Question

某链烃（C_nH_m）属烷烃、烯烃或炔烃中的一种，使若干克该烃在足量的氧气中完全燃烧，生成x升二氧化碳和1升水蒸气（120℃，101.3KPa），试讨论：如何根据x的不同取值范围来确定该烃所属类型及其分子内所含碳原子数n的值（n用x的表达式或实际数值表示）．

Answer 1

考点：有关有机物分子式确定的计算

专题：烃及其衍生物的燃烧规律

分析：先根据该烃完全燃烧生成的二氧化碳和水的体积找出二者的物质的量关系，然后分别根据烷烃、烯烃、炔烃的通式进行讨论得出x的不同取值范围与该烃所属类型的关系，并计算出相应烃分子内所含碳原子数n的值．

解答： 解：相同条件下二氧化碳与水的体积比等于物质的量之比，则该烃完全燃烧生成二氧化碳和水的物质的量之比为：x：1，根据C、H原子守恒，该烃中碳氢原子数之比为：n：m=x：（1×2）=x：2，整理可得：m=

2

x

n，
烷烃的通式为C_nH_2n+2，即当m=2n+2时，该烃为烷烃，则m=

2

x

n=2n+2，整理可得：x=

n

n+1

=

1

1+ 1 n

，n越大，x值大，烷烃中n≥1，则当n=1时，x有最小值，最小值为：x=

1

1+1

=

1

2

，当n=+∞时，

1

n

≈0，x有最大值，则x＜1，所以：当

1

2

≤x＜1时，该烃为烷烃（C_nH_2n+2），n=

x

1-x

；
根据烯烃的通式C_nH_2n可知，烯烃分子中m=2n=

2

x

n，解得：x=1，即：当x=1时该烃为烯烃，烯烃分子中至少含有2个C，则n≥2；
根据炔烃的通式C_nH_2n-2可知，m=

2

x

n=2n-2，整理得：x=

n

n-1

=

1

1- 1 n

，n值越大，则x值小，炔烃中碳原子数n≥2，则x的最大值为：x=

1

1- 1 2

=2，即：x≤2，当n=+∞时，

1

n

≈0，x有最小值，最小值为1，则x的取值范围为：1＜x≤2，此时n=

x

x-1

，
答：x的不同取值范围与该烃所属类型及其分子内所含碳原子数n的值为：
（1）当

1

2

≤x＜1时，该烃为烷烃（C_nH_2n+2），n=

x

1-x

；

（2）当x=1时，该烃为烯烃（C_nH_2n），n≥2；
（3）当1＜x≤2时，该烃为炔烃（C_nH_2n-2），n=

x

x-1

．

点评：本题考查了烃燃烧通式的计算，题目难度中等，注意掌握烷烃、烯烃、炔烃的分子组成特点，明确烃的燃烧通式，并根据燃烧通式进行简单的化学计算．