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文檔簡介
1、有機物燃燒的規律(一)燃燒前后體積的變化規律對于 CxHy 的烴,其完全燃燒可表示為:CxHy+ (x+y/4 )O2xCO2+y/2H2O1 體積氣態烴完全燃燒,當生成水為氣態時,其體積變化:V=V 前-V 后=1+ (x+y/4 ) -(x+y/2) =1-y/4可見:任何一種氣態烴完全燃燒,其反應前后氣體體積的變化,只與該烴所含的H 原子數有關而與 C 原子數無關。 當yv 4時,氣體體積減少,如 C2H2 ; 當y= 4時,反應前后體積不變,如CH4 , C2H4 , C3H4 ; 當y 4時,反應后體積變大,如C2H6 , C3H8 , C4H8等;二、1 體積氣態烴完全燃燒,當生成
2、的水為液態時,其體積變化: V=V 前 -V 后 =1+ ( x+y/4 ) -x =1+y/4可以看出,無論何氣態烴,其燃燒后氣體體積都會減少。 典型習題:1、ami三種氣態烴與足量的氧氣的混合物點燃爆炸后,恢復到原來的狀態(150 C、1.01氷05Pa),氣體體積仍為 ami,則三種烴可能是()A、 CH4、 C2H4、 C3H4C、 CH4、 C2H6、 C3H8B 、 C2H6、 C3H6、 C4H6D 、 C2H4、 C2H2、 C4H6y=4,故應選A、解析:氣態烴燃燒后生成水蒸氣且氣體體積不發生改變,其平均氫原子數D2、A、B、C三種氣態烴組成的混合物共ami,與足量氧氣混合點
3、燃完全燃燒后,恢復到原狀況(標準狀況)氣體體積減少了2ami,則三種烴可能是()A、 CH4、 C2H4、 C3H4B、 CH4、 C2H6、 C3H8C、 C2H6、 C3H6、 C4H6D 、 C2H4、 C2H2、 C4H6解析:氣態烴燃燒后生成液態水,其體積變化應為:V=1+y/4 ,則有 ami(1+y/4)=2ami y=4即:三種混合烴的平均 H 原子數為 4,故應選 A、 D有機物燃燒規律(二)燃燒耗氧量及生成 CO2 和 H2O 多少的規律一、等物質的量的烴(CxHy )完全燃燒時,其耗氧量的大小取決于(x+y/4 )的值,其值越大,耗氧量越多;生成 CO2 的多少取決于碳原
4、子個數( X 的值),其值越大,生成的 CO2 越多;生成H20的多少取決于氫原子個數(y的值),其值越大,生成的 H20越多。二、等質量的烴(CxHy)完全燃燒時,其耗氧量和生成水的多少取決于該烴分子中氫的質 量分數(或 y/x 的值),其值越大,耗氧量及生成的水越多;生成 CO2 的多少取決于該烴 分子中碳的質量分數(或 x/y 的值),其值越大,生成 CO2 越多。由此可得以下推論:1、等質量的烷烴,碳原子數越多,碳的質量分數越大,耗氧越少,由此可得,CH4耗氧最 多。2、等質量的烯烴,由于碳氫原子數之比為定值,故碳、氫質量分數為定值,即,耗氧量及 生成 CO2 和 H2O 的量相等。3
5、、等質量的炔烴,苯及苯的同系物,碳原子數越多,氫的質量分數越大,耗氧越多,生成 水越多,生成 CO2 越少。由此可知,乙炔、苯耗氧量最少生成 CO2 最多,生成水最少。4、同碳原子數的烷、烯、炔、苯及苯的同系物,其含氫的質量分數為:烷烯炔苯及苯的同系物。故其耗氧量為:烷烯炔苯及苯的同系物。三、等物質的量的烴(CxHy )與烴的含氧衍生物在完全燃燒時,若耗氧相同則該烴的含氧衍生物分子組成符合通式:CxHy (CO2) m( H2O) n,(m、n N ,下同)如 C2H4 與 C3H6O3 ;若耗氧量相同且生成 CO2 一樣多,應具有相同的碳原子數, 其分子應符合通式 CxHy( H2O) n,
