有关烃燃烧的规律

1、有关烃燃烧的规律巧解含烃的混合气体计算题、甲烷、乙烯、乙炔的燃烧对比：1.燃烧时的火焰亮度、烟量对比甲烷乙烯乙炔含碳量75%85. 7%92. 3%明亮度不明亮较明亮最明亮烟量无烟稍有黑烟有浓烟由烷、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 C以上。二、烷烯炔各类烃含碳(或氢)质量分数的变化规律：1 .烷烃:CnH2n + 2 ( n1 )W ( C) =12n/ (14n+2 )x 1

2、00% 随n的增大，烷烃 W (C)逐渐增大， 但永远小于85. 7%。甲烷是烷烃中 W ( H )最高的。2. 烯烃(或环烷烃):CnH2n (n>2)W ( C) =12n/14n X 100%=85 . 7%即烯烃的 W (C)是固定不变的。3. 炔烃(或二烯烃):CnH2n-2 52)W ( C) =12n/ (14n 2)X 100% 随n的增大，炔烃 W ( C)逐渐减小， 但总比烯烃的 W ( C)高，即总大于85. 7%。乙炔是炔烃中含碳量最高的。三、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

3、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)O 2点燃xCO2 + y/2 H2O1. 等物质的量的不同烃燃烧时的耗氧规律：(1 )耗O2量取决于(x+y/4) , (x+y/4)越大，消耗氧气越多。(2) 产生CO2的量取决于x, x越大，产生CO2的量越多。(3) 产生H2O的量取决于y, y越大，产生H2O的量越多。例1:等物质的量的 CH4、C2H4、C2H2，分别在足量氧气中完全燃烧， 以下说法正确的是 ()A. C2H2含碳量最高，燃烧生成的 CO2最多B. C2H2燃烧时火焰最明亮C CH 4含氢量最高，燃烧生成的水最多DCH4 、C2H4 燃烧生

4、成的水质量不同，消耗的氧气不同。2等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律：ImolC (12g)消耗1mol O2,而4molH (4g)也消耗1molO2,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O2越多，产生的H2O越多；反之碳元素的质量分数 C%越大，消耗O2越少，产生的CO2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 CxH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 ()ACH4BC2H6CC3H6DC6H63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

5、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 ()AC2H2 C2H6BC2H4 C3H8CC2H2 C6H6DC3H4 C3H63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。由通式得厶 V V 后一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 CH4 C2H4和C3H4的燃烧；若

6、y>4,则反应后气体体积增加，如 C2H6和C4H8 等烃的燃烧；若yv4，则反应后气体体积减少，只有 C2H2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。由通式得厶 V= V 后一V 前=x(l +x+y/4 )=(1+ y/4) vO可知：a.无论y取何值，V后v 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: 120C, 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.

7、1B. 2C. 3 D . 4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 C2H4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 C2H6,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？解析： 若按化学平衡问题先求出平衡时混合气体各组分的物质的量以及它 们分别燃烧各需要氧气多少摩尔，再求氧气总物质的量，则太繁琐。C2H4和 H2 在整个加成反应过程中 C、H 原子个数都不变，因而平衡时混合气体

8、 燃烧的耗氧量等于反应前 C2H4和H2燃烧的耗氧量。平衡时混合气体燃烧的耗氧量等于（3m+n/2）mol。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？解析：设产物中一氧化碳的物质的量为x,二氧化碳的物质的量为 y。由碳原子守恒可得CH4的物质的量为x+y，又由氢原子守恒可得生成水的物质的量为 2（x+y ），则：2 （x+y ）x 18g/mol=25. 228g/mol x x +44g/mol x y=49 . 6 25. 2解的

