Question

用①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4種烷烴，回答下列問題：
（1）請寫出烴（CxHy）在足量的氧氣中充分燃燒的化學方程式：

 

．
（2）相同狀況下，等體積的上述氣態(tài)烴，消耗氧氣最多的是

 

（3）等質量的上述氣態(tài)烴，充分燃燒時，消耗氧氣最多的是

 

．
（4）在120℃1.01×10⁵Pa條件下，某氣態(tài)烴與足量的氧氣完全反應后，測得反應前后氣體的體積沒有發(fā)生改變，則該烴為

 

．
（5）10mL某氣態(tài)烴，在50mL氧氣中充分燃燒，得到液態(tài)水，以及體積為35mL的混合氣（所有氣體體積均在同溫同壓下測定），該氣態(tài)烴是

 

．

Answer 1

考點：有關有機物分子式確定的計算

專題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）烴完全燃燒生成二氧化碳與水，配平書寫方程式；
（2）相同條件下，氣體體積相等，則各氣體的物質的量相等，根據1mol烴CxHy的耗氧量為（x+

y

4

）mol判斷；
（3）反應中4H→2H₂O，C→CO₂，4g氫元素消耗32g氧氣，12g碳消耗32g氧氣，故等質量的烴完全燃燒，H元素質量分數越大消耗氧氣越多；
（4）反應前后氣體的體積沒有發(fā)生改變，則前后氣體的化學計量數相等，根據烴在足量的氧氣中充分燃燒的通式計算；
（5）根據完全燃燒消耗O₂的量，先判斷是否完全燃燒，再根據烴燃燒通式利用差量法計算．

解答： 解：（1）烷烴在足量的氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和水，反應化學方程式：CxHy+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O，
故答案為：CxHy+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

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

y

4

）mol分別為2mol、3.5mol、5mol、6.5mol，故丁烷消耗O₂的量最多，
故答案為：丁烷；
（3）反應中4H→2H₂O，C→CO₂，4g氫元素消耗32g氧氣，12g碳消耗32g氧氣，故等質量的烴完全燃燒，H元素質量分數越大消耗氧氣越多，
①CH₄  中C、H原子數目之比=1：4，②C₂H₆中C、H原子數目之比=1：3，③C₃H₈中C、H原子數目之比=1：2.67，④C₄H₁₀中C、H原子數目之比=1：2.5，故甲烷中H的質量分數最大，則相同質量，甲烷消耗O₂的量最多，
故答案為：甲烷；
（4）在120℃，1.01×10⁵Pa條件下，生成的水為氣態(tài)，燃燒方程式為：
C_xH_y+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O（g），
反應前后氣體的體積沒有發(fā)生改變，所以：1+（x+

y

4

）=x+

y

2

解得，y=4，即分子式中氫原子數目為4，故甲烷滿足，
故答案為：甲烷；
（5）①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4種烷烴中它們的（x+

y

4

）值分別為2、3.5、5、6.5，10ml完全燃燒需要的氧氣的體積分別為20ml、35ml、50ml、65ml，所以只有丁烷不能完全燃燒，
若完全燃燒，則混合氣體是CO₂、O₂，設烴為C_xH_y，則：
  C_xH_y+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O（l），體積減小△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分子烴中H的原子個數是6，
氧氣有剩余，所以10（x+

y

4

）＜50，由于y=6，解得x＜3.5，所以氣態(tài)烴為乙烷，
若不完全燃燒，10mL丁烷生成CO需要氧氣為45ml，小于50ml，所以混合氣體是CO₂、CO，設烴為C_xH_y，根據C原子守恒，有10x=35，解得，x=3.5，碳原子數目為整數，不成立，
故答案為：乙烷．

點評：本題是一道有關有機物計算的題目，綜合考查學生分析和解決問題的能力，注意燃燒通式的應用，難度中等．