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    高考化学第二轮复习 有机化合物燃烧问题教案

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    安徽省怀远县包集中学高考化学第二轮复习教案:有机化合物燃烧问题 

    教学目标

    知识技能:掌握有机物燃烧耗氧量、生成二氧化碳和水的量的有关规律及计算方法。掌握根据燃烧产物的量判断有机物的组成。

    能力培养:通过习题的解题思路及方法的讨论,培养学生的逻辑思维能力,归纳小结有关规律及技巧的能力。

    科学思想:对学生进行从个别到一般的辩证唯物主义观点教育。

    科学品质:通过燃烧过程各种量规律的探索,培养学生勇于探索及严谨认真的科学态度。

    重点、难点   有机物燃烧各种量之间有关规律的探索。

    教学过程设计

    教师活动

    【提问】请写出烃及其含氧衍生物燃烧的通式。

    【设疑】从燃烧通式中能找出烃及烃的含氧衍生物燃烧的哪些规律?

    【引入新课】

    一、等物质的量的烃及其含氧衍生物完全燃烧时耗氧量、生成CO2H2O量的比较。

    【投影】

    1  等物质的量下列烃完全燃烧时耗氧气的量最多的是_______,生成水最少的是__________

    ACH4  BC2H4  CC2H2  DC6H6

    请学生通过解题小结,等物质的量的烃分别燃烧消耗氧气生成CO2H2O的量的有关规律。

    学生活动

    归纳小结:

    根据燃烧通式求解:答案为DC

    小结规律:等物质的量烃完全燃烧时耗氧量取决于xy的值,生

    【投影】

    2 等物质的量的下列有机物完全燃烧时,消耗氧气的量最多的是

                                                          (   

    A.甲烷                 B.乙醛

    C.乙二醇                D.乙醇

    指导学生讨论解题方法。

    讨论方法:

    方法1 利用燃烧通式

    ①先写出化学式ACH4BC2H4OCC2H6O2DC2H6

    解,答案为D

    【评价】

    【设问】能否将含氧衍生物转换为烃或只含碳来考虑,为什么?

    思考、回答。

    能。等物质的量的分子式为CmHn的烃与分子式可转换为CmHnH2Ox的含氧衍生物,分别燃烧时耗氧的量相同。

    【评价】利用此方法解决这类题的优点是:方便、快捷。

    方法2.先做转换

    BC2H4OC2H2H2O

    CC2H6O2C2H2H2O2

    DC2H6OC2H4H2O

    只需比较ACH4BC相同为C2H2D转化为C2H4,耗氧

    【练习】

    1.下列各组有机物,不管它们以何种比例混合,只要物质的量一定,则完全燃烧时消耗氧气为一定值的是     

    AC4H6      C3H8

    BC5H10      C6H6

    CC2H6O     C2H4O2

    DC3H6      C3H8O

    2.某烃或某烃含氧衍生物只要含有的碳原子数相同,当它们以等物质的量分别充分燃烧时,所消耗氧气的量相等,则烃是___________ ,烃的衍生物是_________

    1.审题,应用规律求解。

    答案为BD

    2.思考。

    讨论:同碳数的烯与饱和一元醇;同碳数的炔与饱和一元醛

    C2H4     C2H6O

    C2H2    C2H4O

    归纳小结:应符合烃的含氧衍生物与烃差n个水分子。还要看该种衍生物是否存在。

    【设疑】相同质量的烃或烃的衍生物完全燃烧时,是否也符合这些规律?

    【引入】

    二、等质量的有机物完全燃烧时在相同条件下相关量的比较。

    【投影】

    1 等质量的下列烃完全燃烧时消耗氧气的量最多的是

                                                             

    ACH4                BC2H4

    CC2H6               DC6H6

    思考。

    讨论如何求解。

    方法1:常规法根据燃烧的化学方程式求解。

    答案为A

    同老师一起分析,并小结有关规律。

    小结规律:将CxHy转换为CHy/x,相同质量的烃完全燃烧时y/x值越大,耗氧量越高,生成水的量越多,而产生的CO2量越少。y/x相同,耗氧量,生成H2OCO2的量相同。

