃为：（x＋y/4）；而烃的衍生物为：（x＋y/4－z/2）
A、B两种有机物，不论以何种质量比进行混合，只要总质量保持一定，则完全燃烧时耗氧量与生成的CO2和H2O的量之间的关系
（四）物质的量之和不变的两种有机物完全燃烧规律：
A、B两种有机物，不论以何种比例进行混合，只要总物质的量保持一定，则完全燃烧时耗氧量与生成的CO2和H2O的量之间的关系
例1. （1997年全国题）两种气态烃以任意比例混合，在105℃时1L该混合烃与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此条件的是（ ）
A. CH4 C2H4 B. CH4 C3H6
C. C2H4 C3H4 D. C2H2 C3H6
解析：两种气态烃以任意比例混合，反应前后气体体积不变，则混合烃的每种分子中H原子数均为4，综上所述，可知答案为B、D
例2.（96年上海高考题）一定量有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收，经过滤得到沉淀20g，滤液质量比原石灰水减少5.8g。该有机物可能是（ ）
A. 乙烯 B. 乙二醇 C. 乙醇 D. 甲酸甲酯
解析：选项中有机物均含2个C原子，因此解题关键是求出有机物中C和H原子个数比。沉淀20 g为CaCO3，则有机物中含C原子为0.2mol，由质量守恒得：m（CO2） m（H2O）＝m（CaCO3）－5.8g，44g/mol×0.2 mol m（H2O）＝20g－5.8 g，m（H2O）＝5.4g，n（H2O）＝0.3 mol。所以有机物中n（C）∶n（H）＝0.2 mol∶（0.3 mol×2）＝2∶6。对照选项为乙醇和乙二醇
答案：B、C
例3. （2001年全国高考题）标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀质量为15.0g；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3g。
（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（只写出一组）。
解析：（1）
（2）< style='width:167.25pt; fillcolor="window">
所以该气体的分子式是C2H4
（3）因为单一气体为C2H4，现为等物质的量的两种气体之混合物，所以在2 mol混合气体中，应含有4molC原子，8molH原子，这两种气体可能是C4H6和H或C3H8和CO，C3H6和CH2O2等
m（H2O）＝2.7g （2）分子式是C2H4
（3）两种气体可能是C4H6和H或C3H8和CO，C3H6和CH2O2等
（3）若某一有机物可用通式（CxHy）m（H2O）n表示，则在相同条件下，该类化合物完全燃烧时消耗的氧气体积为V1和生成的CO2的体积为V2，则V1∶V2必须满足的条件是__________
有机物燃烧1个C结合2个O，2个H结合1个O，故可把有机物分子式变形为（CxHy）m?（CO2）n或（CxOy）m?（H2O）n的形式，以简化计算。
对（CH2）m（H2O）n通式，物质完全燃烧时耗氧量与生成CO2的体积比为3∶2，因此，对于（1）和（2）应该用（CxHy）m（H2O）n求解。
可得（x y/4）∶x＝5∶4，
解之，x∶y＝1∶1。故答案为（CH）m（H2O）n；
（2）要使相对分子质量最小，则m＝n＝1，得CH3O，根据价键规律知，该式子不可能是分子式，只能是最简式 高三。现令m＝2、n＝1尝试，得C2H4O2，即CH3CHO；
（3）V1∶V2＝（x y/2）∶x＝（2x y）∶2x
（2）CH3CHO；
（3）V1∶V2＝（2x y）∶2x
【模拟】
1、等质量的下列烃完全燃烧时消耗氧气的量最多的是（ ）
A. CH4 B. C2H4 C. C2H6 D. C6H6
2、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，体积不变，该烃分子式中所含碳原子数不可能是（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
3、两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水混合物，则原混合气体中（ ）
A. 一定有甲烷 B. 一定是甲烷和乙烯
C. 一定没有乙烷 D. 一定有乙炔
4、取一定质量的下列各组混合物完全燃烧，产生的CO2的量与混合物中各物质的质量比无关的是（ ）
A. 苯和乙炔 B. 乙烷和丙烷 C. 乙烯和乙醛 D. 乙酸和葡萄糖
5、a mL三种气态烃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，则这三种烃可能是（ ）
A. CH4、C2H4、C3H4 B. C2H6、C3H6、C4H6
C. CH4、C2H6、C3H8 D. C2H4、C2H2、CH4
6、m mol C2H2和n molH2在密闭容器中反应，当其达到平衡时，生成p mol的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. （3m＋n）mol B. （2.5m＋0.5n－p）mol
C. （3m＋n＋2p）mol D. （2.5m＋0.5n）mol
7、下列各组混合物的总物质的量不变时，各组分以任意比混合后充分燃烧，消耗氧气的量不变的是（ ）
A. 乙烯、乙醇和乙醛 B. 乙炔、乙醛和乙二醇
C. 甲烷、甲醇和乙酸 D. 乙烷、丙酸和甘油
8、燃烧0.2mol某有机物，得到0.4molCO2和0.6molH2O，由此可得出的结论是：（ ）
A. 该有机物含有2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子
B. 该有机物中碳元素和氢元素的原子个数比为3：1
C. 该有机物中含有2个CO2和3个H2O
D. 该有机物中碳、氢的原子个数比为1：3，不能确定其是否含有氧原子
9、A、B是相对分子质量不相等的两种有机物，无论以何种比例混合只要总质量不变，完全燃烧后产生H2O的质量也不变。
（1）试写出两组符合上述情况的有机物的分子式_________________________。
（2）并回答应满足的条件是___________________。
10、10mL某气态烃在50mL氧气中充分燃烧，得到液态水和体积为35mL的混合气体（气体体积均在同温同压下测得），该气态烃可能是什么烃？
12、取3.4克只含羟基，不含其他官能团的液态饱和多元醇，置于5.00L氧气中经点燃，醇充分燃烧，反应后气体的体积减少0.56L。将气体经生石灰吸收，体积又减少2.80L（所有气体体积都是在标准状况下测定）。
（1）3.4克醇中C、H、O、的物质的量分别为：Cmol；Hmol；Omol。该醇中C、H、O的原子数之比为。
（2）由此比值能否确定该醇的分子式？其原因是什么？
（3）如果将该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子，所得的卤代物都只有一种，试写出该饱和多元醇的结构简式。
1、A 2、D 3、AC 4、AD
9、（1）C2H2与C6H6、C8H8；C10H8与C6H8O3等；（2）因为总质量一定时，完全燃烧后水的质量也保持不变的条件下，只要氢元素的质量分数保持恒定就可以
11、分子式为C6H10，名称为环已烯，结构简式为：
（2）能，因为实验式中氢原子已经饱和，所以最简式就是分子式，即：C5H12O4
13、（1）C2H2O2 （2）18 （3）210 C6H10O8