9、x=04mol， y=03mol一氧化碳的质量为 04molx 28g/mol=11 2g2 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 C 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：解析： 根据反应后气体压强等于 0，所以可将以下反应方程式：2CH4+4O2t 2CO2+4H2O2CO2+ 2Na2O2 宀 2Na2CO3+O22H2O+ 2Na2O2 4 NaOH+O2 相加消去气体，得：2CH4+O2+ 6Na2O2t8NaOH+2Na2CO3 所以 x： y： z=1：

10、 2： 6练习：若要使0.5molcH4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？4CH4+10Cl2tCH3Cl+ CH2Cl2+ CHCl3 +CCl 4+10HCl 则需氯气 125mol3十字交叉法：十字交叉法一般只适用于两种已知成分组成的混合体系， 解题关键往往在于求平均值。其广泛应用于有关同位素、相对原子质量、 溶质质量、二组分混合物质量分数、化学反应中的物质的量、体积、电子转移数及反应热等方面的计算。例题：CH4和C2H4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。解析：相同状况下气体密度之比等于相对分子质量

11、之比：M=2/3 X M ( C2H6)=20 ,由十字交叉法得：CH4168、/20 =2： 1C2H428 "4混合气体中甲烷的质量分数为2X 16/ (2X 16+1 X 28)X 100%=53. 3%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：解析：由题意可知该混合烃的平均分子式可表示为C2H4. 8,则烷烃是乙烷，烯烃是乙烯，由平均氢原子数，利用十字交叉法可以快捷的求出二者 的体积比：C2H68

12、4.1. 2C2H44 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M1工M 2且均大于0时，存在M = n1M 1一n2M 2 ，只要求出平均值，就可判断出m 1和m2的取n 1 +g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& 4g，则该混合气体是由什么组成的？解析：混合气体的平均相对分子质量是2X 12. 5=25。根据平均值法确定该烷烃是甲烷。平均相对分子质量等于 25的烃有两种情况：两

13、种气态烃的 相对分子质量都是 25,经分析没有这种气态烃，两气态烃中有一种烃的相 对分子质量小于 25,另一种的烃大于 25，而相对分子质量小于 25的烃只 有甲烷，所以两种烃中其中一种必定是甲烷。再根据平均相对分子质量求 另一种烃。设烯烃为：CnH2nm 烯烃=8. 4g, m (CH4 ) =10g 8. 4g=1. 6g。10g=25g/mol解的n=2,即该烯烃是C2H41.6g8.4g1.6g M （CnH 2n）1.6g mol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

14、一定有： （）A.异丁烷B .乙烷 C .丙烷 D .丁烷解析：炔烃转化成烷烃时，炔烃与氢气的物质的量之比为1 : 2,依据题意可知参加反应的氢气的物质的量为0.2mol，则炔烃的物质的量为 0.1mol,炔烃的平均相对分子质量为4/0 . 1=40。由平均值法，可知三种炔烃中必有相对分子质量小于 40的炔烃，而相对分子质量小于 40的炔烃只有乙炔， 由此可知加成后所得烷烃中必含乙烷。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（

15、反应前后均为 182 C、1. 01 X 10 Pa）解析：设该混合烃的平均分子组成为CxHyCxHy + （x+y/4）0 2 点燃 xCO2 + y/2 H2O V1x+y/4xy/2y/4 1由厶V=0得y/4 仁0,则y=4C2H2分子中氢原子个数为2,而混合烃的平均组成中氢原子个数为4,所以，烯烃中氢原子个数必大于4,又因为是气态烯烃，碳原子个数必小于或等于4,所以烯烃只能是C3H6 或 C4H8-若是C3H6C2H2224=1/1/C3H662右疋C4H8C2H222a/C “4=2/1C4H88/26待定系数法：根据题意直接写出方程式，并在反应物及生成物前待以 系数（化学计量数）

