有機(jī)物燃燒的規(guī)律

李瑞云

摘要：許多學(xué)生對有機(jī)物的燃燒規(guī)律容易產(chǎn)生混淆，因此本文特地對有機(jī)物的燃燒規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)；有機(jī)物；燃燒規(guī)律

有機(jī)物燃燒的規(guī)律是高考化學(xué)中的熱點(diǎn)內(nèi)容,許多學(xué)生對這些知識(shí)點(diǎn)往往容易產(chǎn)生混淆,現(xiàn)將其歸納總結(jié)如下：

有機(jī)物完全燃燒的通式：

烴： CxHy+(x+y/4)O₂→xCO₂+(y/2)H₂O

烴的衍生物：CxHyOz+(x+y/4－z/2)O₂→xCO₂+(y/2)H₂O

一、有機(jī)物的質(zhì)量一定時(shí)

實(shí)質(zhì)：C+O₂==CO₂

12g 1mol

4H + O₂==2H₂O

4g 1mol

說明：有機(jī)物的質(zhì)量一定時(shí)，12gC燃燒時(shí)消耗氧氣1mol；12gH燃燒時(shí)消耗氧氣3mol，即等質(zhì)量的烴類物質(zhì)(CxHy)完全燃燒時(shí)，有機(jī)物中H%越大，耗氧量越多。規(guī)律：

1．烴類物質(zhì)(CxHy)完全燃燒的耗氧量與CHm中m 成正比（m=y/x）。

2． 有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成的CO₂或H₂O的物質(zhì)的量一定，則有機(jī)

物中含碳或氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定；若混合物總質(zhì)量一定，不論按何種比例混合，完全燃燒后生成的CO₂或H₂O的物質(zhì)的量保持不變，則混合物中各組分含碳或氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。

3． 燃燒時(shí)耗氧量相同，則兩者的關(guān)系為：（1）同分異構(gòu)體 （2）最簡式相同。

例1． 下列各組有機(jī)物完全燃燒時(shí)耗氧量不相同的是

A．50g乙醇和50g甲醚B．100g乙炔和100g苯

C．200g甲醛和200g乙酸 D．100g甲烷和100g乙烷

解析：A中的乙醇和甲醚互為同分異構(gòu)體，B、C中兩組物質(zhì)的最簡式相同，所以答案為D。

例2． 下列各組混合物中，不論二者以什么比例混合，只要總質(zhì)量一定，完全燃燒時(shí)生成CO₂的質(zhì)量不一定的是

A．甲烷、辛醛B．乙炔、苯乙烯

C．甲醛、甲酸甲酯D．苯、甲苯

解析：混合物總質(zhì)量一定，不論按什么比例混合，完全燃燒后生成CO₂的質(zhì)量保持不變，要求混合物中各組分含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同。B、C中的兩組物質(zhì)的最簡式相同，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，A中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同，Ｄ中二者碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不相同，所以答案為D。

例3． 分別取等質(zhì)量的甲烷和A（某飽和一元醇）、B(某飽和一元醛)、C(某稠環(huán)芳香烴含氧衍生物),若它們完全燃燒,分別生成了物質(zhì)的量相同的CO₂。則：

（1） A的分子式為_______；B的分子式為_______；C的分子式為_________（C的分子式有多種可能,只寫分子量最小的一種）。

（2） 寫出符合上述要求時(shí)，CH₄和A、B、C的分子組成必須滿足的條件是__________（以n表示碳原子數(shù)，m表示氧原子數(shù)，只寫通式）。

解析：A、B、C中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與甲烷中相同,（1）中A、B的分子式只要結(jié)合醇、醛的通式就可以求出答案。稠環(huán)芳香烴中最簡單的是萘，通過增加氧原子維持含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變可推出C。（2）的通式推導(dǎo)抓住每少16個(gè)氫原子增加一個(gè)氧原子即可。

答案：（1）A.C₉H₂₀OB.C8H16OC.C₁₀H₈O₂(2) CnH₄n-16mOm

二、有機(jī)物的物質(zhì)的量一定時(shí)

