有机物燃烧问题的解题策略.doc

1、 有机物燃烧问题的解题策略有关有机物燃烧的计算是中学有机化学基础中的常见题型,也是高考中的热点和难点之一,许多学生对这些知识点往往容易产生混淆,要快速而准确地解决此类问题，应熟悉以下五方面的规律。有机物完全燃烧的通式：烃： CxHy(x+y/4)O 2xCO 2+(y/2)H2O烃的衍生物： C xHyOz(x y/4 z/2)O2xCO 2 (y/2)H2O一、烃完全燃烧前后气体体积变化的规律例 1.两种气态烃以任意比例混合,在 105时 1 L 该混合烃与 9 L 氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是 10 L.下列各组混合烃中不符合此条件的是 ( )A.CH4、C 2H4

2、B.CH4、C 3H6 C.C2H4、C 3H4 D.C2H2、C 3H6解析：因混合烃燃烧前后气体体积不变，则混合烃平均组成中 H 原子数为 4，又因以任意比混合，故每种气态分子中 H 原子数均为 4，故选 B、D。1.气态烃(C xHy)在 100以上温度完全燃烧时气体体积变化与 C 原子数无关，只与 H 原子个数有关，其规律如下： 若 y=4,燃烧前后体积不变,V=0 若 y4,燃烧前后体积增大,V= 1 4y 若 y4,燃烧前后体积减少,V=1 例 210mL 某种气态烃，在 50mL 氧气中完全燃烧，得到液态水和体积为 35mL 的混合气体（所有气体体积都是在同温同压下测定的）则该气

3、态烃可能是 （ ）A甲烷 B乙烷 C丙烷 D丙烯解析：本题根据烃燃烧时气体体积的变化，来确定烃的分子式。CxHy(x+y/4)O 2 xCO2 + (y/2)H2O V1 （x+ ） x 1+4y4y10 10（x+ ） 6035=25= ，解得 y=61025y又因烃完全燃烧，需氧气应过量或适量， 则 10（x+ ）50，即 x3.54y故选 B、D。2.气态烃(C xHy)完全燃烧后恢复到常温常压时气体体积的变化直接用烃类物质燃烧的通式通过差量法确定,气体体积总是减小,减小值为(1+ ),也只与 H4y原子数有关。3.液态有机物(大多数烃的衍生物及碳原子数大于 4 的烃)的燃烧,如果燃烧后

4、水为液态,则燃烧前后气体体积的变化为：氢原子的耗氧量减去有机物本身提供的氧原子数的 。21二、有机物燃烧产生的 CO2 和 H2O 的物质的量大小规律例 3.请写出六种有机化合物的结构简式。这些化合物燃烧产生的 CO2 和 H2O（气）的体积比符合如下比值（各写三种）：（1）V CO2/VH2O（g） =2 的有： _、_、_。（2）V CO2/VH2O（g） =0.5 的有：_、_、_。（3）V CO2/VH2O（g） =1 的有： _、_、_。有机物（设其分子式为 CxHyOz，下同） ，完全燃烧产物为 CO2 和 H2O ，故可采用从燃烧产物逆向思考是解决此类题的有效方法。如：若 CO2

5、 的体积比 H2O 少 1，则 y=2x+2，为烷烃、饱和醇、醚等；若 CO2 的体积等于 H2O 的体积，则 y=2x，为烯烃、环烷烃、饱和一元醛、酸、酯等；若 CO2 的体积比 H2O 多 1，则 y=2x-2，炔烃、二烯烃等；若 CO2 的体积比 H2O 多 3，则 y=2x-6，为苯及其同系物。三、有机物完全燃烧耗氧量规律例 4.相同物质的量的下列有机物，充分燃烧，消耗氧气量相同的是 ( )AC 3H4 和 C2H6 BC 3H6 和 C3H8OCC 3H6O2 和 C3H8O DC 3H8O 和 C4H6O2解析：A 中 C3H4 的耗氧量相当于 C2H8,B、C、D 中的 C3H8

6、O 可改写为C3H6(H2O),C 中的 C3H6O2 可改为 C3H2(H2O)2,D 中的 C4H6O2 可改为C3H6(CO2),故 选 B、D。例 5.有机物 A、B 只可能烃或烃的含氧衍生物,等物质的量的 A 和 B 完全燃烧时,消耗氧气的量相等,则 A 和 B 的分子量相差不可能为 (n 为正整数) ( )A.8n B.14n C.18n D.44n解析: A 中的一个碳原子被 B 中的四个氢原子代替,A 和 B 的分子量相差8 的倍数,即 A. 如果 A 和 B 的分子组成相差若干个 H2O 或 CO2 ,耗氧量也不变，即分 别对应 C 和 D。故选 B。1、有机物的物质的量一定

