有机化合物燃烧问题
教学目标
知识技能：掌握有机物燃烧耗氧量、生成二氧化碳和水的量的有关规律及计算方法。掌握根据燃烧产物的量判断有机物的组成。
能力培养：通过习题的解题思路及方法的讨论，培养学生的逻辑思维能力，归纳小结有关规律及技巧的能力。
科学思想：对学生进行从个别到一般的辩证唯物主义观点教育。
科学品质：通过燃烧过程各种量规律的探索，培养学生勇于探索及严谨认真的科学态度。
重点、难点 有机物燃烧各种量之间有关规律的探索。
教学过程设计
教师活动
【提问】请写出烃及其含氧衍生物燃烧的通式。
【设疑】从燃烧通式中能找出烃及烃的含氧衍生物燃烧的哪些规律？
【引入新课】
一、等物质的量的烃及其含氧衍生物完全燃烧时耗氧量、生成CO2及H2O量的比较。
【投影】
例1 等物质的量下列烃完全燃烧时耗氧气的量最多的是_______，生成水最少的是__________。
A．CH4 B．C2H4 C．C2H2 D．C6H6
请学生通过解题小结，等物质的量的烃分别燃烧消耗氧气生成CO2及H2O的量的有关规律。
学生活动
归纳小结：
根据燃烧通式求解：答案为D、C。
小结规律：等物质的量烃完全燃烧时耗氧量取决于x与y的值，生
【投影】
例2 等物质的量的下列有机物完全燃烧时，消耗氧气的量最多的是
( ）
A．甲烷 B．乙醛
C．乙二醇 D．乙醇
指导学生讨论解题方法。
讨论方法：
方法1 利用燃烧通式
①先写出化学式A．CH4，B．C2H4O，C．C2H6O2，D．C2H6
解，答案为D。
【评价】
【设问】能否将含氧衍生物转换为烃或只含碳来考虑，为什么？
思考、回答。
能。等物质的量的分子式为CmHn的烃与分子式可转换为CmHn（H2O）x的含氧衍生物，分别燃烧时耗氧的量相同。
【评价】利用此方法解决这类题的优点是：方便、快捷。
方法2．先做转换
（B）C2H4O→C2H2（H2O）
（C）C2H6O2→C2H2（H2O）2
（D）C2H6O→C2H4（H2O）
只需比较A为CH4，B、C相同为C2H2，D转化为C2H4，耗氧
【练习】
1．下列各组有机物，不管它们以何种比例混合，只要物质的量一定，则完全燃烧时消耗氧气为一定值的是 （ ）
A．C4H6 C3H8
B．C5H10 C6H6
C．C2H6O C2H4O2
D．C3H6 C3H8O
2．某烃或某烃含氧衍生物只要含有的碳原子数相同，当它们以等物质的量分别充分燃烧时，所消耗氧气的量相等，则烃是___________ ，烃的衍生物是_________。
1．审题，应用规律求解。
答案为B、D。
2．思考。
讨论：同碳数的烯与饱和一元醇；同碳数的炔与饱和一元醛
如C2H4 C2H6O
C2H2 C2H4O
归纳小结：应符合烃的含氧衍生物与烃差n个水分子。还要看该种衍生物是否存在。
【设疑】相同质量的烃或烃的衍生物完全燃烧时，是否也符合这些规律？
【引入】
二、等质量的有机物完全燃烧时在相同条件下相关量的比较。
【投影】
例1 等质量的下列烃完全燃烧时消耗氧气的量最多的是
（ ）
A．CH4 B．C2H4
C．C2H6 D．C6H6
思考。
讨论如何求解。
方法1：常规法根据燃烧的化学方程式求解。
答案为A。
同老师一起分析，并小结有关规律。
小结规律：将CxHy转换为CHy/x，相同质量的烃完全燃烧时y/x值越大，耗氧量越高，生成水的量越多，而产生的CO2量越少。y/x相同，耗氧量，生成H2O及CO2的量相同。
方法2：
根据上述规律解题。
答案为A
小结规律：等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时其耗氧量相等。燃烧产物相同，比例亦相同。
成CO2与H2O的量均相同。
（3）CH2 各种烯烃
【评价】方法1费时费力。
【讲述】C+O2→CO2
12g 1mol
12H+3O2→6H2O
12g 3mol
可见同质量的碳元素、氢元素分别完全燃烧，氢元素耗氧是碳元素的3倍，质量相同的各类烃完全燃烧时，含氢量越高耗氧量越多。