6、如C2H4與C2H6O ;若耗氧量相同且生成水一樣多,應具有相同的氫原子數, 其分子式應符合通式CxHy (CO2) m,女口 C2H6與C3H6O2,由此可推,等物質的量的兩烴的含氧 衍生物充分燃燒后,若耗氧相同,則其在分子組成上相差n 個 CO2 或 H2O 或 CO2 和 H2O的組合,即式量相差 44n, 18n, 62n 等等;如 C2H4O 與 C3H6O4。四、實驗式(最簡式)相同的烴或烴的含氧衍生物,不論它們以何種比例混合,只要總質量 一定,完全燃燒時,所消耗的 O2 及燃燒后生成的 CO2 和 H2O 的量均為定值,如 C2H2 和C6H6,甲醛和葡萄糖等。典型習題:1、 燃
7、燒某混合氣體,所生成的CO2 質量一定大于燃燒相同質量的丙烯所產生的 CO2 的質 量,該混合氣體是( )A、丁烯、丙烷B、乙炔、乙烯C、乙炔、丙烷D、乙烷、丙烷2、 總質量一定,不論以何種比例混合,完全燃燒后耗O2 為常量的是( )乙炔與苯 烯的同系物 甲烷與乙烷 甲醛與乙醇 甲醛與乙酸 甲醛與甲酸甲酯乙酸與葡萄糖A、B、 C、D、3、有機化合物 A、 B 分子式不同,它們只可能含有碳、氫、氧元素中的兩種或三種。如果將 A、 B 不論以何種的比例混合,只要物質的量之和不變,完全燃燒時消耗的氧氣和生成的 水的物質的量也不變,那么 A、 B 組成必須滿足的條件是。若 A 是甲烷,則符合上述條件的
8、化合物 B 中相對分子質量最小的是 (寫分子式),并寫出相對分子質量最小的含有(-CH3)的B的兩種同分異構體的結構簡式。答: 1、 B 2、 A3、A、 B 的分子式中氫原子數相同,且相差 n 個碳原子,同時相差 2n 個氧原子( n 為正整 數)。 C2H4O2 CH3COOH HCOOCH3有機物燃燒規律(三)“殘基法 ”求有機物分子式“殘基法 ”是根據烴或烴的含氧衍生物燃燒耗氧量和生成 CO2 的體積比,求其分子式的一種 方法。具體做法是: 1、根據烴或烴的含氧衍生物燃燒耗氧和生成 CO2 的體積比設其分子式的一般形式,我們可把其分為三類:(I) 燃燒消耗氧氣體積大于生成C02的體積,
9、其一般形式為:( CxHy ) m ( H2O ) n ( x、y、m、n N)(II )燃燒消耗氧氣體積等于生成C02的體積,其一般形式為:Cx(H20)n (x、n N)(III )燃燒消耗氧氣體積, 小于生成 C02 的體積, 其一般形式為: (Cx0y) m(H20) n (x、 y、 m、 n N)2、根據消耗 02 和生成 C02 的比值,我們只用上述一般式中的前半部分(稱之 “殘基 ”), 由質量守恒求得 x 與 y 的最簡比,可得此 類有機物的通式。3、再根據其它性質和條件,確定該有機物的分子式和結構簡式。例如: 某有機物在 02 中完全燃燒時, 其蒸汽與消耗 02 及生成 C
10、02 的體積在同溫同壓下比為 1: 4 : 3,該有機物不可能是( )A、 C3H4 B、 C3H802 C、 C2H5CH0 D 、 C2H5C00H解析:據V (耗02) V (生成C02),設其一般形式為:(CxHy) m ( H20) n;據質量守恒 CxHy+402 3C02+y/2H20可得x=3, y=4;故此類有機物通式為( C3H4) m(H20) n又該機物燃燒生成3倍體積的C02,分子中應有三個碳原子, 可進一步確定其通式為C3H4(H20) n(n N)故應選 D 。 典型習題:化合物C0、HC00H和0HC C00H (乙醛酸)分別燃燒時,消耗02和生成C02的體積積
11、比都是1: 2,后兩者可看成是(C0) H20和(C0) 2 ( H20),也就是說:只要分子式符合(C0) n ( H20) m (m、n N)的各有機物,它們燃燒時消耗02和成C02的體積比總是 1: 2。現有一些只含有 C、H、0三種元素的有機物,它們燃燒時消耗02和生成的C02的體積比是 3: 4。(1) 這些有機物中,相對分子質量最小的化合物的分子是。(2) 某兩種碳原子數相同的上述有機物,若它們的相對分子質量分別為a和b ( av b),則(b-a)必定是(填入一個數字)的整數倍。(3) 、在這些有機物中有一種化合物,它含有兩個羧基。取0.2625g 該化合物恰好能與 25ml0.
