新课程下高考有机物燃烧规律考查11种方式

长沙市第21中学 邵国光

有机物燃烧通式为：C_xH_y＋(x＋y/4)O₂＝xCO₂＋y/2 H₂O 

C_xH_yO_z＋(x＋y/4－z/2)O₂＝xCO₂＋y/2 H₂O

    

       一、考查气态烃燃烧体积的变化

 

若水为液体，燃烧后体积缩小，减小值只与烃中氢原子数目有关；若水为气体，总体积变化也只与氢原子数目有关：H=4，V_前＝V_后；H＞4，V_前＜V_后；H＜4， V_前＞V_后。

[例1]体积为10mL的某气态烃，在50mL足量O₂里完全燃烧，生成液态水和体积为35 mL气体（气体体积均在同温同压下测定），此烃的分子式是（   ）                                           

A、C₂H₄              B、C₂H₂              C、C₃H₆             D、C₃H₈

解析：因为水为液体，由燃烧通式得出体积差为(1＋y/4)，由差量法求得y＝6，选D。

   

      二、考查烃的物质的量与燃烧产物中CO₂和H₂O的物质的量的关系

 

n(烷烃)＝n(H₂O)－n(CO₂)；  烯烃：n(H₂O)＝n(CO₂)；   n(炔烃)＝n(CO₂)－ n(H₂O)。

[例2]由两种烃组成的混合物，已知其中之一为烯烃。燃烧1mol该混合物，测得产生CO₂ 4.0mol及 H₂O 4.4mol，试求混合烃的组成情况？

解析：烯烃：n(H₂O)＝n(CO₂)，所以得出n(烷烃)＝n(H₂O)－n(CO₂)＝0.4mol、n(烯烃)=0.6mol，设烷烃为C_mH_2m+2、烯烃为C_nH_2n，得出0.4m+0.6n＝4 mol，讨论有3组符合题意，即：m＝7和n＝2；m＝4和n＝4；m＝1和n＝6。

   

     三、考查等质量的不同烃完全燃烧消耗O₂及生成CO₂和H₂O的情况

  

     C/H个数比越大，生成CO₂越多； H/C值越大，生成水越多，消耗O₂也越多；实验式相同的不同烃，上述三者对应都相等。

[例3]完全燃烧某混合气体，所产生的CO₂的质量一定大于燃烧相同质量丙烯所产生CO₂的质量，该混合气体是（  ）

A、乙炔、乙烯     B、乙炔、丙烷      C、乙烷、环丙烷        D、丙烷、丁烯

解析：烯烃和环烷烃C/H=1/2；烷烃C/H＜1/2；炔烃C/H＞1/2，所以炔烃与炔烃或炔烃与烯烃的组合，C的质量分数大于烯烃，选A。

   

     四、考查等物质的量的不同有机物完全燃烧，消耗O₂及生成CO₂和H₂O相等

CO₂或H₂O相等，分子式中碳原子或氢原子个数相等；消耗O₂相等，燃烧通式中O₂系数相等，或将分子式变形，提出 (CO₂)_m ( H₂O)_n后剩余部分相等。

[例4]燃烧等物质的量的有机物A和乙醇用去等量的O₂，此时乙醇反应后生成的水量是A的1.5倍，A反应后生成的CO₂ 是乙醇的1.5倍，A是    （     ）

A、CH₃CHO     B、C₂H₅COOH     C、CH₂=CHCOOH     D、CH₃-CH(CH₃)-OH

解析：由乙醇分子中C、H的个数，可确定A的分子式为C₃H₄O_x，再由消耗O₂相等，可确定A中氧原子为2，选C。

  

     五、考查总质量一定的两种有机物以任意比混合，完全燃烧消耗O₂及生成CO₂和H₂O为定值

CO₂或H₂O为定值，两种有机物满足C或H的质量分数相等，包括实验式相同的情况；消耗O₂不变，满足实验式相同。

[例5]某种含三个碳原子以上的饱和一元醛A和某种一元醇B，无论以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧生成CO₂和H₂O的质量不变。

（1）醇B应符合的组成通式？（2）醇B的分子结构满足的条件？

解析：饱和一元醛的通式为C_nH_2nO，与醇混合燃烧符合题干条件，二者实验式应相同，由此推出二者通式也相同；与饱和一元醇的通式相比，此醇分子中应含有一个碳碳双键或一个碳环。

   

      六、考查总物质的量一定的不同有机物以任意比混合

 

1、消耗O₂和生成水为定值：两分子式满足H相等，相差n个C，同时相差2n个O。

 

2、消耗O₂和生成CO₂为定值：两分子式满足C相等，相差n个O，同时相差2n个H。

 

[例6]有机物A、B分子式不同，它们只可能含C、H、O中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混合，只要物质的量之和不变，完全燃烧时，消耗的O₂和生成的水的物质的量也不变。

  

  （1）A、B组成必须满足的条件？（2）若A是CH₄，则符合上述条件的化合物B中相对分子质量最小的是？并写出含有－CH₃的B的两种同分异构体？

解析：B比CH₄多一个C，两个O，分子式为C₂H₄O₂，结构为：CH₃COOH和HCOOCH₃。

[例7]有机物A和B只由C、H、O中2种或3种元素组成,当A和B的物质的量之和一定时,无论A、B以何种比例混合,完全燃烧时消耗O₂的量不变,则A、B的式量的差值(其中n为正整数)不可能为(  )

A.8n     B.14n    C.18n     D.44n

解析: 由规律二可知:总物质的量一定时,两种有机物无论以何种比例混合,完全燃烧后耗O₂量不变,则两有机物应符合化学通式: C_aH_b(CO₂)_x(H₂O)_y(a、b为常数,x、y均可变) , 故A、B的式量的差值(其中n为正整数) 可为18n或44n;若两有机物均为烃时,一种为C_xH_y,则另一种为C_(x-n)H_(y+4n) ,故A、B的式量的差值(其中n为正整数) 可为8n；因此本题答案为B。

