有機物燃燒的規律

李瑞云

摘要：許多學生對有機物的燃燒規律容易產生混淆，因此本文特地對有機物的燃燒規律進行了總結。

關鍵詞：化學；有機物；燃燒規律

有機物燃燒的規律是高考化學中的熱點內容,許多學生對這些知識點往往容易產生混淆,現將其歸納總結如下：

有機物完全燃燒的通式：

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、有機物的質量一定時

實質：C+O₂==CO₂

12g 1mol

4H + O₂==2H₂O

4g 1mol

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

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

2． 有機物完全燃燒時生成的CO₂或H₂O的物質的量一定，則有機

物中含碳或氫的質量分數一定；若混合物總質量一定，不論按何種比例混合，完全燃燒后生成的CO₂或H₂O的物質的量保持不變，則混合物中各組分含碳或氫的質量分數相同。

3． 燃燒時耗氧量相同，則兩者的關系為：（1）同分異構體 （2）最簡式相同。

例1． 下列各組有機物完全燃燒時耗氧量不相同的是

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體，B、C中兩組物質的最簡式相同，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，只要總質量一定，完全燃燒時生成CO₂的質量不一定的是

A．甲烷、辛醛B．乙炔、苯乙烯

C．甲醛、甲酸甲酯D．苯、甲苯

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

例3． 分別取等質量的甲烷和A（某飽和一元醇）、B(某飽和一元醛)、C(某稠環芳香烴含氧衍生物),若它們完全燃燒,分別生成了物質的量相同的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，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，m表示氧原子數，只寫通式）。

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

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

二、有機物的物質的量一定時

實質：C + O₂== CO₂

1mol1mol

4H+ O₂== 2H₂O

4mol1mol

說明：有機物的物質的量一定時，1molC和4molH燃燒時消耗氧氣的量相同。

1． 比較判斷耗氧量的方法步驟：①若屬于烴類物質，根據分子中碳、氫原子個數越多，耗氧量越多直接比較；若碳、氫原子數都不同且一多一少，則可以按1個碳原子與4個氫原子的耗氧量相當轉換成碳或氫原子個數相同后再進行比較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． 有機物完全燃燒時生成的CO₂或H₂O的物質的量一定，則有機物分子中碳原子或氫原子的個數一定；若混合物總物質的量一定，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數相同。

例4． 相同物質的量的下列有機物，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． 有機物A、B只可能是烴或烴的含氧衍生物,等物質的量的A和B完全燃燒時,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)

A．8nB．10nC．18nD．44n

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

三、一定量的有機物完全燃燒,生成的CO₂和消耗的O₂的物質的量之比一定時：

實質：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． 某有機物的蒸氣完全燃燒時,需要三倍于其體積的O₂，產生二倍于其體積的CO₂，則該有機物可能是（體積在同溫同壓下測定）

A.C₂H₄B.C₂H5OHC．CH₃CHOD．CH₃COOH

解析：產生的CO₂與耗氧量的體積比為2：3，設該有機物為1mol,則含2mol的C原子，完全燃燒時只能消耗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,即該有機物可以是A，從耗氧量相當的原則可知B也正確。

答案為A、B。