化學考試前必看:有機燃燒計算中的4大易錯點
2009-09-26 13:03:12網絡資源
1.在室溫條件下,某氣態烴20mL與過量氧氣混合,完全燃燒后的產物通過濃硫酸,再恢復到室溫,氣體體積減少50mL,剩余氣體再通過氫氧化鈉溶液,體積又減少40mL。求此氣態烴的分子式。
常見錯解:通過濃硫酸時水蒸氣被吸收,通過氫氧化鈉溶液時二氧化碳氣體被吸收,所以,20mL該氣態烴燃燒生成的水蒸氣是50mL,生成的CO2是 40mL。由質量守恒關系可知1mol該氣態烴燃燒生成2.5mol水蒸氣和2molCO2,于是可得出該烴的化學式為C2H5,即C4H10。
錯誤原因:烴燃燒反應本身就可能使氣體總體積減少,通過濃硫酸后氣體體積減少50mL,并不能說明它全部是水蒸氣。
正確解法:設該烴的分子式為CxHy,則有
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O △V(減)
1 x+y/4 x 1+y/4
20 40 50
根據“對應項成比例”列出方程,然后可解得x=2,y=6
所以,該烴的分子式為C2H6。
2.燃燒0.1mol兩種氣態烴的混合物,生成3.36L(標準狀況)CO2和2.7gH2O,則混合物中兩種氣態烴的分子式是______。
常見錯解:n(CO2)= 3.36L÷22.4L/mol =0.15mol n(H2O)= 2.7g÷18g/mol=0.15mol
0.1mol烴燃燒生成0.15molCO2和0.15molH2O,混合烴的平均分子式為C1.5H3,即C3H6。所以,這兩種氣態烴的分子式可能是C3H4和C3H8,或者是C2H6和C4H6,或者是C2H4和C4H8。
錯誤原因:這里的平均分子式C1.5H3是根據反應物計算出來的,不能“放大”成C3H6。
正確解法:由于這兩種的平均分子式為C1.5H3,根據“中值法”原理,必有一種物質的碳原子個數小于1,那么它肯定是CH4;而CH4的氫原子個數大于3,則另一種物質的氫原子個數肯定小于3,那么它只能是C2H2。故這兩種烴分別是CH4和C2H2。
友情提示:照此方法分析,如果答案不只一組,還需要用十字交叉法來判斷答案到底是哪一組。具體辦法是:分別用C原子個數和H原子個數來交叉得到兩種烴的物質的量之比,如果這兩個比值相等,答案就成立,否則它就不是該試題的答案。
3.10mL某氣態烴在50mLO2里充分燃燒得到液態水和35mL混合氣體(氣體體積均在相同狀況下測定),則該氣態烴可能是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C3H6 E.C4H6
常見錯解:設該烴的分子式為CxHy,則有
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O △V(減)
1 x+y/4 x 1+y/4
10 (10+50)-35=25
根據“對應項成比例”列出方程,然后可解得y=6
所以此題答案為B、D、E。
錯誤原因:上述計算過程中沒有考慮氧氣的量是否充足。
正確解法1:(前面的解題過程同錯解)
根據氧氣的量來找出x與y的關系。
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O
1 x+y/4
10 50
1:(x+y/4)=10:50
解得x+y/4=5,也就是說當x+y/4≤5時才能保證氧氣足量。然后分別將B、D、E三個選項代入,即可發現E項不符合題意,應該舍去。
正確解法2:(前面的解題過程同錯解)
直接將最后結果代入,看氧氣的量是不是足夠。如
C4H6 + 5.5O2 → 4CO2 + 3H2O
1 5.5
10 (55)
由計算可知,10mL C4H6充分燃燒需要55mLO2,而題目中提供的O2只有50mL,不足以讓C4H6充分燃燒,故此選項應該舍去。
所以此題答案為B、D。
[同型練習] 10mL某氣態烴在80mLO2里充分燃燒得到液態水和體積為65mL的混合氣體(氣體體積均在相同狀況下測定),則該氣態烴不可能是( A )
A.甲烷 B.乙烷 C.丙烯 D.丁炔
4.常溫常壓時,nL某氣態烴和氧氣的混合氣體完全燃燒后,通過濃硫酸,再恢復到原來的溫度和壓強時,氣體體積變為原來的一半。假設燃燒后烴和氧氣都無剩余,則該烴可能是( )
A. C2H4 B.C3H8 C.C3H6 D.C4H6 E.C4H8
常見錯解1:類似于例題1,認為“通過濃硫酸后氣體體積變為原來的一半”就表示“生成的CO2的體積是n/2L”。
常見錯解2:設該烴的分子式為CxHy,則有
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O △V(減)
1 x+y/4 x 1+y/4
由于只知道氣態烴和氧氣混合氣體的體積為nL,不知道各自的體積,所以無法計算。
錯誤原因:沒有注意題設條件“燃燒后烴和氧氣都無剩余”,沒有理解“對應項成比例”列方程的本質含義。
正確解法:此題比其它試題多了一個條件“燃燒后烴和氧氣都無剩余”,所以,可以把二者的“體積和”作為一個整體來列方程。
設該烴的分子式為CxHy,則有
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O △V(減)
1 x+y/4 x 1+y/4
n n/2
列方程:(1+ x+y/4):(n)=(1+y/4):(n/2)
整理得x-y/4=1
討論:當y=4時,x=2,該烴為C2H4;
當y=8時,x=3,該烴為C3H8;
當y=12時,x=4,由于不存在這種物質(H原子個數比飽和烴的還多),故舍去。
所以,此題答案為A、B。