有机物燃烧消耗氧气的量

(1)烃类完全燃烧时耗氧量大小的分为以下两种情况：

规律一、等物质的量的烃类完全燃烧时，其耗氧量的大小取决于（x+y/4)值的大下，该值越大，耗氧量越多。

推导：因为每摩的烃完全燃烧时，耗氧量为x+y/4摩，所以等物质的量的烃完全燃烧时，其耗氧量的大小必然就取决于（x+y/4)值的大下，该值越大，耗氧量越多。

规律二、等质量的烃类完全燃烧时，其耗氧量的大小取决于（y/x)值的大下，该值越大，耗氧量越多。

 

(2)烃的含氧衍生物完全燃烧的化学方程式为：CxHyOz+（x+y/4-z/2）O₂xCO₂+y/2H₂O

规律一、物质的量相等的烃的含氧衍生物完全燃烧时耗氧量大小取决于（x+y/4-z/2）值的大下，该值越大，耗氧量越多。

规律二、总质量一定的混合物，只要各组分的最简式相同，则完全燃烧时，其耗氧量为定值而与混合物各组分的含量无关，始终等于同质量的某单一组分完全燃烧时的耗氧量。

规律三、总物质的量一定的混合物，只要各组分每摩物质的耗氧量相同，则完全燃烧时，其耗氧量为定值而与混合物中各组分的含量无关。

有机物燃烧确定其组成:

有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：C→CO₂，H→H₂O，Cl→HCl。因此，我们可以根据有机物燃烧的产物分析判断该有机物的组成。

某有机物完全燃烧后：若产物只有CO₂和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O。欲判定该有机物中是否含氧元素，首先求出CO₂中碳元素的质量及H₂O中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原来有机物质量相比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧，否则，原有机物的组成中含氧。生成的CO₂和H₂O的关系有：

①生成的CO₂和H₂O的体积比为1∶1的有：若为烃，则属于环烷烃或烯烃；若为烃的衍生物，则为醛、酮、羧酸、酯、葡萄糖、果糖等。

②生成的CO₂和H₂O的体积比为1∶2的有：甲烷、甲醇和尿素等含一个碳原子和四个氢原子的物质。

③生成的CO₂和H₂O的体积比为2∶1的有：分子中碳、氢原子数相同的物质，如：乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。

④当不同的有机物的物质的量相同时，此时有机物可写成：CxHy（H₂O）n或CxOy（H₂O）n的形式，耗氧只能由前一部分CxHy或CxOy完成，后面部分在燃烧过程中不耗氧。则组成为CxHy（H₂O）n，每摩尔耗氧（x+y/4）mol；组成为CxOy（H₂O）n的物质，每摩尔耗氧（x－y/2）mol；

特例：组成符合CxHy（H₂O）n的物质中CH₂O耗氧最少；组成符合CxOy（H₂O）n的物质中，乙二醛耗氧最少。

质量之和不变的两种有机物的燃烧规律：A、B两种有机物，不论以何种质量比进行混合，只要总质量保持一定，则完全燃烧时耗氧量与生成的CO₂和H₂O的量之间的关系说明：

①若生成的CO₂量不变，则分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；另一种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳元素的质量分数必然相等，如：HCHO与CH₃COOH；C₁₆H₃₄与C₁₆H₁₈O等

②若生成的H₂O的量不变，也分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；第二种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的氢元素的质量分数必然相等，如：C₂H₂与C₆H₆、C₈H₈；C₁₀H₈与C₆H₈O₃等

③若生成的CO₂和H₂O的量不变，也分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；第二种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳、氢元素的质量分数必然相等，即两者具有相同的最简式如：CH₂O与C₂H₄O₂、C₃H₆O₃、C₆H₁₂O₆等

物质的量之和不变的两种有机物完全燃烧规律：A、B两种有机物，不论以何种比例进行混合，只要总物质的量保持一定，则完全燃烧时耗氧量与生成的CO₂和H₂O的量之间的关系说明：

①若A、B两者互为同分异构体时，相对分子质量相同，此时无论怎样混合，完全燃烧后消耗的氧气和生成的CO₂和H₂O的量都保持不变，这一点我们就不再考虑

②若生成的CO₂的物质的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳原子数必然相等，如：C₂H₄与C₂H₄O、C₂H₄O₂等

③若生成的H₂O的物质的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的氢原子数必然相等，如：CH₄、CH₄O、C₂H₄O、C₂H₄O₂等

④若生成的CO₂和H₂O的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳、氢原子数都相等，如：CH₄、CH₄O；C₂H₄、C₂H₄O、C₂H₄O₂等

⑤若消耗的氧气和生成的CO₂的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，两者含碳原子数必相等，分子中必相差n个H₂O，如：C₂H₄与C₂H₆O。

(6)若消耗的氧气和生成的H₂O的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者含氢原子数必相等，分子中必相差n个CO₂，如：CH₄与C₂H₄O₂。

⑦若在反应过程中消耗氧的物质的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，若两者含碳原子数相等，则分子中必相差n个H₂O，如：C₂H₄与C₂H₆O。而当两者的氢原子数相等时，则分子中必相差n个CO₂，如：CH₄与C₂H₄O₂。

有机物燃烧的规律是中学有机化学基础中的常见题型,也是高考化学中的热点内容,许多学生对这些知识点往往容易产生混淆,现将其归纳总结如下：

有机物完全燃烧的通式：烃：

有机物的质量一定时：

烃类物质(CxHy)完全燃烧的耗氧量与 成正比.

