有机物燃烧的规律及其应用(专题讲座)

有机物燃烧的规律及其应用(专题讲座)【教学目标】1、熟练掌握有机物的燃烧规律。

2、掌握有机物通式及其燃烧通式的应用。

3、掌握“化学式转化法”在有机物燃烧中的应用。

【教学重点】有机物燃烧的规律。

【教学难点】有机物燃烧规律的应用。

【教学环节】提出问题→学生讨论→分析评价→小结→应用【教学手段】投影、小黑板、课堂小练习【教学过程】【引言】：【投影展示】教学目标烃及其含氧衍生物的完全燃烧的通式（1）CxHy＋（x＋y/4）O2→xCO2＋y/2H2O（2）CxHyOz＋（x＋y/4－z/2）O2→xCO2＋y/2H2O根据烃及其含氧衍生物的完全燃烧的通式完成练习1【讨论2】有机物完全燃烧时，生成的二氧化碳及水的量由什么决定？【练习2】完全燃烧相同物质的量的下列有机物A、CH3CH3B、CH2=CH2C、C2H2D、CH3CH2OHE、CH3CH2COOHF、CH3COCH3G、CH3CHOH、CH2OHCH2OH （1）消耗氧的量由多到少的顺序是。

（2）生成二氧化碳的量由多到少的顺序是。

(3) 生成水的量由多到少的顺序是。

【练习3】有机物A、B的分子式不同，它们只可能含有C、H、O三种元素中的两种或三种，如果将A、B不论以何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗O2和生成水的物质的量也不变，那么A、B组成必须满足的条件是，若A是甲烷，则符合上述条件的化合物B中,分子量最小的是，并写出分子量最小的含有甲基的B的两种同分异构体的结构简式为。

【讨论3】你是如何判断消耗O2的量，生成CO2和H2O的量？【讨论4】在总物质的量一定时，两种有机物无论以何种比例混合，完全燃烧后产生的CO2和水的量或消耗O2的量不变，如何确定两种有机物应满足的关系？【结论】1、等物质的量的烃（CxHy）完全燃烧时，消耗的O2的量确定于（x＋y/4）的值，该值越大，则耗氧量就越大。

含氧衍生物则由（x＋y/4－z/2）的值确定。

2、总物质的量一定时，两种有机物无论以何种比例混合，完全燃烧产生的CO2的量或H2O的量或消耗O2的量不变，确定两种有机物应满足的关系规律。

①若生成的水量不变，则两种有机物的化学式中氢原子个数相同。

②若生成的CO2的量不变，则两种有机物的化学式中碳原子个数相同。

③若耗氧量不变，生成的CO2和H2O的量均不变，则两种有机物的化学式肯定相同（即互为同分异构体）。

把烃的衍生物的化学式可以转换为烃与氧化物或碳与氧化物的组合形式。

如：（CxHy）m（H2O）n、（CxOy）m（H2O）n、Cm（H2O）n等形式（化学式转换法）。

（1）当消耗O2的量大于生成的CO2的量时，用（CxHy）m（H2O）n。

（2）当消耗O2的量小于生成的CO2的量时，用（CxOy）m（H2O）n。

（3）当消耗O2的量等于生成的CO2的量时，用Cm（H2O）n。

【练习4】1体积某有机物的蒸气完全燃烧时需要2体积O2，同时产生2体积CO2（同温同压），则该有机物可能是（）A、乙烯B、甲酸乙酯C、丙二酸D、乙酸【练习5】只含有C、H、O的有机物，为便于研究此类有机物完全燃烧时，反应物与所需O2的量之间的关系，可用通式（CxHy）m（H2O）n或（CxOy）m（H2O）n或Cm （H2O）n，其中m、n、x、y为正整数，表示此类有机物的分子式。

