Question

150℃、101kPa時(shí)，由兩種烴組成的混合氣體0.5L在4.5LO₂（足量）中完全燃燒，測(cè)得反應(yīng)后氣體總體積小于5L，其中含CO₂ 0.8L．
（1）求此混合氣體中兩種烴的分子式
（2）求此混合氣體中兩種烴的體積比．
（3）求生成水蒸汽的體積．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計(jì)算

專題：

分析：先根據(jù)烴的燃燒通式及反應(yīng)后氣體體積減小確定混合烴中平均氫原子數(shù)，再根據(jù)0.5L混合烴生成了0.8L二氧化碳計(jì)算出混合烴中平均碳原子數(shù)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知一定含有甲烷，再根據(jù)平均氫原子數(shù)得出一定為甲烷和乙炔的混合物，然后根據(jù)混合烴的平均碳原子數(shù)計(jì)算出二者的體積之比，最后根據(jù)燃燒的關(guān)系式及氫原子守恒CH₄～2H₂O、C₂H₂～H₂O計(jì)算出生成水蒸氣的體積．

解答： 解：（1）設(shè)該混合烴平均化學(xué)式為C_xH_y，則：
C_xH_y+（x+

y

4

）O₂=xCO₂+

y

2

H₂O
150℃時(shí)水為氣體，要使反應(yīng)后體積小于5L，則有該反應(yīng)各氣體物質(zhì)的系數(shù)關(guān)系為：
1+x+

y

4

＞x+

y

2

解得：y＜4，
0.5L混合烴產(chǎn)生0.8LCO₂，相同條件下氣體的物質(zhì)的量之比等于其體積之比，
則0.5mol混合烴污染燃燒生成0.8mol二氧化碳，1mol混合烴完全燃燒生成1.6mol二氧化碳，則x=1.6；由此可知混合烴中必有甲烷（CH₄），另一種烴氫數(shù)一定小于4，氫原子數(shù)小于4的烴只有乙炔（C₂H₂），
答：此混合氣體中兩種烴的分子式為CH₄和C₂H₂；
（2）設(shè)含有xmol甲烷、ymol乙炔，
根據(jù)碳原子守恒看得：

xmol×1+ymol×2

xmol+ymol

=1.6，
解得：x：y=2：3，即：甲烷與乙炔物質(zhì)的量之比為2：3，
答：此混合氣體中甲烷與乙炔物質(zhì)的量之比為2：3；
（3）相同條件下體積之比就等于物質(zhì)的量之比，則混合氣體中甲烷的體積為：0.5L×

2

3+2

=0.2L，乙炔的物質(zhì)的量為：0.5L×

2

2+3

=0.3L，
根據(jù)氫原子守恒看得關(guān)系式：CH₄～2H₂O、C₂H₂～H₂O，
                         1    2      1    1
                        0.2L 0.4L   0.3L 0.3L
則生成水的體積為：0.4L+0.3L=0.7L，
答：生成水蒸汽的體積為0.7L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合烴燃燒的計(jì)算，題目難度中等，注意掌握烴的燃燒通式，能夠根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積不會(huì)判斷混合烴中氫原子數(shù)的范圍，經(jīng)過對(duì)混合烴的平均分子式的討論得出混合物為甲烷和乙炔為解答本題的關(guān)鍵．