有关烃燃烧的规律 巧解含烃的混合气体计算题
一、甲烷、乙烯、乙炔的燃烧对比:
由烷、烯、炔的通式,知其W (C )依次增大,故燃烧时分别产生无黑烟、有黑烟、浓烟等现象,W (C )越大黑烟越多。此性质也可用于典型物质的鉴别。
2.等物质的量的三者完全燃烧时放出热量最多的是乙烯,但火焰温度最高的却是乙炔,氧炔焰的温度可高达3000℃以上。
二、烃的燃烧规律:
烃的可燃性是烃的一个基本性质,有关烃的燃烧计算和比较是中学化学中常见的习题,掌握烃的燃烧规律,对解决这类习题会起到事半功倍的效果。烃类燃烧可用通式表示:
CxHy + (x+y/4)O2 =xCO2 + y/2H2O
1. 等物质的量的不同烃燃烧时的耗氧规律:
(1)耗O 2量取决于(x+y/4),(x+y/4)越大,消耗氧气越多。 (2)产生CO 2的量取决于x ,x 越大,产生CO 2的量越多。 (3)产生H 2O 的量取决于y ,y 越大,产生H 2O 的量越多。
例1:等物质的量的CH 4 、C 2H 4 、C 2H 2,分别在足量氧气中完全燃烧,以下说法正确的是…………………………………………………………( ) A .C 2H 2含碳量最高,燃烧生成的CO 2最多 B .C 2H 2燃烧时火焰最明亮
C .CH 4含氢量最高,燃烧生成的水最多
D .CH 4 、C 2H 4燃烧生成的水质量不同,消耗的氧气不同。
练习1: 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
A .C 3H 4和C 2H 6 B .C 3H 6和C 3H 8O C .C 3H 6O 2和C 3H 8O D .C 3H 8O 和C 4H 6O 2
2.等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律:
1molC (12g )消耗1mol O2,而4molH (4g )也消耗1molO 2,故质量相等的不同烃完全燃烧时,氢元素的质量分数H%越大,消耗O 2越多,产生的H 2O 越多;反之碳元素的质量分数C%越大,消耗O 2越少,产生的CO 2则越多。或者说等质量的烃完全燃烧时,消耗氧气的量取决于CxHy 中y/x的值,此值越大,耗氧量越多。
例2:等质量的以下四种烃完全燃烧,消耗氧气的量最多的是…………( ) A .CH 4 B .C 2H 6 C .C 3H 6 D .C 6H 6
3.最简式相同,质量相等的两种烃完全燃烧时消耗氧气相等: 最简式相同的烃有:(1)
烯烃和环烷烃;(2)含n 个碳原子的炔烃与含3n 个碳原子的苯的同系物;(3)乙炔与苯、苯乙烯等。
例3:下列各组烃的混合物,只要总质量一定,无论它们按什么比例混合,完全燃烧后生成二氧化碳和水都为恒量的是……………………………( )
A .C 2H 2 C 2H 6 B .C 2H 4 C 3H 8 C .C 2H 2 C 6H 6 D .C 3H 4 C 3H 6 练习1: 下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同 的是
A .50g 乙醇(C2H 5OH) 和50g 甲醚(CH3OCH 3) B .100g 乙炔(C2H 2) 和100g 苯(C6H 6) C .200g 甲醛(HCHO)和200g 乙酸(CH3COOH) D .100g 甲烷和100g 乙烷
练习2: 由A 、B 两种烃组成的混合物,当混合物总质量一定时,无论A 、B 以何种比例混合,完 全燃烧消耗氧气的质量为一恒量。对A 、B 两种烃有下面几种说法:①互为同分异构体;② 互为同系物;③具有相同的最简式;④两种烃中碳的质量分数相同。正确的结论是( ) A. ①②③④
B. ①③④ C. ②③④ D. ③④
4.同温同压下烃完全燃烧前后气体体积变化规律:
(1) 若所给条件下生成的水呈气态。
由通式得△V= V 后—V 前= (x+y/2)—(1+ x+y/4)= y/4—1 可知:a .燃烧前后体积变化只与y 有关。