例如CH3OH、C2H5OH、C3H7OH可用（CH2）m（H2O）n表示，通式中m分别为1、2、3，n均为1，它们燃烧时需O2与生成的CO2的体积比为3：2。

（1）现有一类含有C、H、O的有机物，它们燃烧时消耗的O2与生成CO2的体积比为5：4。

①按照上述要求，该化合物的通式可表示为。

（写最简的通式）。

②写出这类化合物中分子量最小的物质的结构简式。

③这类化合物中生成的CO2与H2O的物质的量之比为1：1，且能发生水解的物质的分子式为，该有机物能发生水解的同分异构体有种。

（2）若某一类有机物可用通式（CxOy）m（H2O）n表示，则在相同的条件下，这类化合物完全燃烧消耗O2的体积为V1和生成CO2的体积V2必须满足的条件是。

（3）现有一种有机物，它完全燃烧时消耗O2与生成CO2的体积比为3：4。

它具有两个羧基，其余的碳原子结合的原子团都相同，取0.2625g该化合物恰能与25.00mL0.1000mol/L的NaOH溶液完全中和。

由此可知，该化合物的分子式是，结构简式为。

【板书】二、根据有机物完全燃烧时，生成CO2和H2O的物质的量之比判断有机物的可能结构。

【练习6】下列各组有机物以等物质的量组成混合物，在氧气中充分燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1：1的是（）A、CH4、C2H4B、C2H4、C3H6C、C2H4、C2H2D、C2H6、C2H6E、C2H6、C3H6F、CH3COOH、CH3CHO【讨论5】如何用CO2和H2O的物质的量之比推知有机物的可能结构？由于1molC→1molCO2，2molH→1molH2O，所以从CO2和H2O的物质的量之比可推知有机物中C和H的原子个数比，至于氧可能有也可能没有。

【练习7】请写出十二种有机物的结构简式。

这些化合物燃烧后产生的CO2和H2O（气）的体积符合下列比值（各写三种）V（CO2）/V（H2O）（g）=2 的有。

V（CO2）/V（H2O）（g）=0.5 的有。

V（CO2）/V（H2O）（g）=1 的有。

V（CO2）/V（H2O）（g）=2 /3的有。

【板书】三、由烃燃烧前后气体的体积差推断烃的组成。

【讨论6】在水为气态时，气态烃在燃烧前后总体积变化有和规律？在水为液态时，又有何规律？CxHy＋（x＋y/4）O2→xCO2＋y/2H2O △V1 x＋y/4 x y/2 V后－V前1、若反应前后水为气态时（温度高于100℃）△V=y/4－1，当y>4时△V>0当y<4时△V<0当y=4时△V=02、若反应前后水为液态时，△V=－y/4－1，可见反应前后气体体积始终减小，且减小值只与氢原子有关，而与碳原子无关。

【练习8】某气态烃在密闭容器中和氧气混合完全反应，若反应前后反应容器内气体的压强不变（温度为393K），则气态烃不可能是（）A、C4H8B、CH4C、C2H4D、C3H4【练习9】120℃时，取1L某混合气态烃与9LO2混合，充分燃烧后，当恢复到原来的温度和压强时，体积增大6.25%，则该混合气体可能是（）A、CH4和C3H6B、CH4和C4H6C、C2H6和C4H8D、C4H10和C3H8【练习10】a mL三种气态烃的混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来的状态（150℃，1.01×105Pa），气体的体积仍为a mL，则该混合烃可能是（）A、CH4、C2H4、C3H4B、C2H6、C3H6、C4H6C、CH4、C2H6、C3H6D、C4H10、C2H2、C4H6【练习11】120℃时，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时，体积不变，该烃分子式中所含的碳原子数不可能是（）A、1B、2C、3D、4【练习12】在20℃时，某气态烃与氧气混合，装入密闭容器中，点燃爆炸后，恢复到原来的温度，此时容器内气体的压强是反应前的一半。

经NaOH溶液吸收后，容器内几乎为真空，此烃的分子式可能为（）A、CH4B、C2H6C、C3H6D、C2H4【板书】四、烃燃烧产物CO2和H2O的量的相对大小关系的应用。

【讨论7】当n（CO2）小于n（H2O）时，烃的组成有哪些？有何定量关系？当n（CO2）等于n（H2O）时，当n（CO2）大于n（H2O）时，烃的组成又怎样？有何定量关系？1、当n（CO2）小于n（H2O）时，必含烷烃，其组成可能为①烷烃②烷烃和烯烃③烷烃和炔烃④烷烃、烯烃和炔烃。

