6.下列叙述中,错误的是( )
A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55~60 ℃可反应生成硝基苯
B.甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应,主要生成2-氯甲苯或4-氯甲苯
C.乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为
D.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
(苯甲酸)
解析:选B 苯与浓硝酸、浓硫酸共热并保持55~60 ℃发生取代反应生成硝基苯和水,A项正确;甲苯与氯气在光照下反应,甲基上的氢原子被取代而苯环上的氢原子不被取代,B项错误;乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,C项正确;苯环和碳碳双键在合适的条件下均能与氢气发生加成反应,苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷,D项正确。
烃的燃烧规律
1.烃完全燃烧前后气体体积的变化
y?y?点燃
完全燃烧时的通式:CxHy+?x+?O2――→xCO2+H2O
2?4?
(1)燃烧后温度高于100 ℃时,水为气态:
ΔV=V后-V前=-1(烃为气态)
4①y=4时,ΔV=0,体积不变; ②y>4时,ΔV>0,体积增大; ③y<4时,ΔV<0,体积减小。
(2)燃烧后温度低于100 ℃时,水为液态:
yΔV=V前-V后=+1(烃为气态),体积总是减小。
4
- 13 -
y无论水为气态,还是液态,燃烧前后气体体积的变化都只与烃分子中的氢原子数有关,而与烃分子中的碳原子数无关。
2.烃完全燃烧时所耗氧气量的规律
y?y?点燃
完全燃烧时的通式:CxHy+?x+?O2――→xCO2+H2O
2?4?
(1)由烃完全燃烧的通式可知,等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量的大小取决于
?x+y?的值,其值越大,耗氧量越大;其值越小,耗氧量越小;若值相同,耗氧量相等。
?4???
(2)烃(CxHy)燃烧可看作烃中的C和H分别与氧结合。其关系式为: C + O2~CO2 4H + O2~2H2O 12 g 32 g 4 g 32 g
由上面的关系式可知:相同质量的C和H,H的耗氧量大于C的耗氧量,故质量一定时,烃(CxHy)中氢的质量分数越大,其耗氧量越多,即等质量的烃的耗氧量的多少取决于的值的大小,的值越大,耗氧量越多;的值越小,耗氧量越少;的值相等,耗氧量相同。
yxyxyxyx(3)最简式相同的烃,不论它们以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧时所消耗的氧气以及燃烧后生成的二氧化碳和水的量均为定值。
3.含碳量高低与燃烧现象的关系
含碳量越高,燃烧现象越明显,表现在火焰越明亮,黑烟越浓,如C2H2、C6H6(含碳量均为92.3%)燃烧时火焰明亮,伴随有大量浓烟;而含碳量越低,燃烧现象越不明显,往往火焰不明亮,无黑烟,如CH4(含碳量为75%)就是如此;对于C2H4及其他单烯烃(含碳量均为85.7%),燃烧时火焰较明亮,并有少量黑烟。
1.等质量的下列有机物完全燃烧,消耗O2最多的是( ) A.CH4 C.C2H2
B.CH3CH3 D.C5H12
- 14 -
解析:选A 方法1:根据化学方程式进行计算,然后通过比较得到答案。方法2(碳氢比法):烃中H元素的质量分数越大,即烃中碳氢比(可以是质量比,也可以是物质的量或原子个数比)越小,烃的耗O2量越大。方法3(CHx法):将烃转化为“最简式”CHx的形式,等质量的烃完全燃烧耗O2量的大小可由x决定,x越大耗O2量越大,x越小耗O2量越小。CHx法是解决本题的快捷方法。
2.10 mL 3种气态烃的混合物和足量氧气混合点燃爆炸后恢复到原来状态(常温常压),气体体积共缩小了20 mL(不考虑CO2的溶解)。则这3种烃可能的组合是( )
A.CH4、C2H4、C3H6任意体积比
B.C3H8、C4H8、C2H2质量比为11∶14∶26 C.C2H6、C4H6、C2H2同条件下体积比为2∶1∶1 D.CH4、C3H6、C2H2保持n(C3H6)∶n(C2H2)=1∶2 解析:选B 设烃的混合物的平均化学式为CxHy,则:
CxHy+(x+)O2→xCO2+H2O (l) 体积减小
42
yy1 1+
410 mL 20 mL
y则1∶(1+)=10 mL∶20 mL,解得:y=4,即混合气体分子中平均含有4个H原子。A
4项,CH4、C2H4分子均含有4个H原子,而C3H6含有6个H原子,其混合物中氢原子的平均数不111426
可能为4,错误;B项,C3H8、C4H8、C2H2质量比为11∶14∶26,其物质的量之比为∶∶=1456261∶1∶4,平均H原子数目为(8+8+2×4)/(1+1+4)=4,正确;C项,C2H6、C4H6、C2H2同条件下体积比为2∶1∶1,平均H原子数目为(2×6+6+2)/(2+1+1)=5,错误;D项,CH4、C3H6、C2H2混合,应保持n(C3H6)∶n(C2H2)=1∶1才能满足混合物中H原子数平均为4,错误。
3.现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物:
(1)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。
(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。
y - 15 -
(3)等质量的以上三种物质燃烧时,生成二氧化碳最多的是________,生成水最多的是________。
(4)在120 ℃、1.01×10 Pa下时,有两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是________。
5
解析:(1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时,越大,耗氧量越大。CH4、C2H4、C2H6中的依次为4、2、3,故完全燃烧时耗去O2的量最多的是CH4。
yxyx(2)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量越大。三种物质中的?x+??x+4?的值越大,
???4?依次为2、3、3.5,故同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是C2H6。
x?
y?
?
y?(3)质量相同时,烃(CxHy中)相同质量的CH4、
y越大,生成二氧化碳的量越多;越大,生成水的量越多。
yxC2H4、C2H6中最大的是C2H4,即生成二氧化碳最多的是C2H4;最大的是CH4,生成水最多的是CH4。
(4)由题意可知,在120 ℃、1.01×10 Pa下,
5
xyyxy?y?点燃
CxHy+?x+?O2――→xCO2+H2O(g)
2?4?
1 x+ x 42
yy由于ΔV=0,则1+x+=x+,得y=4,即温度≥100 ℃条件下,当烃分子中含有4
42个氢原子时,该烃完全燃烧前后气体体积不变。故符合要求的两种烃为CH4和C2H4。
答案:(1)CH4 (2)C2H6 (3)C2H4 CH4 (4)CH4和C2H4
yy - 16 -
- 17 -
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