化学第二节 乙烯与有机高分子材料学案及答案

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1．等物质的量(体积相同)的烃(CxHy)完全燃烧规律
(1)耗氧量多少取决于x＋eq \f(y,4)的值，x＋eq \f(y,4)越大，耗氧量越多。
(2)生成CO2的量的多少取决于x的值，x的值越大，生成CO2越多。
(3)生成水的量的多少取决于eq \f(y,2)的值，eq \f(y,2)的值越大，生成水的量越多。
2．等质量的不同烃完全燃烧时的耗氧规律
氢元素的质量分数越大，消耗O2越多，产生的H2O越多；反之碳元素的质量分数越大，消耗O2越少，产生的CO2则越多。等质量的烃完全燃烧时，消耗氧气的量取决于CxHy中eq \f(y,x)的值，此值越大，耗氧量越多。
3．最简式相同的烃燃烧时的规律
最简式相同的烃不论以何种比例混合，只要混合物总质量一定，完全燃烧后生成的CO2和H2O及耗氧量一定。
4．烃完全燃烧前后气体体积变化规律
CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4)))O2eq \(――→,\s\up9(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O
1 x＋eq \f(y,4) x eq \f(y,2)
(1)燃烧后温度高于100 ℃，即水为气态：
ΔV＝V后－V前＝eq \f(y,4)－1eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y＝4时，ΔV＝0，体积不变,y＞4时，ΔV＞0，体积增大,y＜4时，ΔV＜0，体积减小,（y＜4的烃只有C2H2）))
(2)燃烧后温度低于100 ℃，即水为液态：ΔV＝V后－V前＝x－eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4)))))＝－1－eq \f(y,4)＜0，气体体积一定减小。
【典例】 在105 ℃、101 kPa时，取1 L两种气态烃与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。有下列组合的混合烃：①C2H4和C3H4 ②CH4和C2H6
③CH4和C3H4 ④C2H2和C3H6，其中可能符合上述要求的是 ( )
A.①② B．①③④
C．①③ D．②④
B [气态烃一般是指碳原子数小于等于4的烃。先假设该气态烃的混合物的平均分子式为CxHy。烃类燃烧的通式为CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4)))O2eq \(――→,\s\up9(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O。当温度超过100 ℃时，水为气体。根据题意，燃烧前后气体的体积不变，因此有1＋x＋eq \f(y,4)＝x＋eq \f(y,2)，解得y＝4。所给的4个组合中，碳原子数均小于4，符合气态烃的要求，因此只需要看氢原子数能不能平均到4即可。而要平均到4，肯定是一个比4大，一个比4小(或者均等于4)。组合①中氢原子数均为4，符合要求；组合②中氢原子数平均值肯定大于4，不符合要求；组合③中氢原子数均为4，符合要求；组合④中氢原子数一个为2，一个为6，可以平均到4，符合要求。]
烃燃烧前后气体体积变化规律
(1)体积是否发生变化的题目要看清两点：一看温度，二看氢。
①温度在100 ℃以下，水是液态，反应后气体体积一定减小。
②温度在100 ℃以上，水是气态，再看氢，氢原子数大于4时，气体体积增大；小于4时，气体体积减小；等于4时，气体体积不变。
(2)①若平均分子组成中，存在1＜N(C)＜2，则一定有CH4；若平均分子组成中，存在2＜N(H)＜4，则一定有C2H2。
②若M混＜26，则一定有CH4；若M混＜28(烷烃、烯烃的混合物)，则一定有CH4。
1．某两种气态烃的混合气体1 L，完全燃烧生成1.6 L CO2和2.0 L水蒸气(体积均在相同状况下测得)，该混合物可能是( )
A．乙烷、乙烯 B．甲烷、乙烯
C．乙烷、丙烯 D．乙烷、丙烯
B [设混合烃的平均分子式为CxHy，相同状况下，气体体积之比等于其物质的量之比，则混合烃完全燃烧生成1.6 ml CO2和2 ml H2O，故x＝1.6，y＝4，混合烃的平均分子式为C1.6H4。由平均碳原子数可知一定有甲烷，由平均氢原子数可知一定有乙烯。]
2．下列各项中的两种物质不论以何种比例混合，只要混合物的总物质的量一定，则完全燃烧消耗O2的质量保持不变的是( )
A．C3H6、C4H6O2 B．C2H6、C2H6O
C．C2H2、C6H6 D．C3H6O、C3H8
A [根据有机物的燃烧通式CxHyOz＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4)－\f(z,2)))O2eq \(――→,\s\up9(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O，分别计算1 ml有机物完全燃烧的耗氧量。A项，1 ml C3H6完全燃烧消耗4.5 ml氧气、1 ml C4H6O2完全燃烧消耗4.5 ml氧气，所以C3H6、C4H6O2不论以何种比例混合，只要混合物的总物质的量一定，则完全燃烧消耗O2的质量保持不变，正确；B项，1 ml C2H6完全燃烧消耗3.5 ml氧气、1 ml C2H6O完全燃烧消耗3 ml氧气，所以C2H6、C2H6O的总物质的量一定，以不同比例混合，完全燃烧消耗O2的质量不同，错误；C项，1 ml C2H2完全燃烧消耗2.5 ml氧气、1 ml C6H6完全燃烧消耗7.5 ml氧气，所以C2H2、C6H6的总物质的量一定，以不同比例混合，完全燃烧消耗O2的质量不同，错误；D项，1 ml C3H6O完全燃烧消耗4 ml氧气、1 ml C3H8完全燃烧消耗5 ml氧气，所以C3H6O、C3H8的总物质的量一定，以不同比例混合，完全燃烧消耗O2的质量不同，错误。]