Question

18．（1）請寫出烷烴在足量的氧氣中充分燃燒的化學(xué)方程式：CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O．
有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4種烷烴，試回答下列問題：
（2）相同狀況下，等體積的上述氣態(tài)烴，消耗O₂的量最多的是丁烷．
（3）等質(zhì)量的上述氣態(tài)烴，在充分燃燒時，消耗O₂的量最多的是甲烷．
（4）在120℃1.01×10⁵Pa條件下，某氣態(tài)烴與足量的O₂完全反應(yīng)后，測得反應(yīng)前后氣體的體積沒有發(fā)生改變，則該烴為甲烷．
（5）10mL某氣態(tài)烴，在50mLO₂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)烴是乙烷．
（6）名稱是環(huán)十二烷；1mol該烴完全燃燒需消耗的氧氣18mol．

Answer 1

分析 （1）烷烴在足量的氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和水，配平確定化學(xué)計量數(shù)．
（2）相同狀況下，等體積的氣態(tài)烴，消耗O₂的量取決于（x+$\frac{y}{4}$） 的值，（x+$\frac{y}{4}$） 越大消耗O₂的量越多．
（3）等質(zhì)量的烴，在充分燃燒時，消耗O₂的量取決于H的質(zhì)量分數(shù)ω（H），ω（H）越大消耗O₂的量越多．
（4）反應(yīng)前后氣體的體積沒有發(fā)生改變，則前后氣體的化學(xué)計量數(shù)相等，根據(jù)烴足量的氧氣中充分燃燒的通式計算．
（5）根據(jù)完全燃燒消耗O₂的量，先判斷是否完全燃燒，再根據(jù)方程式利用差量法計算；
（6）根據(jù)鍵線式的表示方法及環(huán)烷烴的命名原則對該有機物進行命名；根據(jù)該環(huán)烷烴的分子式計算出消耗的氧氣的物質(zhì)的量．

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，化學(xué)方程式：CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，
故答案為：CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O；
（2）①甲烷，分子式為CH₄②乙烷，分子式為C₂H₆③丙烷，分子式為C₃H₈，④丁烷，分子式為C₄H₁₀，它們的（x+$\frac{y}{4}$）值分別為2、3.5、5、6.5，丁烷的（x+$\frac{y}{4}$）值最大，即消耗O₂的量最多，故答案為：丁烷；
（3）①甲烷，分子式為CH₄②C、H原子個數(shù)比為1：4，H的質(zhì)量分數(shù)ω（H）最大，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)，
CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O（g），
所以 1+（x+$\frac{y}{4}$）=x+$\frac{y}{2}$
解得，y=4，即分子式中氫原子數(shù)目為4，
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+$\frac{y}{4}$）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(shè)烴為C_xH_y，則
CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O（l），體積減小△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分子烴中H的原子個數(shù)是6，
氧氣有剩余，所以10（x+$\frac{y}{4}$）＜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(shè)烴為C_xH_y，根據(jù)C原子守恒，有10x=35，解得，x=3.5，碳原子數(shù)目為整數(shù)，不成立．
故答案為：乙烷；
（6）為環(huán)戊烷，分子中含有12個C，所以其名稱為環(huán)十二烷；該有機物中含有一個環(huán)，含有的氫原子被烷烴少2個H，所以環(huán)十二烷的分子式為C₁₂H₂₄，1molC₁₂H₂₄完全燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量為：（12+$\frac{24}{4}$）mol=18mol，
故答案為：環(huán)十二烷；18．

點評 本題考查有機物計算，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度中等，熟記結(jié)論，使用體積差的計算方法要注意．