7、时：比较判断耗氧量的方法步聚：烃类根据分子中碳、氢原子个数求（x+ ）的值， （x+ ）的值越大，耗氧量越多。4y4y也可以按 1 个碳原子与 4 个氢原子的耗氧量相当转换成碳或氢原子个数相同后再进行比较即可。若属于烃的含氧衍生物，先将分子中的氧原子结合氢或碳改写成 H2O 或 CO2 的形式，即将含氧衍生物改写为 CxHy(H2O)n 或CxHy(CO2)m 或 CxHy(H2O)n(CO2)m 形式,再按 比较 CxHy 的耗氧量。例 6.在下列烃中，（1）等物质的量完全燃烧耗氧量最大的是（ ），（2）等质量完全燃烧耗氧量最大的是（ ）A.C3H8 B.C4H6 C.C2H2 D.CH4解

8、析：（1）比较（x+ ）大小，依次 为 5、5.5、2.5、2，选 B；（2）比较 大小，依次为：x8/3、6/4、1、4，选 D。 例 7.下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同的是 ( )A50g 乙醇和 50g 甲醚 B10g 乙炔和 10g 苯C200g 甲醛和 200g 乙酸 D100g 甲烷和 100g 乙烷解析：A 中的乙醇和甲醚互为同分异构体， B、C 中两组物质的最简式相同，所以答案为 D。2、有机物的质量一定时：（1）烃类(C xHy)完全燃烧的耗氧量与 成正比xy（2）燃烧时耗氧量相同，则两者的关系为：（1）同分异构体 或 （2）最简式相同四、有机物完全燃烧,生成的 CO2

9、 和消耗的 O2 的物质的量之比一定时的规律1. 生成的 CO2 的物质的量小于消耗的 O2 的物质的量时例 8.某有机物的蒸气完全燃烧时，需要三倍于其体积的 O2，产生二倍于其体积的CO2，则该有机物可能是(体积在同温同压下测定 ) ( )AC 2H4 BC 2H5OH CCH 3CHO DCH 3COOH解析：产生的 CO2 与耗氧量的体积比为 2：3，设该有机物为 1mol,则含 2mol 的 C 原子，完全燃烧时只能消耗 2mol 的氧气，剩余的 1mol 氧气必须 由氢原子消耗，所以 氢原子为4mol,即该有机物可以是 A，从耗氧量相当的原则可知 B 也正确。答案为 A、B。2. 生

10、成的 CO2 的物质的量等于消耗的 O2 的物质的量时,符合通式 Cn(H2O)m3. 生成的 CO2 的物质的量大于消耗的 O2 的物质的量时(1) 若 CO2 和 O2 体积比为 43 ,其通式为(C 2O)n (H2O)m。(2)若 CO2 和 O2 体积比为 21 ，其通式为(CO) n (H2O)m。例 9.为某种需要，一些只含 C、H、O 的有机物，其分子式可用通式（C xHy） m(H2O)n(m，n， x，y 均为正整数)表示。现有一类只含 C、H 、O 的有机物，它们完全燃烧时消耗的 O2 和生成的 CO2 的体积比恒为 1:2。（1）、此类有机物的通式可表示为_。（2） 、

11、分子量最小的此类有机物的结构简式为_。解析：据上述规律， （1）通式应为(CO) n (H2O)m，（2）分子量最小时，取 m、n均为 1，甲酸：HCOOH。例 10化合物 CO、HCOOH 和 OHCCOOH（乙醛酸）分别燃烧时，消耗的 O2 和生成的的 CO2 体积比都是 12，后两者的分子式可以分别看成是 CO（ H2O）和（CO） 2（H 2O） ，也就是说，只要分子式符合（CO）n（H 2O） m（ n 和 m 均为正整数）的各种有机物，它们燃烧时消耗的 O2 和生成的 CO2 体积比总是 12。现有一些只含 C、H、O 三种元素的有机物，它们燃烧时消耗的 O2 和生成的 CO2 的