b .若y=4,即氢原子个数为4,则燃烧前后气体体积不变,如CH 4
C 2H 4和 C 3H 4的燃烧;若y >4,则反应后气体体积增加,如C 2H 6和C 4H 8等烃的燃烧;若y <4,则反应后气体体积减少,只有C 2H 2的燃烧。
c.可以根据体积差建立与烃、氧气、二氧化碳与水的量的计算关系。 (2)若所给条件下生成的水呈液态。
由通式得△V= V 后—V 前= x-(1+x+y/4)=—(1+ y/4)<0 可知:a .无论y 取何值,V 后<V 前,既反应后气体体积减小。 b .燃烧前后体积变化只与y 有关。
c.可以根据体积差建立与烃、氧气、二氧化碳与水的量的计算关系。
例4:120℃,1体积某烃和4体积氧气混合,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
练习1: 常温常压下, 某气态烃和氧气的混合物aL ,经点燃且完全燃烧后,得到bL 气体(常温常 压下) ,则a 和b 的大小关系为( )
A. a=b B. a>b C. a
练习2: 120℃时,某烃和O 2混合,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强,气体体积减小,该烃 是( )
A. CH4 B. C2H 4 C. C2H 2 D. C2H 6
练习3: 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.CH 4 C2H 4 B.CH 4 C3H 6 C.C 2H 4 C3H 4 D.C 2H 2 C3H 6 练习4:两种气态烃组成的混合气体0.1 mol,完全燃烧得0.16 mol CO2和3.6 g H2O ,则下列关 混合气体组成的推断正确的是( )
(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
巧解含烃的混合气体计算题
1.守恒法:此法在化学计算中应用很广泛,用此法可求元素的相对原子质量、物质的相对分子质量、分子式、混合物的组成以及进行溶解度、溶液浓度等方面的计算。
例题:把mmol C 2H 4和nmol H 2混合于密闭容器中,在适当的条件下,反应达到平衡时生成pmol C 2H 6,若将所得平衡混合气体完全燃烧生成二氧化碳和水,则需要氧气多少摩尔?
练习:一定量的甲烷CH4燃烧后得到的产物是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气,此混合气的质量为49.6g ,当其缓缓通过足量的无水氯化钙时气体质量减少25.2g ,则混合气体中一氧化碳的质量是多少克?
2.方程式叠加法:
例题:将x mol氧气,y mol甲烷和z mol过氧化钠放入密闭容器中,在150℃条件下用点火花引发,恰好完全反应后,容器内压强为0,通过计算确立x 、y 和z 之间的关系式:
练习:若要使0.5mol CH4完全和氯气发生取代反应,并生成相同物质的量的四种取代物,则需要氯气的物质的量为多少摩尔?
3.十字交叉法:
例题:CH 4和C 2H 4混合气体,其密度是同温同压下乙烷的2/3,求混合气体中甲烷的质量分数。
练习:一种气态烷烃和一种气态烯烃,它们分子里的碳原子数相同。将1.0体积这种混合气体在氧气中充分燃烧,生成2.0体积的二氧化碳和2.4体积的水蒸气(气体体积均在相同状况下测定)。
则混合气中烷烃和烯烃的体积比为:
4.平均值法:此法是从求混合气体平均相对分子质量的公式推广而来的。它巧用了平均含义,即M 1≠M2且均大于0时,存在 =
n 1
1
+n 2
2
n +n
,只要求出平均值,
1
2
就可判断出M 1 和M 2的取值范围,该法省去复杂的数学计算过程,从而迅速解出答案。例题:一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g ,混合气体的密度是相同状况下氢气的12.5倍,该混合气体通过溴水时。溴水的质量增加8.4g ,则该混合气体是由什么组成的?