    方法2

    根据上述规律解题。

    答案为A

    小结规律:等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时其耗氧量相等。燃烧产物相同,比例亦相同。

    CO2H2O的量均相同。

    3CH2  各种烯烃

    【评价】方法1费时费力。

    【讲述】C+O2CO2

    12g    1mol

    12H+3O26H2O

    12g    3mol

    可见同质量的碳元素、氢元素分别完全燃烧,氢元素耗氧是碳元素的3倍,质量相同的各类烃完全燃烧时,含氢量越高耗氧量越多。

    【提问】请学生根据规律举几例并分析原因。

    分析原因:因为最简式相同,各元素的质量分数一定相等,有机物质量相同,各元素的质量一定相同。但一定要注意最简式不同,某元素的质量分数可能相同。(如:CH4C8H16O碳元素质量分数相等)

    【评价】分析得很好。

    【应用规律解题】

    【投影】

    1  AB是分子量不相等的两种有机物,无论以何种比例混合只要总质量不变,完全燃烧后产生H2O的质量也不变。试写出两组符合上述情况的有机物的分子式_____。并回答应满足的条件是____

    分析题意:只要混合物质量不变完全燃烧后产生水的质量也不变,应满足的条件是氢元素的质量分数相等。符合情况的两组为:

    1C2H2C6H62CH2OC2H4O2

    【评价】同学们解题是正确的。应注意C12H8C2H4O3也符合题意。一定要注意满足的条件不能是最简式相同。

    【投影】

    2 有机物AB分子式不同,它们只可能含CHO元素中的三种或两种。如果将AB不论以何种比例混合,只要物质的量之和不变,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AB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)

    在教师指导下,应用有关规律解题。分析:AB应为CxHyCxHOz。只要混合物物质的量之和不变,完全燃烧时消耗氧气和生成水的物质的量也不变,则两种有机物分子中含氢原子个数相等。若ACH4,则B一定为CH4CO2n。其中分子量最小的B一定为CH4CO2),即C2H4O2

    答案为:AB的分子中氢原子数相同,且相差n个碳原子,同时相差2n个氧原子。

    【设问】如果AB碳原子数相等会如何?如果燃烧时消耗氧气的量相同,那么AB将满足什么条件?

    思考回答问题:生成CO2的量相同。

    AB分子中碳原子数相同,且相差2n个氢原子同时相差n个氧原子。

    【过渡】气态烃完全燃烧前后气体体积是怎样变化呢?

    三、气态烃与氧气混合充分燃烧,恢复原状态(100以上)反应前后气体体积的变化。

    聆听、思考。

    【提问】分别写出CH4C2H4C2H2C2H6完全燃烧的化学方程式。如果温度高于100,分析燃烧反应前后气体体积的变化情况。

    写出有关反应的化学方程式,并分析:

    CH4+2O2CO2+2H2O

    C2H4+3O22CO2+2H2O

    C2H2+2.5O22CO2+H2O

    C2H6+3.5O22CO2+3H2O

    通过分析找出一般规律。

    设烃CxHy1mol

    y=4,总体积不变,V=0

    y4,总体积减小,V=1-y/4

    y4,总体积增大,V=y/4-1

    【评价】评价学生的分析,指出如果温度低于100生成液态水,则不符合此规律,具体情况可通过化学方程式分析。

    【练习】

    1120时,1体积某烃和4体积O2混合,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强,体积不变,该烃分子式中,所含碳原子数不可能的是

                                                             

    A1 B2    C3    D4

    应用有关规律解题:

    因为反应前后气体体积不变,所以氢原子数应为4。氢原子数为4时碳原子数可以为1CH42C2H43C3H4,不能为4,答案为D

    【评价】对学生解题思路进行评价。

    2.两种气态烃以任意比例混合在1051L该混合物与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10L,下列混合烃中不符合此条件的是                    

    ACH4C2H4             BCH4C3H6

    CC2H4C3H4             DC2H2C3H6

    应用规律解题。

    答案为B

    部分同学答案为BD

    【组织讨论】分析正确答案及其原因。

    【过渡】除以上烃及烃的衍生物充分燃烧,判断消耗氧气的量,生成CO2H2O的量的问题外,还有一些其它方面的计算,下面就这些内容小结其解题常用的技巧及方法。

    因为题目限定气态烃以任意比例混合,而C2H2C3H6只有在11混合时氢原子数才可能为4,故不符合条件。所以答案应是B

    思考:还经常遇到哪些有机物燃烧计算的问题?