 

规律总结出如下：

A、B两有机物的混合物	总质量一定	总物质的量一定
完全燃烧产生CO2量一定	A、B两有机物含碳的质量分数相等	A、B两有机物的化学中碳原子个数相同
完全燃烧产生H2O量一定	A、B两有机物含氢的质量分数相等	A、B两有机物的化学中氢原子个数相同
完全燃烧耗O2量一定	A、B两有机物的最简式相同	A、B两有机物应符合化学通式CaHb(CO2)x(H2O)y 若A、B均为烃时：A为CxHy,则B为Cx-nHy+4n

  

    七、考查不论总质量一定还是总物质的量一定时,不同有机物以任意比混合

  

       1.生成CO₂的量不变,则两有机物含C的质量分数(C%)一定相等,且两有机物的化学式中C原子个数相同。

      2.生成H₂O的量不变,则两有机物含H的质量分数(H%)一定相等,且两有机物的化学式中H原子个数相同。

      3.耗O₂量不变,则两有机物化学式一定相同(即两有机物互为同分异构体。

 

[例8]A、B两种有机物,已知A是苯的同系物,B是烃的含氧衍生物,各取1molA、B完全燃烧生成CO₂分别为7mol和3mol, A、B不论以何种比例混合,只要混合物总物质的量一定或总质量一定,完全燃烧时生成的H₂O的量不变。(1) A、B应满足的条件是______________________,(2) A、B的结构简式为___________,_______________。

 

解析：因1molA、B完全燃烧生成CO₂分别为7mol和3mol,可知A的化学式中有7个

碳原子，B的化学式中有3个碳原子；由于A是苯的同系物,故A的化学式为C₇H₈。因A、B不论以何种比例混合,只要混合物总物质的量一定或总质量一定,完全燃烧时生成的H₂O的量不变，由规律三可知：A、B两有机物含H的质量分数(H%)一定相等,且两有机物的化学式中H原子个数相同，故B的化学式为C₃H₈O_n，且8/(3x12+1x8+16n)=8/(7x12+1x8),得n=3，B的化学式为C₃H₈O₃。

本题答案为：(1) A、B应满足的条件是: A、B两有机物含H的质量分数(H%)一定相等,且两有机物的化学式中H原子个数相同。 

 

 

   

      八、考查根据有机物完全燃烧消耗O₂与CO₂的物质的量之比，推导有机物可能的通式

 

将C_aH_bO_c提出若干个水后，有三种情况： V(O₂)/V(CO₂) ＝1，通式为C_a(H₂O)n； V(O₂)/V(CO₂) ＞1，通式为(C_aH_x)_m (H₂O)_n； V(O₂)/V(CO₂) ＜1，通式为(C _aO_x)_m (H₂O)_n

[例9]现有一类只含C、H、O的有机物，燃烧时所消耗O₂和生成的CO₂的体积比为5∶4(相同状况),按照上述要求,该化合物的通式可表示为？(最简化的通式)并写出这类化合物相对分子质量最小的物质的结构简式？

解析：因为V(O₂)/V(CO₂) ＝5∶4＞1，所以通式为(C_aH_x)_m (H₂O)_n的形式，再由C和H消耗O₂的关系可得出：通式为(CH)_m(H₂O)_n； CH₃CHO。

   

     九、考查根据有机物完全燃烧生成水与CO₂的量或比例，推导分子式或通式

      根据CO₂与H₂O的物质的量多少或比值，可以知道C、H原子个数比，结合有无其他原子，可以写出有机物的分子式或通式。

[例10]某有机物在O₂中充分燃烧,生成物n(H₂O) ∶n(CO₂) ＝1∶1,由此可以得出的结论是(  )

      A、该有机物分子中C∶H∶O原子个数比为1∶2∶1    B、分子中C∶H原子个数比为1∶2

      C、有机物必定含O                               D、无法判断有机物是否含O

解析：由H₂O和CO₂的物质的量比可以确定通式为：C_nH_2nO_x，无法确定氧，选B、D。

  

     十、考查有机物燃烧产物与Na₂O₂反应的规律

     分子式能改写为(CO)_mH_2n形式的物质，完全燃烧后的产物与过量Na₂O₂反应，固体增加的质量与原物质的质量相等。

[例11]某温度下mg仅含三种元素的有机物在足量O₂ 充分燃烧。其燃烧产物立即与过量Na₂O₂反应，固体质量增加了mg。

   （1）下列物质中不能满足上述结果的是     （    ）

A、C₂H₆O₂       B、C₆H₁₂O₆         C、C₁₂H₂₂O₁₁        D、(C₆H₁₀O₅)_n

   （2）A是符合上述条件且相对分子质量最小的有机物，则A的结构简式为？

解析：（1）C D    （2）HCHO

   

     十一、考查不完全燃烧问题

     有机物不完全燃烧产物中会有CO生成，而CO不能被碱石灰等干燥剂吸收。

[例12]1L丙烷与XLO₂混合点燃，丙烷完全反应后，生成混合气体为aL(在120℃，1.01×10⁵Pa时测定)。将aL混合气体通过足量碱石灰后，测得剩余气体体积为bL。若a－b=6，则X的值为(    )                                                                    

A、4            B、4.5            C、5.5             D、6

解析： 假设1L丙烷完全燃烧，应产生3 L CO₂和4 L水蒸气，通过足量碱石灰后全被吸收，因此 a－b=7，由此断定为不完全燃烧，再经原子守恒可确定X=4.5。  

2013-