有關烴類燃燒重要規律剖析

■寧夏回族自治區固原一中 李曉峰

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有關烴類燃燒重要規律剖析

■寧夏回族自治區固原一中 李曉峰

一、關于氣態烴類燃燒前后氣體體積變化規律

1.燃燒后生成水為液態(即t<100 ℃)時的規律。

結論：如果生成水為液態時，氣態烴燃燒后氣體體積減小，且減小值與烴中的氫原子數目有關，與碳原子數目無關。

2.燃燒后生成水為氣態(即t≥100 ℃)時的規律。

結論：(1)當ΔV>0時,y>4, 即y>4時，燃燒后氣體體積增大。

(2)當ΔV<0時,y<4, 即y<4時，燃燒后氣體體積減小。

(3)當ΔV=0時,y= 4, 即y= 4時，燃燒后氣體體積不變。

例1 兩種氣態烴以任何比例混合，在105 ℃時1 L該混合烴與9 L氧氣混合，充分燃燒后恢復到原狀態，所得氣體體積仍為10 L。下列各組烴中不符合條件的是( )。

A.CH4C2H4B.CH4C3H6

C.C2H4C3H4D.C3H6C2H2

解析：由題意知：兩種氣態烴無論以任何比例混合，燃燒前后ΔV=0(t=105 ℃)，即要求符合：烴分子(或烴的平均化學式)中氫原子數為4，則選項A、C符合題意，選項B始終不符合，其平均化學式中氫原子數始終大于4，而D中只有當n(C2H6)∶n(C3H6)=1∶1混合時，才符合題意，所以不符合條件的是B、D。

例2 120 ℃時，在密閉容器中，下列烴各1 mol與氧氣充分燃燒后，溫度恢復到120 ℃，壓強保持原狀，其體積增大最大的是( )。

A.CH4B.C2H2

C.C2H6D.C4H8

二、關于烴類燃燒時耗氧量規律

1.等物質的量的烴完全燃燒耗氧量規律。

2.等質量的烴完全燃燒耗氧量規律。

(1)等質量的烴完全燃燒，H的質量分數越大，則耗氧量越多，生成H2O的量越多，生成CO2的量越少(因為12 g C消耗1 mol O2， 12 g H消耗3 mol O2)

例3 等質量的下列烴完全燃燒耗氧量由大到小的順序是____。

(1)C2H6(2)C2H4(3)C3H8(4)聚乙烯 (5) C4H6

例4 1 mol CxHy(烴)完全燃燒需要5 mol O2，則x與y之和可能是( )。

A．x+y=5 B．x+y=7

C．x+y=11 D．x+y=9

三、關于烴類完全燃燒后生成物量值的大小關系規律

1.單一烴類完全燃燒生成物量值的大小關系。

結論：n(CO2)

結論：n(CO2)=n(H2O) 。

結論：n(CO2)>n(H2O)，CO2比H2O多1 mol。

結論：n(CO2)>n(H2O)，CO2比 H2O多3 mol。

利用上述規律，可由生成物量值的大小關系初步推斷單一烴的類型，也可綜合分析兩類烴的組成情況。

例5 某烴完全燃燒后，生成的物質的量之比為n∶(n-1)，此烴可能是( )。

A．烷烴 B．單烯烴

C．炔烴 D．苯的同系物

解析：借助上述通式分析，由生成CO2和H2O 的關系式知，本題正確答案為C。

2.混合烴類完全燃燒生成物量值的大小關系與混合烴種類關系。

(1)當n(CO2)

烴，其組成可能有：烷烴，烷烴和烯烴，烷烴和炔烴，烷烴、烯烴和炔烴。在前兩種情況下，則有：n(烷)=n(H2O)-n(CO2)；在后兩種情況中，則有：n(烷)-n(炔)=n(H2O)-n(CO2)。

(2)當n(CO2)=n(H2O)時，其組成可能有：烯烴，烷烴和炔烴，烷烴、烯烴和炔烴。在后兩種情況中，則有：n(烷)=n(炔)。

(3)當n(CO2)>n(H2O)時，其情況較為復雜，如果肯定無芳香烴，其組成可能有：炔烴，烯烴和炔烴，烷烴、烯烴和炔烴。在前兩種情況下，則有：n(炔)=n(CO2)-n(H2O)；在后兩種情況中，n(烷)-n(炔)=n(H2O)-n(CO2)。

例6 由兩種烴組成的混合物，已知其中之一為烯烴，燃燒1 mol該混合物，測得產生CO24.0 mol，H2O 4.4 mol，試求混合物的組成情況。

解析：因為n(H2O)>n(CO2)，說明另一烴一定為烷烴，又因為烯烴燃燒后，生成物n(H2O)=n(CO2)，所以混合物中n(烷)=n(H2O)-n(CO2)=4.4-4.0=0.4 mol，則烯烴為0.6 mol。設烷烴CxH2x+2，烯烴為CyH2y，則有如下關系：0.4x+0.6y=4，即2x+3y=20。則有：(1)x=1時，y=6，即為甲烷、己烯。(2)x=4時，y=4，即為丁烷、丁烯。(3)x=7時，y=2，即為庚烷、乙烯。

例7 任取兩種烴，混合后點燃，如果生成的CO2的物質的量大于生成H2O的物質的量，則兩種烴的組合不可能是( )。

A.烷烴和烯烴 B.烷烴和炔烴

C.烯烴和炔烴 D.炔烴和苯的同系物

解析：由上述各類烴燃燒后產物量值關系知：烷烴n(CO2)n(H2O)；苯的同系物n(CO2)>n(H2O)。因A中烷烴n(CO2)

(責任編輯 謝啟剛)