    四、几种有机物燃烧计算题的解题方法及技巧

    【投影】

    1  10mL某种气态烃在50mL氧气中充分燃烧,得到液态水和体积为35mL的混合气体(气体体积均在同温、同压下测得),该气态烃可能是什么烃?

    分析题意,讨论解法。

    解:

    10mL气态烃在50mLO2中充分燃烧,O2应为足量或过量,得到35mL混合气体应为CO2O2

    解:设气态烃为CxHy

    y=6

    讨论:y=6时的气态烃有

    C2H6 C3H6   C4H6

    分析:1mol C3H6完全燃烧消耗O24+6/4=5.5mol,不合题意,舍去。

    【评价】同学的解题思路比较好,这是应用到了讨论法。是否还有其他方法,比如差量法、解不等式法等,请同学们回去练习。【投影】

    2 两种气态烃组成的混合气体0.1mol,完全燃烧得0.16molCO23.6g水,混合气体中     

    A.一定有甲烷            B.一定是甲烷和乙烯

    C.一定没有乙烷          D.一定有乙炔

    【组织讨论】根据平均化学式C1.6H4分析哪个选项是正确的。

    解:设气态烃为CxHy

    1mol            x mol    9yg

    0.1mol           0.16 mol  3.6 g

    解得 X=1.6

    y=4即平均化学式为C1.6H4因为只有甲烷碳原子数小于1.6,故一定有甲烷,乙烷氢原子数大于4,故一定没有乙烷。

    答案为 AC

    【指导学生解题】分析该题应用到的方法和技巧是:平均化学式法及讨论法。(指出)解决一道题可能要用到多种方法和技巧,如平均式量法、守恒法、十字交叉法等。

    【习题】

    1.常温下一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气体,AB分子最多只含有4个碳原子,且B分子的碳原子数比A分子的多。

    1)将该混合气体充分燃烧在同温、同压下得2.5LCO2,试推断原混合气体中AB所有可能的组合及其体积比。

    解析:

    设平均分子式为CxHy(用平均值分析法)

    根据题意X=2.5,平均分子式为C2.5Hy

     

    VAVB可用十字交叉法迅速求解。

    2120时取1L该混合气体与9L氧气混合,充分燃烧后,当恢复到120和燃烧前的压强时,体积增大6.25%,试通过计算确定混合气中各成分的分子式。

    2)由C2.5Hy燃烧反应方程式求出y值。

    解得y=6.5,平均分子式为C2.5H6.5,讨论只有组符合题意。

    【组织讨论】解此题用到哪些方法及技巧。

    2.某混合气体由两种气态烃组成。取2.24L该混合气完全燃烧后得到4.48L二氧化碳(气体已折算为标准状况)和3.6g水,则这两种气体可能是                            

    ACH4C3H8            BCH4C3H4

    CC2H2C3H4           DC2H2C2H6

    请学生应用上题小结技巧解题。

    讨论:

    ①平均分子式法

    ②差量法

    ③十字交叉法

    ④讨论法等

    ⑤……

    即该烃平均分子组成为C2H4

    讨论:A中含H4C中含C2,而BD符合题意。

     

    精选题

     

    一、选择题

    1.物质的量相等的戊烷、苯和苯酚完全燃烧需要氧气的物质的量依次为xyzmol,则xyZ的关系为    

    Axyz               Byzx

    Czyx               Dyxz

    2X是一种烃,它不能使KMnO4溶液褪色,0.5molX完全燃烧时,得到27g水和67.2LCO2(标准状况),X                                                     

    A.环己烷                B.苯

    C13-丁二烯            D.甲苯

    3.某有机物CnHxOy完全燃烧时消耗O2物质的量是有机物的n倍,生成CO2H2O物质的量相等,该有机物化学式中,xyn的量的关系可以是                         

    A2n=x=2y               Bn=2x=y

    C2y=x=n               Dx=2n=y

    4.分别燃烧下列各组物质中的两种有机物,所得CO2H2O的物质的量之比相同的有       

    A.乙烯,丁二烯          B.乙醇,乙醚

    C.苯,苯酚              D.醋酸,葡萄糖

    5.有乙醛蒸气与乙炔的混合气体aL。当其完全燃烧时,消耗相同状况下的氧气的体积为     

    A2aL                  B2.5aL

    BC3aL                D.无法计算

    6.一定量乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO2CO和水的总的质量为27.6g。若其中水的质量为10.8g,则CO的质量是