實(shí)質(zhì)：C + O₂== CO₂

1mol1mol

4H+ O₂== 2H₂O

4mol1mol

說明：有機(jī)物的物質(zhì)的量一定時(shí)，1molC和4molH燃燒時(shí)消耗氧氣的量相同。

1． 比較判斷耗氧量的方法步驟：①若屬于烴類物質(zhì)，根據(jù)分子中碳、氫原子個(gè)數(shù)越多，耗氧量越多直接比較；若碳、氫原子數(shù)都不同且一多一少，則可以按1個(gè)碳原子與4個(gè)氫原子的耗氧量相當(dāng)轉(zhuǎn)換成碳或氫原子個(gè)數(shù)相同后再進(jìn)行比較x+y/4的大小比較即可。②若屬于烴的含氧衍生物，先將分子中的氧原子結(jié)合氫或碳改寫成H₂O或CO₂的形式，即將含氧衍生物改寫為CxHy·(H₂O)n或CxHy·(CO₂)m或CxHy·(H₂O)n·(CO₂)m形式,再按①比較CxHy的耗氧量。

2． 有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成的CO₂或H₂O的物質(zhì)的量一定，則有機(jī)物分子中碳原子或氫原子的個(gè)數(shù)一定；若混合物總物質(zhì)的量一定，不論按何種比例混合，完全燃燒后生成的CO₂或H₂O的量保持不變，則混合物中各組的分子中碳或氫原子的個(gè)數(shù)相同。

例4． 相同物質(zhì)的量的下列有機(jī)物，充分燃燒，消耗氧氣量相同的是

A．C₃H₄和C₂H₆B．C₃H₆和C₃H₈O

C．C₃H₆O₂和C₃H₈OD．C₃H₈O和C₄H₆O₂

解析：A中C₃H₄的耗氧量相當(dāng)于C₂H₈,B、C、D中的C₃H₈O可改寫為

C₃H₆·(H₂O),C中的C₃H₆O₂可改為C₃H₂·(H₂O)₂,D中的C₄H₆O₂可改為C₃H₆·(CO₂),顯然答案為B、D。

例5． 有機(jī)物A、B只可能是烴或烴的含氧衍生物,等物質(zhì)的量的A和B完全燃燒時(shí),消耗氧氣的量相等,則A和B的分子量相差不可能為(n為正整數(shù))

A．8nB．10nC．18nD．44n

解析：A中的一個(gè)碳原子被B中的四個(gè)氫原子代替,A和B的分子量相差8的倍數(shù)，即答案A。如果A和B的分子組成相差若干個(gè)H₂O或CO₂,耗氧量也不變，即分別對應(yīng)答案C和D。正確選項(xiàng)為Ｂ。

三、一定量的有機(jī)物完全燃燒,生成的CO₂和消耗的O₂的物質(zhì)的量之比一定時(shí)：

實(shí)質(zhì)：C +O₂== CO₂

1mol 1mol

4H +O₂== 2H₂O

4mol 1mol

說明：若只有C耗氧，則每消耗1molO₂必然生成1molCO₂；若消耗的O₂小于生成的CO₂的量，則有機(jī)物中有多余的氧；若消耗的O₂大于生成的CO₂的量，則除了C耗氧外還有H耗氧。

規(guī)律 1．V（O₂）：V（CO₂）=1：1，通式為Cm(H₂O)n；

2．V（O₂）：V（CO₂）＞1：1，通式為(CxHy)m(H₂O)n

3．V（O₂）：V（CO₂）＜1：1，通式為(CxOy)m(H₂O)n

例6． 某有機(jī)物的蒸氣完全燃燒時(shí),需要三倍于其體積的O₂，產(chǎn)生二倍于其體積的CO₂，則該有機(jī)物可能是（體積在同溫同壓下測定）

A.C₂H₄B.C₂H5OHC．CH₃CHOD．CH₃COOH

解析：產(chǎn)生的CO₂與耗氧量的體積比為2：3，設(shè)該有機(jī)物為1mol,則含2mol的C原子，完全燃燒時(shí)只能消耗2mol的氧氣，剩余的1mol氧氣必須由氫原子消耗，所以氫原子為4mol,即該有機(jī)物可以是A，從耗氧量相當(dāng)?shù)脑瓌t可知B也正確。

答案為A、B。