【提问】请学生根据规律举几例并分析原因。
分析原因：因为最简式相同，各元素的质量分数一定相等，有机物质量相同，各元素的质量一定相同。但一定要注意最简式不同，某元素的质量分数可能相同。（如：CH4，C8H16O碳元素质量分数相等）
【评价】分析得很好。
【应用规律解题】
【投影】
例1 A、B是分子量不相等的两种有机物，无论以何种比例混合只要总质量不变，完全燃烧后产生H2O的质量也不变。试写出两组符合上述情况的有机物的分子式_____。并回答应满足的条件是____。
分析题意：只要混合物质量不变完全燃烧后产生水的质量也不变，应满足的条件是氢元素的质量分数相等。符合情况的两组为：
1．C2H2和C6H6；2．CH2O和C2H4O2。
【评价】同学们解题是正确的。应注意C12H8和C2H4O3也符合题意。一定要注意满足的条件不能是最简式相同。
【投影】
例2 有机物A、B分子式不同，它们只可能含C、H、O元素中的三种或两种。如果将A、B不论以何种比例混合，只要物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的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_____。（写出分子式）
在教师指导下，应用有关规律解题。分析：A、B应为CxHy或CxHOz。只要混合物物质的量之和不变，完全燃烧时消耗氧气和生成水的物质的量也不变，则两种有机物分子中含氢原子个数相等。若A为CH4，则B一定为CH4（CO2）n。其中分子量最小的B一定为CH4（CO2），即C2H4O2。
答案为：A、B的分子中氢原子数相同，且相差n个碳原子，同时相差2n个氧原子。
【设问】如果A、B碳原子数相等会如何？如果燃烧时消耗氧气的量相同，那么A、B将满足什么条件？
思考回答问题：生成CO2的量相同。
A、B分子中碳原子数相同，且相差2n个氢原子同时相差n个氧原子。
【过渡】气态烃完全燃烧前后气体体积是怎样变化呢？
三、气态烃与氧气混合充分燃烧，恢复原状态（100℃以上）反应前后气体体积的变化。
聆听、思考。
【提问】分别写出CH4、C2H4、C2H2、C2H6完全燃烧的化学方程式。如果温度高于100℃，分析燃烧反应前后气体体积的变化情况。
写出有关反应的化学方程式，并分析：
CH4+2O2→CO2+2H2O
C2H4+3O2→2CO2+2H2O
C2H2+2.5O2→2CO2+H2O
C2H6+3.5O2→2CO2+3H2O
通过分析找出一般规律。
设烃CxHy为1mol
y=4，总体积不变，△V=0
y＜4，总体积减小，△V=1-y/4
y＞4，总体积增大，△V=y/4-1
【评价】评价学生的分析，指出如果温度低于100℃生成液态水，则不符合此规律，具体情况可通过化学方程式分析。
【练习】
1．120℃时，1体积某烃和4体积O2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的是
（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
应用有关规律解题：
因为反应前后气体体积不变，所以氢原子数应为4。氢原子数为4时碳原子数可以为1．CH4，2．C2H4，3．C3H4，不能为4，答案为D。
【评价】对学生解题思路进行评价。
2．两种气态烃以任意比例混合在105℃时1L该混合物与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10L，下列混合烃中不符合此条件的是 （ ）
A．CH4、C2H4 B．CH4、C3H6
C．C2H4、C3H4 D．C2H2、C3H6
应用规律解题。
答案为B
部分同学答案为B、D
【组织讨论】分析正确答案及其原因。
【过渡】除以上烃及烃的衍生物充分燃烧，判断消耗氧气的量，生成CO2及H2O的量的问题外，还有一些其它方面的计算，下面就这些内容小结其解题常用的技巧及方法。