                                                             

    A1.4g                  B2.2g

    C4.4g                  D2.2g4.4g之间

    7.某气态烷烃和炔烃的混合物1L,完全燃烧后生成CO21.4L和水蒸气1.6L(体积均在相同状况下测定),该混合物为                                                  

    A.乙烷,乙炔

    B.甲烷,乙炔

    C.甲烷,丙炔

    D.乙烷,丙炔

    8.有两种有机物组成的混合物,在一定的温度和压强下完全汽化为气体。在相同温度和压强下,只要混合气体体积一定,那么无论混合物以何种比例混合,它在完全燃烧时所消耗的氧气体积也是一定的。符合这种情况的可能是                                                     

    AC2H6OC2H4O2

    BC2H4OCH4O

    CC3H6OC3H8O3

    DC3H6OC3H8O2

    9.在压强为1.01×105Pa150时,将1LC2H42LC2H22LC2H620LO2混合并点燃,完全反应后,氧气有剩余,当混合后的反应气恢复到原压强和温度时,其体积为        

    A10L                  B15L

    C20L                  D25L

    10.下列各组烃的混合物,只要总质量一定,无论按什么比例混合,完全燃烧后生成的CO2H2O都为恒量的是                                                     

    AC2H2C2H6           BC2H4C3H8

    CC2H4C3H6           DC3H6C3H8

    11.将一定量的有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收,经过滤得沉淀20g,滤液质量比石灰水减少5.8g,则该有机物可能是                                  

    A.乙烯                 B.乙二醇

    C.乙醇                 D.甲酸甲酯

    12amL三种气态烃混合物与足量O2混合点燃后恢复到原来状态(常温、常压),体积共缩小2amL,则三种烃可能是                                                  

    ACH4C2H4C3H4

    BC2H6C3H6C4H6

    CCH4C2H6C3H6

    DC2H4C2H2CH4

    二、非选择题

    13.有机物在氧气中燃烧,其中的碳氢原子数与消耗氧的量有一定关系,

    1)等质量的醛(CnH2nO)和羧酸(CmH2mO2)分别充分燃烧时nm为何关系时消耗氧的量相同________(写出nm的数学关系)。

    2)等物质量的同碳数的烯烃与饱和一元醇分别充分燃烧时,消耗氧气的量相同。等物质的量的同氢原子数的_____烃(填烷、烯、炔或苯的同系物)与饱和一元_______(填醇、醛或羧酸或酯)分别燃烧时,消耗氧气的量相同。

    14.燃烧1体积某烃的蒸气生成的CO2H2O(气)少1体积(相同状况),0.1mol该烃充分燃烧,其产物全部被碱石灰吸收,碱石灰增重39g,该烃的分子式是______

     

     

     

    一、选择题

    1A  2B  3A  4CD  5B

    6A提示:生成水10.8g 18g/mol=0.6mol3H2OC2H6O,有乙醇0.2mol,含碳0.4mol,设生成COCO2物质的量分别为xy

    7B  8D  9D  10C

    11BC 提示:设生成10g沉淀需CO2物质的量为x,溶液质量减少为y

    CaOH2+CO2=CaCO3+H2O 溶液质量减少

    1mol  100g         100-44g

    x     10g              y

    x=0.1mol y=5.6g

    反应产生H2O的质量为:5.6g-2.9g=2.7g

    12A

    二、非选择题

    13.(12n  2)烷,羧酸或酯  14C6H14 提示:根据题意:1体积烃的蒸气燃烧生成的CO2比蒸气少1体积。该烃一定为烷烃,可根据烷烃燃烧通式求出n值。

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