16、，最后找出系数间的关系。例题：丁烷催化裂化时，碳链按两种方式断裂生成两种烷烃和烯烃，若丁 烷裂化率为 90%且裂化生成的两种烯烃的质量相等，求裂化后得到的相 对分子质量最小的气体在混合气体中所占的体积分数。解析：丁烷催化裂化有如下方程式：C4H10 t CH4 + C3H6C4H10 t C2H6+ C2H4+ CC2H4将合并，系数待配：aC4Hio t bCH4 + bC3H6 + CC2H6因为 m(C3H6)= m(C2H4),所以 b: c=2 : 3令b=2，则c=3, a=5，方程式为：5C4H10 t 2CH4 +2C3H6 +3C2H6 + 3C2H42所以甲烷所占的体积分数

17、为：2100% =20%2 +2 +3 十3有关烃燃烧的规律巧解含烃的混合气体计算题、甲烷、乙烯、乙炔的燃烧对比：1.燃烧时的火焰亮度、烟量对比甲烷乙烯乙炔含碳量75%85. 7%92. 3%明亮度不明亮较明亮最明亮烟量无烟稍有黑烟有浓烟由烷、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 C以上。二、烷烯炔各类烃含碳(或氢)质量分数的变化规律：1 .烷烃:CnH2n + 2 ( n1 )W (

18、 C) =12n/ (14n+2 )x 100% 随n的增大，烷烃 W (C)逐渐增大， 但永远小于85. 7%。甲烷是烷烃中 W ( H )最高的。2.烯烃(或环烷烃):CnH2n (n>2)W ( C) =12n/14n X 100%=85 . 7%即烯烃的 W (C)是固定不变的。4.炔烃(或二烯烃):CnH2n-2 52)W ( C) =12n/ (14n 2)X 100% 随n的增大，炔烃 W ( C)逐渐减小， 但总比烯烃的 W ( C)高，即总大于85. 7%。乙炔是炔烃中含碳量最高的。三、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

19、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)O 2点燃xCO2 + y/2 H2O2. 等物质的量的不同烃燃烧时的耗氧规律：(1 )耗O2量取决于(x+y/4) , (x+y/4)越大，消耗氧气越多。(2) 产生CO2的量取决于x, x越大，产生CO2的量越多。(3) 产生H2O的量取决于y, y越大，产生H2O的量越多。例1:等物质的量的 CH4、C2H4、C2H2，分别在足量氧气中完全燃烧， 以下说法正确的是 ()A. C2H2含碳量最高，燃烧生成的 CO2最多BC2H2 燃烧时火焰最明亮C CH 4含氢量最高，燃烧生成的水

20、最多DCH4 、C2H4 燃烧生成的水质量不同，消耗的氧气不同。2等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律：ImolC (12g)消耗1mol O2,而4molH (4g)也消耗1molO2,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O2越多，产生的H2O越多；反之碳元素的质量分数 C%越大，消耗O2越少，产生的CO2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 CxH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 ()ACH4BC2H6CC3H6DC6H63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

21、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 ()AC2H2 C2H6BC2H4 C3H8CC2H2 C6H6DC3H4 C3H63同温同压下烃完全燃烧前后气体体积变化规律:( 2) 若所给条件下生成的水呈气态。由通式得厶 V V 后一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 CH4

22、 C2H4和C3H4的燃烧；若y>4,则反应后气体体积增加，如 C2H6和C4H8 等烃的燃烧；若yv4，则反应后气体体积减少，只有 C2H2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。由通式得厶 V= V 后一V 前=x(l +x+y/4 )=(1+ y/4) vO可知：a.无论y取何值，V后v 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: 120C, 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

23、含碳原子数不可能是 ()A. 1B. 2C. 3 D . 4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 C2H4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 C2H6,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？氧化碳和水蒸练习： 一定量的甲烷 CH4 燃烧后得到的产物是一氧化碳、 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 C 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0.5molcH4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：十字交叉法一般只适用于两种已知成分组成的混合体系，解题关键往往在于求平均值。其广泛应用于有关同位 素、相对原子质量、溶质质量、二组分混合物