12、100mol/L 的 Na0H 溶液完全中和,據此,結合必要的計算和推導,試給出該有機物 的相對分子質量和分子式。答案:提示:利用 “殘基 ”法求得該類有機物的通式是( C20)m( H20)n(1)C2H202(2)、 18(3)、 210、 C6H1008乙酸乙酯的制備3導氣管不要伸到Na2CO3溶液中去,防止由于加熱不均勻,造成Na2CO3溶液倒吸入加熱反應物的試管中。3.1 :濃硫酸既作 催化劑,又做吸水劑,還能做 脫水劑。3.2 :Na2CO3溶液的作用是:(1)飽和碳酸鈉溶液的作用是冷凝酯蒸氣,減小酯在水中的 溶解度(利于分層),除出混合在乙酸乙酯中的乙酸,溶解混合在乙酸 乙酯中的
13、乙醇。Na2CO3能跟揮發出的乙酸反應,生成沒有氣味的乙酸鈉,便于聞到乙酸乙酯的香味。3.3 :為有利于乙酸 乙酯的生成,可采取以下措施:(1)制備乙酸乙酯時,反應溫度不宜過高,保持在60 C70 C。不能使液體沸騰。(2)最好使用冰醋酸和無水乙醇。同時采用乙醇過量的辦法。(3)起催化作用 的濃硫酸的用量很小,但為了除去反應中生成的水,濃硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。(4)使用無機鹽Na2CO3溶液吸收揮發出的乙酸。3.4 :用Na2CO3不能用堿(NaOH )的原因。雖然也能吸收乙酸和乙醇,但是堿會催化乙 酸乙酯徹底水解,導致實驗失敗。1、各類有機物的通式、及主要化學性質烷烴 CnH2n+2
14、僅含C C鍵與鹵素等發生取代反應、 熱分解、不與高錳酸鉀、溴水、強酸強堿反應烯烴CnH2n含C=C鍵與鹵素等發生加成反應、與高錳酸鉀發生氧化反應、聚合反應、加聚反應炔烴CnH2n-2含C-C鍵與鹵素等發生加成反應、與高錳酸鉀發生氧化反應、聚合反應苯(芳香烴)CnH2n-6與鹵素等發生取代反應、與氫氣等發生加成反應(甲苯、乙苯等苯的同系物可以與高錳酸鉀發生氧化反應)鹵代烴:CnH2n +1X 醇:CnH2n+1OH或CnH2n+2O有機化合物的性質, 主要抓官能團的特性, 比如,醇類中,醇羥基的性質:1.可以與金屬鈉等反應產生氫氣,2可以發生 消去反應,注意,羥基鄰位碳原子上必須要有氫原子,3.
15、可以被氧氣催化氧化,連有羥基的碳原子上必要有氫原子。4與羧酸發生酯化反應。5. 可以與氫鹵素酸發生取代反應6醇分子之間可以發生取代反應生成醚。苯酚:遇到FeCI3溶液顯紫色醛:CnH2nO羧酸:CnH2nO2酯:CnH2nO2 2、取代反應包括:鹵代、硝化、鹵代烴水解、酯的水解、酯化反 應等;3、最簡式相同的有機物,不論以何種比例混合,只要混和物總質量一定,完全燃燒生成的C02、H20及耗02的量是不變的。恒等于單一成分該質量時產生的C02、H20和耗02量。4、可使溴水褪色的物質如下,但褪色的原因各自不同:烯、炔等不飽和烴(加 成褪色)、苯酚(取代褪色)、醛(發生氧化褪色)、有機溶劑CCI4
16、、氯仿、溴苯(密度大于 水),烴、苯、苯的同系物、酯(密度小于水)發生了萃取而褪色。較強的無機還原劑(如S02、KI、FeS04等)(氧化還原反應)5 能使高錳酸鉀酸性溶液褪色的物質有:(1)含有碳碳雙鍵、碳碳叁鍵的烴和 烴的衍生物、苯的同系物(2)含有羥基的化合物如醇和酚類 物質(3)含有醛基的化合物(4)具有還原性的無機物(如 S02、FeS04、KI、HCI、H2026. 能與Na反應的有機物有:醇、酚、羧酸等 一一凡含羥基的化合物 7、能與Na0H溶液 發生反應的有機物:(1)酚:(2)羧酸:(3)鹵代烴(水溶液:水解;醇溶液:消去) (4) 酯:(水解,不加熱反應慢,加熱反應快)(5
17、)蛋白質(水解)&能發生水解反應的物質有:鹵代烴、酯(油脂)、二糖、多糖、蛋白質(肽)、鹽9、能發生銀鏡反應的有:醛、甲 酸、甲酸某酯、葡萄糖、麥芽糖(也可同Cu(0H)2反應)。計算時的關系式一般為:一CH02Ag注意:當 銀氨溶液 足量時,甲醛的氧化特殊:HCH0 4Ag J + H2CO3反應式為:HCHO +4Ag(NH3)2OH = (NH4)2CO3 + 4Ag + 6NH3 f + 211.10、常溫下為氣體的有機物有:分子中含有碳原子數小于或等于4的烴(新戊烷例外)、一氯甲烷、甲醛。H2011.濃H2SO4、加熱條件下發生的反應有:苯及苯的同系物的硝化、 磺化、醇的脫水反應、酯化反應、纖維素的水解12、需水浴加熱的反應有:(1)、銀鏡反應(2)、乙酸乙酯的水解(3)苯的硝化(4)糖
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