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高中化学
化学姐:
今天化学姐给高二的同学们汇总一下有关各类烃的知识,帮助同学们更好的学习有机化学这部分难点知识,喜欢的同学们不要忘记分享到朋友圈哦~
一、各类烃的结构与性质归纳解读
1.各类烃的结构特点、性质和常见的同分异构体
[特别提示] ①烷烃与苯和苯的同系物都能发生取代反应,但反应条件不同,前者为光照,后者为铁粉。②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但苯的同系物一般能被氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色。
2.各类烃的检验
类别 |
液溴 |
溴水 |
溴的四氯化碳溶液 |
酸性高锰酸钾溶液 |
烷烃 |
与溴蒸气在光照条件下发生取代反应 |
不反应,液态烷烃可以萃取溴水中的溴从而使溴水层褪色 |
不反应,互溶不褪色 |
不反应 |
烯烃 |
常温加成褪色 |
常温加成褪色 |
常温加成褪色 |
氧化褪色 |
炔烃 |
常温加成褪色 |
常温加成褪色 |
常温加成褪色 |
氧化褪色 |
苯 |
一般不反应,催化条件下可取代 |
不反应,发生萃取而使溴水层褪色 |
不反应,互溶不褪色 |
不反应 |
苯的同系物 |
一般不反应,光照条件下发生侧链上的取代,催化条件下发生苯环上的取代 |
不反应,发生萃取而使溴水层褪色 |
不反应,互溶不褪色 |
氧化褪色 |
[特别提示] 应用上述性质可以解决不同类型烃的鉴别问题,同时要特别注意条件(如液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液、光照、催化剂等)对反应的影响。
二、烃类燃烧规律集锦
1.烃完全燃烧前后气体体积变化规律
烃完全燃烧的通式:
(1)燃烧后温度高于100℃,即水为气态
ΔV=V后-V前=-1
①y=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,即水为液态
ΔV=V前-V后=1+,总体积减小
[特别提示] 烃完全燃烧时,无论水是气态还是液态,燃烧前后气体体积变化都只与烃分子中的氢原子数有关,而与烃分子中碳原子数无关。
2.烃完全燃烧时耗氧量规律
(1)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,其耗氧量的大小取决于(x+)的值,其值越大,耗氧量越多。
(2)等质量的烃完全燃烧,其耗氧量大小取决于该烃分子中氢的质量分数,其值越大,耗氧量越多。相同碳原子数的烃类,碳的质量分数越大,耗氧量越多。
(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为定值。
(4)脂肪烃完全燃烧耗氧量比较
类别 |
通式 |
消耗氧气的量 |
规律 |
烷烃 |
CnH2n+2 |
(3n+1)/2 |
消耗氧气的量成等差数列 |
烯烃、环烷烃 |
CnH2n |
3n/2 |
|
炔烃、二烯烃 |
CnH2n-2 |
(3n-1)/2 |
3.烃完全燃烧产物规律
n(CO2)∶n(H2O) |
通式 |
类别 |
1∶1 |
CnH2n |
烯烃、环烷烃 |
>1∶1 |
CnH2n-x |
炔烃、二烯烃、苯及其同系物 |
<1∶1 |
CnH2n+2 |
烷烃 |
(1)质量相同的烃,碳的质量分数越大,完全燃烧生成的CO2越多。
(2)碳的质量分数相同的烃,只要总质量一定,以任意比混合,完全燃烧后,产生的CO2的量总是一个定值。
4.燃烧时火焰亮度与含碳量的关系比较规律
(1)含碳量越高,燃烧现象越明显,表现为火焰越明亮,黑烟越浓。如C2H2、苯、甲苯等燃烧时火焰明亮,并伴有大量浓烟;而含碳量越低,燃烧现象越不明显,无黑烟,如甲烷;对于C2H4及单烯烃的燃烧则是火焰较明亮,并伴有少量黑烟。
(2)含碳原子较少的各类烃,燃烧时的现象是不同的,烷烃无黑烟产生,烯烃有少量黑烟产生,炔烃及芳香烃有浓黑烟产生。应用燃烧来鉴别简单的烷烃、烯烃和炔烃是一种简单而有效的方法。
三、确定混合烃组成的四种方法
1.平均相对分子质量法
假设混合烃的平均相对分子质量为,则必含相对分子质量比小或相等(由同分异构体组成的混合气体)的烃。如<26(烷、炔相混),则混合烃中一定有CH4,或<28(烷、烯相混),则混合烃中一定有CH4,等等。
2.平均分子组成法
假设混合烃的平均分子式为CxHy,根据其平均分子组成情况有以下规律:若1<x<2,则混合烃中一定有CH4;若2<y<4,则混合烃中一定有C2H2;若混合烃由两种气体组成,当x=2且其中一种分子中含有两个碳原子,则另一种气体分子中也必含有两个碳原子。
3.根据烃燃烧规律分析
遇到烃类物质的燃烧问题时,有很多规律可直接应用于解题,如最简式相同的烃,无论以何种比例混合,当总质量一定时,耗氧量不变且生成CO2和H2O的质量均不变;又如分子式为CxHy的烃,当y=4时,完全燃烧反应前后物质的量相等,等等。
4.讨论法
当解决问题的条件不够时,可以从烃类物质的组成情况(如碳原子或氢原子多少关系)、结构特点(如是否饱和)、各类烃的通式等方面出发进行讨论,得出结果。