因为题目限定气态烃以任意比例混合，而C2H2、C3H6只有在1∶1混合时氢原子数才可能为4，故不符合条件。所以答案应是B。
思考：还经常遇到哪些有机物燃烧计算的问题？
四、几种有机物燃烧计算题的解题方法及技巧
【投影】
例1 10mL某种气态烃在50mL氧气中充分燃烧，得到液态水和体积为35mL的混合气体（气体体积均在同温、同压下测得），该气态烃可能是什么烃？
分析题意，讨论解法。
解：
10mL气态烃在50mLO2中充分燃烧，O2应为足量或过量，得到35mL混合气体应为CO2和O2。
解：设气态烃为CxHy
y=6
讨论：y=6时的气态烃有
C2H6 C3H6 C4H6
分析：1mol C3H6完全燃烧消耗O2（4+6/4）=5.5mol，不合题意，舍去。
【评价】同学的解题思路比较好，这是应用到了讨论法。是否还有其他方法，比如差量法、解不等式法等，请同学们回去练习。【投影】
例2 两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水，混合气体中 （ ）
A．一定有甲烷 B．一定是甲烷和乙烯
C．一定没有乙烷 D．一定有乙炔
【组织讨论】根据平均化学式C1.6H4分析哪个选项是正确的。
解：设气态烃为CxHy。
1mol x mol 9yg
0.1mol 0.16 mol 3.6 g
解得 X=1.6
y=4即平均化学式为C1.6H4因为只有甲烷碳原子数小于1.6，故一定有甲烷，乙烷氢原子数大于4，故一定没有乙烷。
答案为 A、C。
【指导学生解题】分析该题应用到的方法和技巧是：平均化学式法及讨论法。（指出）解决一道题可能要用到多种方法和技巧，如平均式量法、守恒法、十字交叉法等。
【习题】
1．常温下一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气体，A或B分子最多只含有4个碳原子，且B分子的碳原子数比A分子的多。
（1）将该混合气体充分燃烧在同温、同压下得2.5LCO2，试推断原混合气体中A和B所有可能的组合及其体积比。
解析：
设平均分子式为CxHy（用平均值分析法）
根据题意X=2.5，平均分子式为C2.5Hy。
VA∶VB可用十字交叉法迅速求解。
（2）120℃时取1L该混合气体与9L氧气混合，充分燃烧后，当恢复到120℃和燃烧前的压强时，体积增大6.25％，试通过计算确定混合气中各成分的分子式。
（2）由C2.5Hy燃烧反应方程式求出y值。
解得y=6.5，平均分子式为C2.5H6.5，讨论只有④组符合题意。
【组织讨论】解此题用到哪些方法及技巧。
2．某混合气体由两种气态烃组成。取2.24L该混合气完全燃烧后得到4.48L二氧化碳（气体已折算为标准状况）和3.6g水，则这两种气体可能是 （ ）
A．CH4和C3H8 B．CH4和C3H4
C．C2H2和C3H4 D．C2H2和C2H6
请学生应用上题小结技巧解题。
讨论：
①平均分子式法
②差量法
③十字交叉法
④讨论法等
⑤……
即该烃平均分子组成为C2H4。
讨论：A中含H＞4，C中含C＞2，而B、D符合题意。
精选题
一、选择题
1．物质的量相等的戊烷、苯和苯酚完全燃烧需要氧气的物质的量依次为x、y、zmol，则x、y、Z的关系为 （ ）
A．x＞y＞z B．y＞z＞x
C．z＞y＞x D．y＞x＞z
2．X是一种烃，它不能使KMnO4溶液褪色，0.5mol的X完全燃烧时，得到27g水和67.2LCO2（标准状况），X是 （ ）
A．环己烷 B．苯
C．1，3-丁二烯 D．甲苯
3．某有机物CnHxOy完全燃烧时消耗O2物质的量是有机物的n倍，生成CO2和H2O物质的量相等，该有机物化学式中，x、y和n的量的关系可以是 （ ）
A．2n=x=2y B．n=2x=y
C．2y=x=n D．x=2n=y
4．分别燃烧下列各组物质中的两种有机物，所得CO2和H2O的物质的量之比相同的有 （ ）
