有关烃类燃烧重要规律剖析

■宁夏回族自治区固原一中 李晓峰



有关烃类燃烧重要规律剖析

■宁夏回族自治区固原一中 李晓峰

一、关于气态烃类燃烧前后气体体积变化规律

1.燃烧后生成水为液态(即t<100 ℃)时的规律。

结论：如果生成水为液态时，气态烃燃烧后气体体积减小，且减小值与烃中的氢原子数目有关，与碳原子数目无关。

2.燃烧后生成水为气态(即t≥100 ℃)时的规律。

结论：(1)当ΔV>0时,y>4, 即y>4时，燃烧后气体体积增大。

(2)当ΔV<0时,y<4, 即y<4时，燃烧后气体体积减小。

(3)当ΔV=0时,y= 4, 即y= 4时，燃烧后气体体积不变。

例1 两种气态烃以任何比例混合，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，所得气体体积仍为10 L。下列各组烃中不符合条件的是( )。

A.CH4C2H4B.CH4C3H6

C.C2H4C3H4D.C3H6C2H2

解析：由题意知：两种气态烃无论以任何比例混合，燃烧前后ΔV=0(t=105 ℃)，即要求符合：烃分子(或烃的平均化学式)中氢原子数为4，则选项A、C符合题意，选项B始终不符合，其平均化学式中氢原子数始终大于4，而D中只有当n(C2H6)∶n(C3H6)=1∶1混合时，才符合题意，所以不符合条件的是B、D。

例2 120 ℃时，在密闭容器中，下列烃各1 mol与氧气充分燃烧后，温度恢复到120 ℃，压强保持原状，其体积增大最大的是( )。

A.CH4B.C2H2

C.C2H6D.C4H8

二、关于烃类燃烧时耗氧量规律

1.等物质的量的烃完全燃烧耗氧量规律。

2.等质量的烃完全燃烧耗氧量规律。

(1)等质量的烃完全燃烧，H的质量分数越大，则耗氧量越多，生成H2O的量越多，生成CO2的量越少(因为12 g C消耗1 mol O2， 12 g H消耗3 mol O2)

例3 等质量的下列烃完全燃烧耗氧量由大到小的顺序是____。

(1)C2H6(2)C2H4(3)C3H8(4)聚乙烯 (5) C4H6

例4 1 mol CxHy(烃)完全燃烧需要5 mol O2，则x与y之和可能是( )。

A．x+y=5 B．x+y=7

C．x+y=11 D．x+y=9

三、关于烃类完全燃烧后生成物量值的大小关系规律

1.单一烃类完全燃烧生成物量值的大小关系。

结论：n(CO2)

结论：n(CO2)=n(H2O) 。

结论：n(CO2)>n(H2O)，CO2比H2O多1 mol。

结论：n(CO2)>n(H2O)，CO2比 H2O多3 mol。

利用上述规律，可由生成物量值的大小关系初步推断单一烃的类型，也可综合分析两类烃的组成情况。

例5 某烃完全燃烧后，生成的物质的量之比为n∶(n-1)，此烃可能是( )。

A．烷烃 B．单烯烃

C．炔烃 D．苯的同系物

解析：借助上述通式分析，由生成CO2和H2O 的关系式知，本题正确答案为C。

2.混合烃类完全燃烧生成物量值的大小关系与混合烃种类关系。

(1)当n(CO2)

烃，其组成可能有：烷烃，烷烃和烯烃，烷烃和炔烃，烷烃、烯烃和炔烃。在前两种情况下，则有：n(烷)=n(H2O)-n(CO2)；在后两种情况中，则有：n(烷)-n(炔)=n(H2O)-n(CO2)。

(2)当n(CO2)=n(H2O)时，其组成可能有：烯烃，烷烃和炔烃，烷烃、烯烃和炔烃。在后两种情况中，则有：n(烷)=n(炔)。

(3)当n(CO2)>n(H2O)时，其情况较为复杂，如果肯定无芳香烃，其组成可能有：炔烃，烯烃和炔烃，烷烃、烯烃和炔烃。在前两种情况下，则有：n(炔)=n(CO2)-n(H2O)；在后两种情况中，n(烷)-n(炔)=n(H2O)-n(CO2)。

例6 由两种烃组成的混合物，已知其中之一为烯烃，燃烧1 mol该混合物，测得产生CO24.0 mol，H2O 4.4 mol，试求混合物的组成情况。

解析：因为n(H2O)>n(CO2)，说明另一烃一定为烷烃，又因为烯烃燃烧后，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，则烯烃为0.6 mol。设烷烃CxH2x+2，烯烃为CyH2y，则有如下关系：0.4x+0.6y=4，即2x+3y=20。则有：(1)x=1时，y=6，即为甲烷、己烯。(2)x=4时，y=4，即为丁烷、丁烯。(3)x=7时，y=2，即为庚烷、乙烯。

例7 任取两种烃，混合后点燃，如果生成的CO2的物质的量大于生成H2O的物质的量，则两种烃的组合不可能是( )。

A.烷烃和烯烃 B.烷烃和炔烃

C.烯烃和炔烃 D.炔烃和苯的同系物

解析：由上述各类烃燃烧后产物量值关系知：烷烃n(CO2)n(H2O)；苯的同系物n(CO2)>n(H2O)。因A中烷烃n(CO2)

(责任编辑 谢启刚)