前两种情况n（烷）=n（H2O）－n（CO2），后两种情况中n（烷）－n（炔）=n（H2O）－n（CO2）2、当n（CO2）等于n（H2O）时，其组成可能为①烯烃②烷烃和炔烃③烷烃、烯烃和炔烃。

后两种情况中n（烷）=n（炔）3、当n（CO2）大于n（H2O）时，情况较复杂，若能肯定没有芳香烃，其组成可能为①炔烃②炔烃和烯烃③烷烃和炔烃④烷烃、烯烃和炔烃。

前两种情况n（炔）= n（CO2）－n（H2O），后两种情况中n（炔）－n（烷）= n（CO2）－n（H2O）。

【练习13】某烃的混合物，由两种烃组成，已知其中之一为烯烃，燃烧1mol该混合物，测得产生CO24.0mol及H2O4.4mol。

求该混合物由哪两种烃按怎样的比例组成。

【板书】五、等质量的有机物完全燃烧时，消耗O2，生成CO2和的量的比较。

【讨论8】等质量的烃完全燃烧后消耗O2的量由什么决定？何时耗氧量相同？【练习14】充分燃烧等质量的下列各组有机物，在相同的条件下需氧气的体积不完全相同的一组是（）A、炔和苯B、甲酸甲酯和冰醋酸C、丙炔和异丙苯D、环丙烷和丙醇【练习15】完全燃烧相同质量的下列烃：A、CH3CH3B、CH2=CH2C、C2H2 D、CH4E、C6H6F、C8H10消耗O2的量由多到少的顺序是。

【结论】1、同质量的有机物完全燃烧时,有机物的最简式相同,所需氧气的量相同.2、烃用（CHx）n 形式表示，同质量的烃完全燃烧时，X越大，所需的氧气越多。

C n H2n+2中X=2+2/n，当n=1 时，x最大，故烷烃中以CH4消耗氧气的量最多。

C n H2n中X=2时，各烯烃和环烷烃耗氧量相等。

C n H2n－2中X=2－2/n，当n=2 时，x最小，故烯烃中以C2H2消耗氧气的量最少。

C n H2n－6中X=2－6/n，当n=6 时，x最小，故苯及其同系物中以苯耗氧量最少。

【讨论9】在总质量一定时，有机物无论以何种比例混合，完全燃烧后产生的CO2的量或水的量或消耗氧气的量为衡量，则有机物应满足的条件是什么？【结论】3、在总质量一定时，有机物完全燃烧后生成的二氧化碳的量、水的量为衡量，则有机物的最简式相同。

【结论】4、有机物不论以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧后生成的二氧化碳为衡量，则有机物含碳量相同。

同理，当生成的水的量总为衡量时，则有机物含氢量相同，但此时耗氧量就不一定相同。

【练习16】A、B是分子量不等的两种有机物，无论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧后，产生的水的质量不变。

试写出两组符合上述情况的有机物的分子式，并回答A、B应满足什么条件？【练习17】等质量的下列各组有机物完全燃烧生成CO2的质量由大到小的顺序是。

A、C2H6、CH4B、C3H4、C3H6C、C3H6、C2H4D、C4H10、C3H8E、C2H2、C3H4【板书】六、有机物在不完全燃烧时，氢原子转化为H2O，而碳原子可能转化为C，CO，CO2，C和CO，CO和CO2【练习18】在120℃，1.01×105Pa时，将1L丙烷与若干升氧气混合，点燃使之充分反应，恢复原来的状况时，测得气体的体积为m，再通过碱石灰，气体体积为n，若m-n=6，则氧气的体积为（）LA、4B、4.5C、5D、6【练习19】石油机器分馏产物在供氧不足时燃烧，常常产生CO，这也是常见的大气污染物之一，将某气态烃在5倍体积的纯氧气做燃烧，产物通过足量的Na2O2并在电火花连续作用下充分反应，生成的气体体积缩小到燃烧后的3/8（气体体积都在120℃，1.01×105Pa时测定）（1）写出通式为CxHy的某烃在供氧不足时燃烧的化学方程式（CO2的系数认定为m）（2）当m=2时，求该烃的分子式。