提升课时4 烃的燃烧规律和原子的共面问题 学习目标 1.初步理解烷烃燃烧的规律,培养“证据推理与模型认知”的化学学科素养。2.熟悉甲烷、乙烯、苯的空间结构并推测复杂有机物共线、共面问题,培养“宏观辨识与微观辨析”的化学学科核心素养。 一、烃的燃烧规律 1.烃燃烧反应的通式 若烃的分子式为CxHy,则CxHy在空气或氧气中完全燃烧的化学方程式为CxHy+(x+)O2xCO2+H2O。 2.气体体积变化规律 CxHy(g)+(x+)O2(g)xCO2(g)+H2O(g)(注意:水是气态),由1+x+-x-=1-得在同温、同压下: 当y=4时,反应物的总体积等于生成物的总体积(反应前后气体体积不变); 当y<4时,反应物的总体积大于生成物的总体积; 当y>4时,反应物的总体积小于生成物的总体积。 3.耗氧量大小规律 (1)一定物质的量的烃(CxHy)完全燃烧,(x+)越大,耗氧量越大;(x+)越小,耗氧量越小。 (2)一定质量的烃(CxHy)完全燃烧,越大,耗氧量越大;越小,耗氧量越小。 1.10 mL某气态烃,在55 mL氧气里完全燃烧,得到液态水和体积为35 mL的混合气体(所有气体体积都是同温同压下测定的),则该气态烃可能是 ( ) A.甲烷 B.乙烷 C.丙烷 D.丁烷 2.在常温常压下,取下列4种气态烃各1 mol,分别在足量的氧气中燃烧,其中耗氧量最多的是 ( ) A.CH4 B.C2H4 C.C2H6 D.C3H8 3.(2024·广东广州黄广中学高一月考)25 ℃和101 kPa时,乙烷、乙炔(C2H2)和丙烯组成的混合烃32 mL 与过量氧气混合并完全燃烧,恢复到原来的温度和压强,气体总体积缩小了56 mL,原混合烃中乙炔的体积分数为 ( ) A.12.5% B.25% C.50% D.75% 【题后归纳】 烃完全燃烧产物关系规律 (1)质量相同的烃(CxHy),y/x越小,完全燃烧时生成CO2的量越多,生成H2O的量越少;若两种烃的y/x相等,质量相同,则完全燃烧时生成CO2和H2O的量均相等。 (2)总质量一定的混合物,如果各组分碳的质量分数w(C)相同(最简式可以相同也可以不同),完全燃烧后产生CO2的量为定值,而与混合物中各组分的含量无关。 二、有机物分子中原子共平面的判断 1.典型有机物分子的空间结构 (1)甲烷(CH4)为正四面体形结构,5个原子一定不在同一平面内,键角为109°28'。 (2)乙烯(C2H4)为平面形结构,6个原子都在同一平面内,键角约为120°。 (3)苯(C6H6)为平面正六边形结构,12个原子都在同一平面内,键角为120°。 2.有机物分子中原子是否共平面的判断方法 (1)展开空间结构法 其他有机化合物可看作以上三种典型分子中氢原子被其他原子或原子团代替后的产物,但这三种分子中的空间结构基本不变。 ①以CH4为母体,可衍变成其他结构。但无论什么原子或原子团与碳原子相连,都相当于取代原来甲烷中氢原子的位置,构成四面体形结构。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等都是四面体形结构,其中CCl4是正四面体形结构。 ②乙烯分子中的所有原子共平面,当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯分子的平面内。例如丙烯CH3CH===CH2,其结构式如图所示: ③苯分子中所有原子共平面,当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时,代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。甲苯中的7个碳原子(苯环上的6个碳原子和甲基上的1个碳原子)、5个氢原子(苯环上的5个氢原子)这12个原子一定共平面,甲基上1个氢原子也可以转到这个平面上,其余两个氢原子分布在平面两侧,故甲苯分子中最多有13个原子共平面。 (2)单键旋转法 碳碳单键两端碳原子所连原子或原子团可以以“C—C”为轴旋转。例如, 因①键可以旋转,故的平面和 确定的平面可能重合,也可能不重合,因而分子中的所有原子可能共平面,也可能不共平面。 (3)两点提示 ①与三键直接相连的原子共直线,如—C≡C—、—C≡N。 ②在解题中遇到较复杂的有机化合物分子,可通过这几种典型的空间结构的组合 ... ...
