Question

用①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，回答下列问题：
（1）请写出烃（CxHy）在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：

 

．
（2）相同状况下，等体积的上述气态烃，消耗氧气最多的是

 

（3）等质量的上述气态烃，充分燃烧时，消耗氧气最多的是

 

．
（4）在120℃1.01×10⁵Pa条件下，某气态烃与足量的氧气完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为

 

．
（5）10mL某气态烃，在50mL氧气中充分燃烧，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

 

．

Answer 1

考点：有关有机物分子式确定的计算

专题：烃及其衍生物的燃烧规律

分析：（1）烃完全燃烧生成二氧化碳与水，配平书写方程式；
（2）相同条件下，气体体积相等，则各气体的物质的量相等，根据1mol烃CxHy的耗氧量为（x+

y

4

）mol判断；
（3）反应中4H→2H₂O，C→CO₂，4g氢元素消耗32g氧气，12g碳消耗32g氧气，故等质量的烃完全燃烧，H元素质量分数越大消耗氧气越多；
（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，根据烃在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，再根据烃燃烧通式利用差量法计算．

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，反应化学方程式：CxHy+（x+

y

4

）O₂

点燃

xCO₂+

y

2

H₂O，
故答案为：CxHy+（x+

y

4

）O₂

点燃

xCO₂+

y

2

H₂O；
（2）①甲烷分子式为CH₄ ②乙烷分子式为C₂H₆ ③丙烷分子式为C₃H₈，④丁烷分子式为C₄H₁₀，1mol各物质耗氧量（x+

y

4

）mol分别为2mol、3.5mol、5mol、6.5mol，故丁烷消耗O₂的量最多，
故答案为：丁烷；
（3）反应中4H→2H₂O，C→CO₂，4g氢元素消耗32g氧气，12g碳消耗32g氧气，故等质量的烃完全燃烧，H元素质量分数越大消耗氧气越多，
①CH₄  中C、H原子数目之比=1：4，②C₂H₆中C、H原子数目之比=1：3，③C₃H₈中C、H原子数目之比=1：2.67，④C₄H₁₀中C、H原子数目之比=1：2.5，故甲烷中H的质量分数最大，则相同质量，甲烷消耗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，燃烧方程式为：
C_xH_y+（x+

y

4

）O₂

点燃

xCO₂+

y

2

H₂O（g），
反应前后气体的体积没有发生改变，所以：1+（x+

y

4

）=x+

y

2

解得，y=4，即分子式中氢原子数目为4，故甲烷满足，
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+

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：
  C_xH_y+（x+

y

4

）O₂

点燃

xCO₂+

y

2

H₂O（l），体积减小△V
  1                                1+（x+

y

4

）-x=1+

y

4

   
 10                                 （10+50-35）=25
所以10（1+

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+

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．

点评：本题是一道有关有机物计算的题目，综合考查学生分析和解决问题的能力，注意燃烧通式的应用，难度中等．