有机物燃烧中H2O与CO2的规律
河北省宣化县第一中学 栾春武 邮编 075131
栾春武:中学高级教师,张家口市中级职称评委会委员。河北省化学学会会员。市骨干教师、市优秀班主任、模范教师、优秀共产党员、劳动模范、县十佳班主任。
一、等物质的量的有机物完全燃烧消耗O2,生成H2O与CO2的量的比较
【例题1】燃烧相同物质的量的下列有机物,消耗氧气最多的是
A.乙醛 B.乙醇 C.乙二醇 D.甲酸甲酯
【解析】将四个选项作如下变形:
A:C2H4O → C2H2(H2O) B:C2H46O → C2H24(H2O)
C:C2H6O2 → C2H2(2H2O) D:C2H4O2 → C2(2H2O)
经变形后“H2O”不再耗氧,耗氧量仅决定于非“H2O”部分,通过比较可以出答案。
答案:B
点拨:(1)等物质的量的不同有机物CxHy(CO2)n(H2O)m与CxHy(CO2)n’(H2O)m’(m、n、m’、n’、0、1、2……),完全燃烧,耗O2量相同。
(2)在总物质的量相同的前提下,由符合上述条件的有机物组成的混合物,无论以何种比例混合,消耗氧气的量相同,且等于等物质的量的任一组分的耗O2量(如CH4和CH3COOH以及C2H4和C2H5OH等)。
二、等质量的烃完全燃烧消耗O2,生成H2O与CO2的量的比较
【例题2】完全燃烧相同质量的下列烃:A.CH3-CH3 B.CH2=CH2 C.CH≡CH D.CH4 E.C6H6 F.C8H10
(1)消耗O2的量又多到少的顺序是_____________。
(2)生成CO2的量又多到少的顺序是_____________。
(3)生成H2O的量又多到少的顺序是_____________。
【解析】CH3-CH3的最简式为CH3,CH2=CH2的最简式为CH2,CH≡CH的最简式为CH,CH4的最简式CH4,C6H6的最简式为CH,C8H10的最简式为CH1.25。
答案:(1)D>A>B>F>C=E
(2)E=C>F>B>A>D
(3)D>A>B>F>C=E
点拨:(1)等质量的具有相同最简式的有机物(或最简式相同的有机物无论以何种比例混合),完全燃烧时,耗O2量相同,生成的H2O及CO2的量也相同。
(2)质量相等时,无论最简式是否相同,只要H%相同(如C12H8和C8H8O3,C12H8和C2H4O3)完全燃烧时,生成的H2O的量就相同。同理只要C%相同(如CH4和C10H8O2)完全燃烧时,生成的CO2的量就相同。但耗O2量就不一定相同。
三、由有机物完全燃烧生成H2O与CO2的物质的量之比来判断有机物的可能结构
【例题3】下列各组有机物均以等物质的量组成混合物,在氧气中完全燃烧后,生成n(H2O) : n(CO 2)= 1 : 1的是:A.CH4 C2H4 B.C2H4 C3H6 C.C2H4 C2H2 D.C2H6 C4H6 E.C2H6 C3H8 F.CH3COOH CH3CHO
【解析】由n(H2O) : n(CO 2)= 1 : 1,推出有机物的化学式可表示为CnH2nOx。又因是混合物,应求平均化学式。A为C1.5H4,B为C2.5H5,C为C2H3,D为C3H6,E为C2.5H7,F为C2H4O1.5。
答案:B、D、F
点拨:由于1 mol C可以产生1 mol CO2,2 mol H可以产生1 mol H2O。因此可以从CO2和H2O的物质的量之比可推知有机物中C、H个数之比,至于O可能有,也可能无。比如n(H2O) : n(CO 2)= 1 : 1时,有机物的化学式可表示为:CnH2nOx。
当x=0时,化学式为CnH2n:有机物可能为烯烃;烯烃混合物;烷烃和炔烃的混合物;烷烃、烯烃和炔烃的混合物,且烷烃的物质的量等于炔烃的物质的量。
当x=1时,化学式为CnH2nO:有机物可能为饱和一元醛;酮或烯醇(n≥3)或它们组成的混合物。
当x=2时,化学式为CnH2nO2:有机物可能为羟基醛;饱和一元羧酸;烃基是烷基酯或它们组成的混合物。 |