A．乙烯，丁二烯 B．乙醇，乙醚
C．苯，苯酚 D．醋酸，葡萄糖
5．有乙醛蒸气与乙炔的混合气体aL。当其完全燃烧时，消耗相同状况下的氧气的体积为 （ ）
A．2aL B．2.5aL
B．C．3aL D．无法计算
6．一定量乙醇在氧气不足的情况下燃烧，得到CO2、CO和水的总的质量为27.6g。若其中水的质量为10.8g，则CO的质量是
（ ）
A．1.4g B．2.2g
C．4.4g D．2.2g和4.4g之间
7．某气态烷烃和炔烃的混合物1L，完全燃烧后生成CO21.4L和水蒸气1.6L（体积均在相同状况下测定），该混合物为 （ ）
A．乙烷，乙炔
B．甲烷，乙炔
C．甲烷，丙炔
D．乙烷，丙炔
8．有两种有机物组成的混合物，在一定的温度和压强下完全汽化为气体。在相同温度和压强下，只要混合气体体积一定，那么无论混合物以何种比例混合，它在完全燃烧时所消耗的氧气体积也是一定的。符合这种情况的可能是 （ ）
A．C2H6O和C2H4O2
B．C2H4O和CH4O
C．C3H6O和C3H8O3
D．C3H6O和C3H8O2
9．在压强为1.01×105Pa和150℃时，将1LC2H4、2LC2H2、2LC2H6和20LO2混合并点燃，完全反应后，氧气有剩余，当混合后的反应气恢复到原压强和温度时，其体积为 （ ）
A．10L B．15L
C．20L D．25L
10．下列各组烃的混合物，只要总质量一定，无论按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都为恒量的是 （ ）
A．C2H2、C2H6 B．C2H4、C3H8
C．C2H4、C3H6 D、C3H6、C3H8
11．将一定量的有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收，经过滤得沉淀20g，滤液质量比石灰水减少5.8g，则该有机物可能是 （ ）
A．乙烯 B．乙二醇
C．乙醇 D．甲酸甲酯
12．amL三种气态烃混合物与足量O2混合点燃后恢复到原来状态（常温、常压），体积共缩小2amL，则三种烃可能是 （ ）
A．CH4，C2H4，C3H4
B．C2H6，C3H6，C4H6
C．CH4，C2H6，C3H6
D．C2H4，C2H2，CH4
二、非选择题
13．有机物在氧气中燃烧，其中的碳氢原子数与消耗氧的量有一定关系，
（1）等质量的醛（CnH2nO）和羧酸（CmH2mO2）分别充分燃烧时n与m为何关系时消耗氧的量相同________（写出n与m的数学关系）。
（2）等物质量的同碳数的烯烃与饱和一元醇分别充分燃烧时，消耗氧气的量相同。等物质的量的同氢原子数的_____烃（填烷、烯、炔或苯的同系物）与饱和一元_______（填醇、醛或羧酸或酯）分别燃烧时，消耗氧气的量相同。
14．燃烧1体积某烃的蒸气生成的CO2比H2O（气）少1体积（相同状况），0.1mol该烃充分燃烧，其产物全部被碱石灰吸收，碱石灰增重39g，该烃的分子式是______。
答 案
一、选择题
1．A 2．B 3．A 4．C、D 5．B
6．A提示：生成水10.8g 18g/mol=0.6mol，3H2O～C2H6O，有乙醇0.2mol，含碳0.4mol，设生成CO、CO2物质的量分别为x、y，
7．B 8．D 9．D 10．C
11．B、C 提示：设生成10g沉淀需CO2物质的量为x，溶液质量减少为y
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O 溶液质量减少
1mol 100g （100-44）g
x 10g y
x=0.1mol y=5.6g
反应产生H2O的质量为：5.6g-2.9g=2.7g
12．A
二、非选择题
13．（1）2n （2）烷，羧酸或酯 14．C6H14 提示：根据题意：1体积烃的蒸气燃烧生成的CO2比蒸气少1体积。该烃一定为烷烃，可根据烷烃燃烧通式求出n值。