烃的燃烧计算

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何文

江西省瑞昌市第二中学

摘要


关键词

正文

 

首先,概念要清,基础要牢。正所谓,概念不清,做题不精;基础不牢,地动山摇。题目千千万,做是做不完的。看到一道题,如果能清楚地知道要考哪个概念,哪些知识点有什么要注意的,那这道题很可能是做得出来的。

接下来调烃的概念,烃是一类有机物,而且是只含有碳、氢两种元素的有机物它们的关系是有机物包含烃,烃是最简单的一类有机物。烃的汉字组成可由碳和氢得来: +氢=烃(火字旁的烃都能燃烧)

人教版高一必二对烃按照饱和与不饱和可分为两大类,饱和烃,即烷烃,不饱和的包括环烷烃,单烯烃,双烯烃,炔烃,芳香烃等。不管什么样,都可以用通式CxHy来表示。所以烃类的燃烧通式就可以得出来CxHy+(x+1/4y)O2→xCO2+1/2yH2O

 

常考题型一

某气态烃完全燃烧至100℃以上,反应前后气体的体积不变,或者说增大,减小。此时对烃有什么要求?

解析此题型明显考察烃的燃烧通式,前后体积不变,则意味着前后气体的物质的量也不变,注意温度的条件,100℃以上水也是气体。则可以列出等式1+x+1/4y=x+1/2y。解得y=4。与x无关。同理如果是气体的体积减小,可求出y<4,若是增大,y>4。

注意如果是燃烧后温度恢复至室温,水是液态。那么气体的体积一定减小。

例题1:某混合气态烃按照一定的比例完全燃烧,温度在200℃时测得气体体积不变。可能的组合是(   )

A.C2H6   C3H6   B.C2H4  C3H6    C.C2H2   C3H6    D.C2H2  C2H4

答案C   抓住关键信息,前后气体体积不变,与x无关,单一烃y为4。那混合烃y也应该为4,只有C选项才有可能。A选项y一定为6,B选项y介于4和6之间,D选项y介于2和4之间。

例题2:某混合气态烃按照任意比较混合完全燃烧至100℃,前后气体体积均不变,下列哪个组合符合(   )

A.C2H4  C3H6   B.C2H4   CH4   C.C2H6  C2H2  D.CH4  C2H6

答案B  与例题1比较,就换了一个条件,一个是一定比例,例题2是任意比例,要求更高,那么两个必须都符合y等于4。只有B选项符合题意。

常考题型二

问等物质的量的烃完全燃烧,耗氧量最少或者最多的是?

解析:此题较为简单,可根据燃烧通式,假设烃的物质的量都为1mol,然后比较x+1/4y的大小就可以得出结果。但是变成等质量,情况就复杂了一些。

先说结论,等质量的烃完全燃烧,y/x的值越大,即甲烷耗氧量最多。可通过如下方法证明

1g的碳完全燃烧,按照方程式计算,不难得出需要氧气的质量为8/3g。若氢为1g,按照氢气燃烧生成水的方程式,可算出需要氧气4g。这意味着等质量的碳和氢燃烧时氢的耗氧量大于碳,所以对于烃来说,氢的占比越大,耗氧量越多,即y/x越大,耗氧量越多。那y/x最大的为什么是甲烷呢,教师可以列举几个烃的分子式进行比较,也可以把不同类型的烃的通式写出来,然后增加碳原子的数目,发现单烯烃与环烷烃的比值一直为2,而炔烃和芳香烃的比值会一直接近2。而烷烃2n+2/2n,随着n的增加,比值会越来越小。综上可得,甲烷的y/x最大,所以等质量的烃完全燃烧,甲烷耗氧量最多。

 

常考题型三

二元混合气态烃的平均摩尔质量如果小于26g/mol,那么必然有甲烷的存在。二者混合,那平均摩尔质量肯定介于两者之间。比26g/mol还小的烃只有甲烷。随便列举几个例子,比如乙烷,丙烷,乙烯,丙烯,乙炔来验证。在涉及到具体问题求其体积或者物质的量比例时,可用十字交叉法快速解题。

例如:某30g混合气态烃在标况下测得其体积是33.6L,问其中必有什么气体?如果还有一种气体是乙烯,体积为多少?二者物质的量之比?

解析先求出平均摩尔质量,有两种方法。第一种,由标况下的体积求出气体总物质的量,然后用总质量除以总物质的量就可以得到平均摩尔质量是20g/mol。第二种,由质量和体积求出平均密度,然后平均摩尔质量等于平均密度乘以气体摩尔体积,也是20g/mol。所以一定有甲烷气体。如果另一种是乙烯,按照十字交叉法求解。乙烯的摩尔质量是28g/mol甲烷的16g/mol     

  16↘        8    2

                          20↗

                    28↗      ↘4    1

也就是二者的物质的量之比为2:1,总体积33.6L,那么乙烯的就是11.5L。

小结一下,烃的燃烧计算,通式是基础,100℃气体体积不变y等于4,其他耗氧量的计算,平均摩尔质量的计算都离不开甲烷。

 


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