12、体积比是 34。（1）这些有机物相对分子质量最小的化合物的分子式是 。（2）在这些有机物中有一种，它含有两个羧基，取 0.2625g 该有机物恰好能跟 25.00mL、0.100mol/L 的 NaOH 溶液完全中和，由此可以计算得知该化合物的相对分子质量应是 ，并可推出其分子式应是 。解析：设该有机物的分子式通式为（C xOy）n（H2O）m。本题中由于消耗的 O2和生成的 CO2 的体积比是 34。由 CxOy +（x ）O2xC O 2，得（x ）x=34，xy=21。故该类有机物通式可表示为（C 2O）n（H2O）m。（1）这些有机物中，相对分子质量最小的化合物应满足 m=1、n=1，

13、其分子式是 C2H2O2（可为乙二醛）。（2）因含有两个羧基，0.2625g 该有机物物质的量为 0. 025L 0.100mol/L=0.00125mol，该化合物的式量为 210，40n+18m=210，由于 40m、210 的个位数均为 0，故 m=5，则 n=3，其分子式 为 C6H10O8（可为葡萄糖酸）。五、有机混合物燃烧的几个定量规律1、 混合物的总物质的量一定（1）若生成的 CO2 为定值，则要求混合物中各组分化学式中 C 原子数应相同，如C2H6、C 2H4 和 C2H6O。（2）若生成的 H2O 为定值，则要求混合物中各组分化学式中 H 原子数应相同，如C2H6、C 4H6

14、 和 C2H6O2。（3）若耗氧量为定值，要求各组分耗氧量相同，如 C2H4、C 2H6O 等，一般通式如CxHy 和 CxHy(H2O)m(CO2） n。2、 混合物总质量一定（1）若生成的 CO2 为定值，则要求各组分的 C%相等，有两种情况：最简式相同，如 C2H2 和 C6H6，HCHO 和 CH3COOH，通式为 CnH2n 的烃。最简式不同，如 CH4 与 C8H16O、C 9H20O 及 C10H8O2 等，此类有机物的特征是，C%不变，将 H 质量与 O 质量进行等量代换，即 16HO，如CH4 C8H32（8CH 4） C8H16O（2）若生成的 H2O 为定值，则要求各组分

15、的 H%相等，有两种情况：最简式相同，如 C2H2 和 C6H6，HCHO 和 CH3COOH，通式为 CnH2n 的烃。最简式不同，如 C7H8 和 C3H8O3，处理方法同上（3）若耗氧量为定值，则要求 C%、H%都相同，即有机物的最简式相同。若题中出现多种条件，上述规律应综合使用。例 11.分别取等质量的甲烷和 A（某饱和一元醇）、B(某饱和一元醛), 若它们完全燃烧,分别生成了物质的量相同的 CO2 .则:（1）A 的分子式为_;B 的分子式为_。（2）写出符合上述要求时，CH 4 和 A、B 的分子组成必须满足的条件是_（以n 表示碳原子数，m 表示氧原子数，只写通式）。解析：A、

16、B、C 中的碳的质量分数与甲烷中相同， （1）中CH4C nH4nC nH2n+2O，得 4n=2n+2+16，n=9，故 A 为 C9H20O，同理，B 为C8H16O；（2）的通式推导抓住每少 16 个氢原子增加一个氧原子即可，即 CnH4n-16mOm.例 12.下列各组混合物中，不论二者以什么比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时生成 CO2 的质量不为定值的是 （ ）A甲烷、辛醛 B乙炔、苯乙烯C甲醛、甲酸甲酯 D苯、甲苯解析：混合物总质量一定，不论按什么比例混合，完全燃烧后生成 CO2 的质量保持不变，要求混合物中各组分含碳的质量分数相同。B、 C 中的两组物质的最简式相同，碳的质量

17、分数相同，A 中碳的质量分数也相同，故选 D。例 13有机化合物 A、B 分子式不同，它们只可能含 C、H 、O 元素中的两种或三种。如果将 A、B 不论以何种比混合，只要混合物的物质的量之和不变，完全燃烧时所耗 O2 和生成的水的物质的量也不变。那么， A、B 必须满足的条件是_。若 A 是甲烷，则符合上述条件的化合物 B 中，分子量最小的是_，并写出分子量最小的含有甲基的 B 的两种同分异构体的结构简式_、_。解析：由规律可知，A、 B 应满足分子中 H 原子数相同，且增加 n 个 C，同时应增加 2n 个 O；若 A 为甲烷，则 B 应满足 CH4（CO2）n，分子量最小 n 取 1，则 B 为 C2H4O2，结构简式可 CH3COOH 或 HCOOCH3。