烷烃的燃烧

烷烃是用作燃料的饱和烃，天然气、汽油、柴油和液化石油气全都是烷烃的混合物，所以它们的燃烧是中五碳化合物一章的核心。考试会考配平方程式、完全燃烧与不完全燃烧的区别，以及火焰处的现象。

完全燃烧

当烷烃在充足氧气中燃烧时，每个碳原子最终变成二氧化碳，每个氢原子变成水。这个反应强烈放热，这正是烷烃能当燃料的原因。

• 甲烷：CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l)
• 乙烷：2C₂H₆(g) + 7O₂(g) → 4CO₂(g) + 6H₂O(l)
• 丙烷：C₃H₈(g) + 5O₂(g) → 3CO₂(g) + 4H₂O(l)
• 丁烷：2C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10H₂O(l)

烷烃 CnH2n+2 的通式为：

CnH2n+2 + ((3n+1)/2) O₂ → n CO₂ + (n+1) H₂O

配平技巧：先定好碳原子和氢原子，再数出所需的氧原子数，最后调整 O₂ 的系数。如果氧原子数是分数，就把整条方程式加倍，这正是乙烷和丁烷的方程式以 2 开头的原因。

不完全燃烧

当氧气供应有限时，碳没有被完全氧化，于是生成有毒的一氧化碳气体，或烟灰（碳），代替二氧化碳，并伴随水。例如：

2CH₄(g) + 3O₂(g) → 2CO(g) + 4H₂O(l)

CH₄(g) + O₂(g) → C(s) + 2H₂O(l)

不完全燃烧放出的热量比完全燃烧少，并产生一氧化碳，它正是故障暖气造成中毒的元凶，所以这是一个重要的安全与环境要点。

所需条件

燃烧需要氧气供应（来自空气）和一个引燃源，火花或火焰，以达到着火温度。燃烧是完全还是不完全，取决于有多少氧气可用。

现象

• 完全燃烧： 洁净、不发光的蓝色火焰、大量热量、没有烟灰。生成的气体使石灰水变浑浊（二氧化碳），水滴在冷表面上凝结。
• 不完全燃烧： 黄色、发光、有烟灰的火焰、较少热量，以及在冷表面（如沸腾管）上留下黑色烟灰沉积。

分子中碳的比例越高，烟灰越多，所以较重的烷烃、尤其是不饱和的烯烃，燃烧时火焰比甲烷更多烟。

常见错误

不要忘了最后再配平氧原子，以及当氧的系数是分数时把方程式加倍。不要把二氧化碳写成不完全燃烧的产物，那是一氧化碳或碳。

要写状态符号；在室温下水通常写成 (l)。

在 SPM 考试中的出现方式

在 试卷二 (4541/2) 里，你可能被要求写出并配平燃烧方程式、解释火焰为何多烟，或比较相同碳数的烷烃与烯烃的燃烧。在 试卷一 (4541/1) 里，客观题会考产物和火焰颜色。

始终把现象连回到有多少氧气可用，你的燃烧答案就会保持一致而正确。