有机物完全燃烧时生成的CO2或H2O的物质的量一定，则有机物中含碳或氢的质量分数一定；若混合物总质量一定，不论按何种比例混合，完全燃烧后生成的CO2或H2O的物质的量保持不变，则混合物中各组分含碳或氢的质量分数相同。

燃烧时耗氧量相同，则两者的关系为：⑴同分异构体 或 ⑵最简式相同

下列各组有机物完全燃烧时耗氧量不相同的是     

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中的乙醇和甲醚互为同分异构体，B、C中两组物质的最简式相同，所以答案为D。

下列各组混合物中，不论二者以什么比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时生成CO₂的质量也一定的是

A．甲烷、辛醛                B．乙炔、苯乙烯

C．甲醛、甲酸甲酯          D．苯、甲苯

解析：混合物总质量一定，不论按什么比例混合，完全燃烧后生成CO₂的质量保持不变，要求混合物中各组分含碳的质量分数相同。B、C中的两组物质的最简式相同，碳的质量分数相同，A中碳的质量分数也相同，所以答案为D。

例3：分别取等质量的甲烷和A（某饱和一元醇）、B(某饱和一元醛)、C(某稠环芳香烃含氧衍生物),若它们完全燃烧,分别生成了物质的量相同的CO2 .则:

⑴A的分子式为_______;B的分子式为_______，C的分子式为_________(C的分子式有多种可能,只写分子量最小的一种)。

⑵写出符合上述要求时，CH4和A、B、C的分子组成必须满足的条件是__________（以n表示碳原子数，m表示氧原子数，只写通式）。

解析：A、B、C中的碳的质量分数与甲烷中相同,⑴中A、B的分子式只要结合醇、醛的通式就可以求出答案。稠环芳香烃中最简单的是萘，通过增加氧原子维持含碳的质量分数不变可推出C .⑵的通式推导抓住每少16个氢原子增加一个氧原子即可。

答案：(1)A.C₉H₂₀O   B.C₈H₁₆O C.C₁₀H₈O₂   (2)C_nH_4n-16mO_m

有机物的物质的量一定时：

比较判断耗氧量的方法步聚：①若属于烃类物质，根据分子中碳、氢原子个数越多，耗氧量越多直接比较；若碳、氢原子数都不同且一多一少，则可以按1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相当转换成碳或氢原子个数相同后再进行比较即可。②若属于烃的含氧衍生物，先将分子中的氧原子结合氢或碳改写成H₂O或CO₂的形式，即将含氧衍生物改写为C_xH_y·(H₂O)n或C_xH_y·(CO₂)m或C_xH_y·(H₂O)n·(CO₂)m形式,再按①比较C_xH_y的耗氧量。

有机物完全燃烧时生成的CO₂或H₂O的物质的量一定，则有机物中碳原子或氢原子的个数一定；若混合物总物质的量一定，不论按何种比例混合，完全燃烧后生成的CO₂或H₂O的量保持不变，则混合物中各组分中碳或氢原子的个数相同。

例4.相同物质的量的下列有机物，充分燃烧，消耗氧气量相同的是

A．C₃H₄和C₂H₆         B．C₃H₆和C₃H₈O

C．C₃H₆O₂和C₃H₈O   D．C₃H₈O和C₄H₆O₂

解析：A中C₃H₄的耗氧量相当于C₂H₈,B、C、D中的C₃H₈O可改写为C₃H₆·(H₂O),C中的C₃H₆O₂可改为C₃H₂·(H₂O)₂,D中的C₄H₆O₂可改为C₃H₆·(CO₂)，显然答案为B、D。

例5.1mol CxHy(烃)完全燃烧需要5mol O₂，则X与Y之和可能是

A．X+Y=5     B．X+Y=7     C．X+Y=11      D．X+Y=9

解析：根据烃燃烧通式可知，1molCxHy的耗氧量为 (x+y/4) 值讨论易知，当x=3,y=8时合理，答案为C。

例6：有机物A、B只可能烃或烃的含氧衍生物,等物质的量的A和B完全燃烧时,消耗氧气的量相等,则A和B的分子量相差不可能为(n为正整数) (    )

A.8n            B.14n          C.18n             D.44n

解析: A中的一个碳原子被B中的四个氢原子代替,A和B的分子量相差8的倍数,即答案A. 如果A和B的分子组成相差若干个H₂O或CO₂,耗氧量也不变，即分别对应答案C和D。

例7.有机化合物A、B分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种.如果将A、B不论以何种比例混和,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变.那么,A、B组成必须满足的条件是        .若A是甲烷,则符合上述条件的化合物B中,分子量最小的是(写出分子式)        并写出分子量最小的含有甲基(－CH₃)的B的2种同分异构体结构简式:             ,

