Question

17．乙烯和乙烷的混合氣體共a mol，與b mol O₂共存于一密閉容器中，點燃后充分反應，乙烯和乙烷全部消耗完，得到CO和CO₂的混合氣體和45g H₂O，試求：
（1）當a=1時，乙烯和乙烷的物質的量之比n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=1：1
（2）當a=1，且反應后CO和CO₂的混合氣體的物質的量為反應前O₂的$\frac{2}{3}$時，b=3，得到的CO和CO₂的物質的量之比n（CO）：n（CO₂）=1：3．
（3）a的取值范圍是$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$．

Answer 1

分析 （1）設乙烯與乙烷的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者物質的量之和與生成的水中H原子守恒列方程，據此計算解答；
（2）根據碳元素守恒計算反應后CO和CO₂混合氣體的物質的量之和，據此計算b的值；設反應后CO和CO₂的物質的量分別為amol、bmol，根據二者之和與氧原子守恒列方程計算；
（3）根據H原子守恒利用極限法解答，只有乙烯時，a值最大，只有乙烷時，a值最小．

解答 解：（1）設乙烯與乙烷的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者物質的量之和與H原子守恒列方程，則：x+y=1，4x+6y=$\frac{45}{18}$，解得：x=0.5，y=0.5，故n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=0.5mol：0.5mol=1：1，故答案為：1：1；
（2）根據碳元素守恒可知，反應后CO和CO₂混合氣體的物質的量之和為1mol×2=2mol，故$\frac{2}{3}$b=2，b=3，
設反應后CO和CO₂的物質的量分別為amol、bmol，根據二者之和與氧原子守恒列方程，則：a+b=2，a+2b=3×2-$\frac{45}{18}$，解得：a=0.5，b=1.5，故n（CO）：n（CO₂）=0.5mol：1.5mol=1：3，故答案為：3；1：3；
（3）生成水的物質的量=$\frac{45}{18}$mol=2.5mol，只有乙烯時，a值最大，根據H原子守恒可知，a的極大值為：$\frac{2.5mol×2}{4}$=$\frac{5}{4}$mol，只有乙烷時，a值最小，根據H原子守恒可知，a的極小值為：$\frac{2.5mol×2}{6}$=$\frac{5}{6}$mol，故a的取值范圍為：$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$，故答案為：$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，注意掌握質量守恒定律、極值法在化學計算中的應用，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．