练习:某温度和压强下,将4g 由三种炔烃(分子中只含有一个碳碳三键)组成的混合气体与足量的氢气反应,充分加成后,生成4.4g 三种对应的烷烃,则所得烷烃中一定有:……………………………………………( )
A .异丁烷 B .乙烷 C .丙烷 D .丁烷
5.讨论法:此法一般适用于与其他计算方法一起使用,这种解法的关键是进行全面的分析和判断:例题:1升乙炔和气态烯烃混合物与11升氧气混合后点燃,充分反应后,气体的体积为12升,求原1升混合气体中各成分及物质的量比(反应前后均为182℃、1.01×105Pa )
有关烃燃烧的规律 巧解含烃的混合气体计算题
一、甲烷、乙烯、乙炔的燃烧对比:
由烷、烯、炔的通式,知其W (C )依次增大,故燃烧时分别产生无黑烟、有黑烟、浓烟等现象,W (C )越大黑烟越多。此性质也可用于典型物质的鉴别。
2.等物质的量的三者完全燃烧时放出热量最多的是乙烯,但火焰温度最高的却是乙炔,氧炔焰的温度可高达3000℃以上。
二、烃的燃烧规律:
烃的可燃性是烃的一个基本性质,有关烃的燃烧计算和比较是中学化学中常见的习题,掌握烃的燃烧规律,对解决这类习题会起到事半功倍的效果。烃类燃烧可用通式表示:
CxHy + (x+y/4)O2 =xCO2 + y/2H2O
1. 等物质的量的不同烃燃烧时的耗氧规律:
(1)耗O 2量取决于(x+y/4),(x+y/4)越大,消耗氧气越多。 (2)产生CO 2的量取决于x ,x 越大,产生CO 2的量越多。 (3)产生H 2O 的量取决于y ,y 越大,产生H 2O 的量越多。
例1:等物质的量的CH 4 、C 2H 4 、C 2H 2,分别在足量氧气中完全燃烧,以下说法正确的是…………………………………………………………( ) A .C 2H 2含碳量最高,燃烧生成的CO 2最多 B .C 2H 2燃烧时火焰最明亮
C .CH 4含氢量最高,燃烧生成的水最多
D .CH 4 、C 2H 4燃烧生成的水质量不同,消耗的氧气不同。
练习1: 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
A .C 3H 4和C 2H 6 B .C 3H 6和C 3H 8O C .C 3H 6O 2和C 3H 8O D .C 3H 8O 和C 4H 6O 2
2.等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律:
1molC (12g )消耗1mol O2,而4molH (4g )也消耗1molO 2,故质量相等的不同烃完全燃烧时,氢元素的质量分数H%越大,消耗O 2越多,产生的H 2O 越多;反之碳元素的质量分数C%越大,消耗O 2越少,产生的CO 2则越多。或者说等质量的烃完全燃烧时,消耗氧气的量取决于CxHy 中y/x的值,此值越大,耗氧量越多。
例2:等质量的以下四种烃完全燃烧,消耗氧气的量最多的是…………( ) A .CH 4 B .C 2H 6 C .C 3H 6 D .C 6H 6
3.最简式相同,质量相等的两种烃完全燃烧时消耗氧气相等: 最简式相同的烃有:(1)
烯烃和环烷烃;(2)含n 个碳原子的炔烃与含3n 个碳原子的苯的同系物;(3)乙炔与苯、苯乙烯等。
例3:下列各组烃的混合物,只要总质量一定,无论它们按什么比例混合,完全燃烧后生成二氧化碳和水都为恒量的是……………………………( )
A .C 2H 2 C 2H 6 B .C 2H 4 C 3H 8 C .C 2H 2 C 6H 6 D .C 3H 4 C 3H 6 练习1: 下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同 的是
A .50g 乙醇(C2H 5OH) 和50g 甲醚(CH3OCH 3) B .100g 乙炔(C2H 2) 和100g 苯(C6H 6) C .200g 甲醛(HCHO)和200g 乙酸(CH3COOH) D .100g 甲烷和100g 乙烷
练习2: 由A 、B 两种烃组成的混合物,当混合物总质量一定时,无论A 、B 以何种比例混合,完 全燃烧消耗氧气的质量为一恒量。对A 、B 两种烃有下面几种说法:①互为同分异构体;② 互为同系物;③具有相同的最简式;④两种烃中碳的质量分数相同。正确的结论是( ) A. ①②③④
B. ①③④ C. ②③④ D. ③④
4.同温同压下烃完全燃烧前后气体体积变化规律:
(1) 若所给条件下生成的水呈气态。
由通式得△V= V 后—V 前= (x+y/2)—(1+ x+y/4)= y/4—1 可知:a .燃烧前后体积变化只与y 有关。