解析：A、B不论以何种比例混和,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时生成的水的物质的量也不变，说明A、B中氢原子个数相同，所消耗的氧气也不变，则相差的碳原子应表示为(CO₂)n的形式。

答案：A、B的分子式中氢原子数相同,且相差n个碳原子,同时相差2n个氧原子(n为正整数)；C₂H₄O₂，CH₃COOH、HCOOCH₃   

一定量的有机物完全燃烧,生成的CO₂和消耗的O₂的物质的量之比一定时：

生成的CO₂的物质的量小于消耗的O₂的物质的量的情况

例8.某有机物的蒸气完全燃烧时，需要三倍于其体积的O2，产生二倍于其体积的CO₂，则该有机物可能是(体积在同温同压下测定)

C₂H₄ B．C₂H₅OH C．CH₃CHO D．CH₃COOH

解析：产生的CO2与耗氧量的体积比为2：3，设该有机物为1mol,则含2mol的C原子，完全燃烧时只能消耗2mol的氧气，剩余的1mol氧气必须由氢原子消耗，所以氢原子为4mol,即该有机物可以是A，从耗氧量相当的原则可知B也正确。答案为A、B。

生成的CO₂的物质的量等于消耗的O₂的物质的量的情况

符合通式Cn·(H₂O)m

生成的CO₂的物质的量小于消耗的O2的物质的量的情况

⑴若CO₂和O₂体积比为4∶3 ,其通式为(C₂O)n ·(H₂O)m。

⑵若CO₂和O₂体积比为2∶1 ，其通式为(CO)n ·(H₂O)m。

有机物完全燃烧时生成的CO₂和H₂O的物质的量之比一定时：

有机物完全燃烧时,若生成的CO2和H2O的物质的量之比为a:b,则该有机物中碳、氢原子的个数比为a:2b，该有机物是否存在氧原子，有几个氧原子，还要结合燃烧时的耗氧量或该物质的摩尔质量等其他条件才能确定。

例9.某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和二氧化碳的物质的量之比为1:1，由此可以得出的结论是（  ）

该有机物分子中C:H:O原子个数比为1:2:1

分子中C:H原子个数比为1:2

有机物必定含O      

无法判断有机物是否含O

答案：B、D

例10.某烃完全燃烧后，生成二氧化碳和水的物质的量之比为n:(n-1)，此烃可能是（  ）

A．烷烃 B．单烯烃   C．炔烃       D．苯的同系物

答案：C

例11.某有机物6.2g完全燃烧后生成8.8g二氧化碳和0.3mol水，该有机物对氢气的相对密度为31．试求该有机物的分子式．

答案：C₂H₆O(乙醇)

有机物完全燃烧前后气体体积的变化

气态烃(CxHy)在100℃及其以上温度完全燃烧时气体体积变化规律与氢原子个数有关

①若y=4,燃烧前后体积不变,△V=0

②若y>4,燃烧前后体积增大,△V=

③若y<4,燃烧前后体积减少,△V=

气态烃(CxHy)完全燃烧后恢复到常温常压时气体体积的变化直接用烃类物质燃烧的通式通过差量法确定即可。

例12.120℃时,1体积某烃和4体积O2混和,完全燃烧后恢复到原来的温度，压强体积不变，该烃分子式中所含的碳原子数不可能是（）

(A)1   (B)2     (C)3   (D)4

解析：要使反应前后压强体积不变，只要氢原子个数可以等于4并保证能使1体积该烃能在4体积氧气里完全燃烧即可。答案：D

例13.两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L.下列各组混合烃中不符合此条件的是（）

(A)CH₄ C₂H₄       (B)CH₄ C₃H₆      (C)C₂H₄ C₃H₄    (D)C₂H₂ C₃H₆

答案：B、D

液态有机物(大多数烃的衍生物及碳原子数大于4的烃)的燃烧,如果燃烧后水为液态,则燃烧前后气体体积的变化为：氢原子的耗氧量减去有机物本身提供的氧原子数的 。

例14：取3.40ɡ只含羟基、不含其他官能团的液态饱和多元醇,置于5.00L的氧气中,经点燃,醇完全燃烧.反应后气体体积减少0.560L ,将气体经CaO吸收,体积又减少2.8L(所有体积均在标况下测定)。 则：3.4ɡ醇中C、H、O的物质的量分别为:C____； H______； O_______；该醇中C、H、O的原子个数之比为___________。

解析：设3.40ɡ醇中含H、O原子的物质的量分别为x和y 则:

x+16y=3.40ɡ-2.80L/22.4L·mol-1×12ɡ·mol-1   …………方程①

x/4 –y/2 =0.560L/22.4L·mol-1              …………方程②

⑴、⑵联解可得:x=0.300mol   y=0.100mol 进而求得原子个数比。

答案：C. 0.125 mol、H. 0.300 mol、O.0.100 mol；

该醇中C、H、O的原子个数之比为 5∶12∶4。