Question

18．（1）请写出烷烃在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O．
有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答下列问题：
（2）相同状况下，等体积的上述气态烃，消耗O₂的量最多的是丁烷．
（3）等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O₂的量最多的是甲烷．
（4）在120℃1.01×10⁵Pa条件下，某气态烃与足量的O₂完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为甲烷．
（5）10mL某气态烃，在50mLO₂中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气（所有气体体积均在同温同压下测定），该气态烃是乙烷．
（6）名称是环十二烷；1mol该烃完全燃烧需消耗的氧气18mol．

Answer 1

分析 （1）烷烃在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，配平确定化学计量数．
（2）相同状况下，等体积的气态烃，消耗O₂的量取决于（x+$\frac{y}{4}$） 的值，（x+$\frac{y}{4}$） 越大消耗O₂的量越多．
（3）等质量的烃，在充分燃烧时，消耗O₂的量取决于H的质量分数ω（H），ω（H）越大消耗O₂的量越多．
（4）反应前后气体的体积没有发生改变，则前后气体的化学计量数相等，根据烃足量的氧气中充分燃烧的通式计算．
（5）根据完全燃烧消耗O₂的量，先判断是否完全燃烧，再根据方程式利用差量法计算；
（6）根据键线式的表示方法及环烷烃的命名原则对该有机物进行命名；根据该环烷烃的分子式计算出消耗的氧气的物质的量．

解答 解：（1）烷烃在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式：CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，
故答案为：CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O；
（2）①甲烷，分子式为CH₄②乙烷，分子式为C₂H₆③丙烷，分子式为C₃H₈，④丁烷，分子式为C₄H₁₀，它们的（x+$\frac{y}{4}$）值分别为2、3.5、5、6.5，丁烷的（x+$\frac{y}{4}$）值最大，即消耗O₂的量最多，故答案为：丁烷；
（3）①甲烷，分子式为CH₄②C、H原子个数比为1：4，H的质量分数ω（H）最大，消耗O₂的量最多，故答案为：甲烷；
（4）在120℃，1.01×10⁵Pa条件下，生成的水为气态，
CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O（g），
所以 1+（x+$\frac{y}{4}$）=x+$\frac{y}{2}$
解得，y=4，即分子式中氢原子数目为4，
故答案为：甲烷；
（5）①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃中它们的（x+$\frac{y}{4}$）值分别为2、3.5、5、6.5，10ml完全燃烧需要的氧气的体积分别为20ml、35ml、50ml、65ml，
所以只有丁烷不能完全燃烧，
若完全燃烧，则混合气体是CO₂、O₂，设烃为C_xH_y，则
CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O（l），体积减小△V
1                            1+（x+$\frac{y}{4}$）-x=1+$\frac{y}{4}$
10                          （10+50-35）=25
所以10（1+$\frac{y}{4}$）=25，解得y=6，即1分子烃中H的原子个数是6，
氧气有剩余，所以10（x+$\frac{y}{4}$）＜50，由于y=6，解得x＜3.5，
所以气态烃为乙烷，
若不完全燃烧，10mL丁烷生成CO需要氧气为45ml，小于50ml，所以混合气体是CO₂、CO，设烃为C_xH_y，根据C原子守恒，有10x=35，解得，x=3.5，碳原子数目为整数，不成立．
故答案为：乙烷；
（6）为环戊烷，分子中含有12个C，所以其名称为环十二烷；该有机物中含有一个环，含有的氢原子被烷烃少2个H，所以环十二烷的分子式为C₁₂H₂₄，1molC₁₂H₂₄完全燃烧消耗氧气的物质的量为：（12+$\frac{24}{4}$）mol=18mol，
故答案为：环十二烷；18．

点评 本题考查有机物计算，考查学生分析和解决问题的能力，难度中等，熟记结论，使用体积差的计算方法要注意．