b .若y=4,即氢原子个数为4,则燃烧前后气体体积不变,如CH 4
C 2H 4和 C 3H 4的燃烧;若y >4,则反应后气体体积增加,如C 2H 6和C 4H 8等烃的燃烧;若y <4,则反应后气体体积减少,只有C 2H 2的燃烧。
c.可以根据体积差建立与烃、氧气、二氧化碳与水的量的计算关系。 (2)若所给条件下生成的水呈液态。
由通式得△V= V 后—V 前= x-(1+x+y/4)=—(1+ y/4)<0 可知:a .无论y 取何值,V 后<V 前,既反应后气体体积减小。 b .燃烧前后体积变化只与y 有关。
c.可以根据体积差建立与烃、氧气、二氧化碳与水的量的计算关系。
例4:120℃,1体积某烃和4体积氧气混合,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
练习1: 常温常压下, 某气态烃和氧气的混合物aL ,经点燃且完全燃烧后,得到bL 气体(常温常 压下) ,则a 和b 的大小关系为( )
A. a=b B. a>b C. a
练习2: 120℃时,某烃和O 2混合,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强,气体体积减小,该烃 是( )
A. CH4 B. C2H 4 C. C2H 2 D. C2H 6
练习3: 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.CH 4 C2H 4 B.CH 4 C3H 6 C.C 2H 4 C3H 4 D.C 2H 2 C3H 6 练习4:两种气态烃组成的混合气体0.1 mol,完全燃烧得0.16 mol CO2和3.6 g H2O ,则下列关 混合气体组成的推断正确的是( )
(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
巧解含烃的混合气体计算题
1.守恒法:此法在化学计算中应用很广泛,用此法可求元素的相对原子质量、物质的相对分子质量、分子式、混合物的组成以及进行溶解度、溶液浓度等方面的计算。
例题:把mmol C 2H 4和nmol H 2混合于密闭容器中,在适当的条件下,反应达到平衡时生成pmol C 2H 6,若将所得平衡混合气体完全燃烧生成二氧化碳和水,则需要氧气多少摩尔?
练习:一定量的甲烷CH4燃烧后得到的产物是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气,此混合气的质量为49.6g ,当其缓缓通过足量的无水氯化钙时气体质量减少25.2g ,则混合气体中一氧化碳的质量是多少克?
2.方程式叠加法:
例题:将x mol氧气,y mol甲烷和z mol过氧化钠放入密闭容器中,在150℃条件下用点火花引发,恰好完全反应后,容器内压强为0,通过计算确立x 、y 和z 之间的关系式:
练习:若要使0.5mol CH4完全和氯气发生取代反应,并生成相同物质的量的四种取代物,则需要氯气的物质的量为多少摩尔?
3.十字交叉法:
例题:CH 4和C 2H 4混合气体,其密度是同温同压下乙烷的2/3,求混合气体中甲烷的质量分数。
练习:一种气态烷烃和一种气态烯烃,它们分子里的碳原子数相同。将1.0体积这种混合气体在氧气中充分燃烧,生成2.0体积的二氧化碳和2.4体积的水蒸气(气体体积均在相同状况下测定)。
则混合气中烷烃和烯烃的体积比为:
4.平均值法:此法是从求混合气体平均相对分子质量的公式推广而来的。它巧用了平均含义,即M 1≠M2且均大于0时,存在 =
n 1
1
+n 2
2
n +n
,只要求出平均值,
1
2
就可判断出M 1 和M 2的取值范围,该法省去复杂的数学计算过程,从而迅速解出答案。例题:一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g ,混合气体的密度是相同状况下氢气的12.5倍,该混合气体通过溴水时。溴水的质量增加8.4g ,则该混合气体是由什么组成的?
练习:某温度和压强下,将4g 由三种炔烃(分子中只含有一个碳碳三键)组成的混合气体与足量的氢气反应,充分加成后,生成4.4g 三种对应的烷烃,则所得烷烃中一定有:……………………………………………( )
A .异丁烷 B .乙烷 C .丙烷 D .丁烷
5.讨论法:此法一般适用于与其他计算方法一起使用,这种解法的关键是进行全面的分析和判断:例题:1升乙炔和气态烯烃混合物与11升氧气混合后点燃,充分反应后,气体的体积为12升,求原1升混合气体中各成分及物质的量比(反应前后均为182℃、1.01×105Pa )