Question

甲烷中混有另一種或幾種氣態(tài)烴所組成的混合物1L，完全燃燒需同溫同壓下的O₂ 3L，并測得該氣態(tài)烴混合物對氫氣的相對密度為12.67，那么甲烷中可能混入的氣態(tài)烴是（　　）

• A、C_nH_2n+2（n＞1）
• B、C_nH_2n（n＞2）
• C、C_nH_2n（n＞1）和C_mH_2m（m＞2）
• D、C_nH_2n-2（n＞1）與C_mH_2m-2（m，n＞1）

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：氣態(tài)烴分子中含有的C原子數(shù)≤4；氣態(tài)烴混合物對氫氣的相對密度為12.67，則混合氣體的平均分子質(zhì)量為：2×12.67=25.34，然后結(jié)合消耗氧氣的體積故選列式計算出混合烴的平均分子式，最后題干討論判斷混合烴的組成情況．

解答： 解：氣態(tài)烴混合物對氫氣的相對密度為12.67，則混合氣體的平均分子質(zhì)量為：2×12.67=25.34，
1L該混合烴完全燃燒消耗3L氧氣，則1mol該烴消耗3mol的氧氣，
設(shè)混合烴的平均分子式為：C_xH_y，
根據(jù)平均分子量可得：12x+y=25.34，
根據(jù)消耗氧氣體積關(guān)系可得：x+

y

4

=3，
兩個方程式聯(lián)立可得：x=1.6675、y=5.33，
甲烷分子中C原子數(shù)小于1.6675、H原子數(shù)小于5.33，
則另一種烴分子中C原子數(shù)大于2、H原子數(shù)大于5.33，
氣體烴的碳原子數(shù)必須小于5，
滿足條件的有：C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈、C₄H₆、C₄H₈、C₄H₁₀，
①當(dāng)C原子數(shù)為2時，設(shè)甲烷的物質(zhì)的量為x、C₂H_n的物質(zhì)的量為y，
根據(jù)平均碳原子數(shù)可得：1.6675=

x+2y

x+y

，解得：x：y=1：2，
根據(jù)平均H原子數(shù)可得：

4×1+2n

1+2

=5.33，
解得：n=6，該烴為：C₂H₆；
②當(dāng)另一種烴的碳原子數(shù)為3時，設(shè)甲烷的物質(zhì)的量為x、C₃H_n的物質(zhì)的量為y，
根據(jù)平均H原子數(shù)可得：1.6675=

x+3y

x+y

，解得：x：y=2：1，
根據(jù)平均H原子數(shù)可得：

4×2+n

1+2

=5.33，解得：n=9，該烴分子式為：C₃H₉，如果為兩種烴的混合物，則一定含有C₄H₁₀，選項中BCD不符合；
③當(dāng)另一種烴中C原子數(shù)為4時，設(shè)甲烷的物質(zhì)的量為x、C₄H_n的物質(zhì)的量為y，
根據(jù)平均H原子數(shù)可得：1.6675=

x+4y

x+y

，解得：x：y=3.5：1，
根據(jù)平均H原子數(shù)可得：

4×3.5+n

3.5+1

=5.33，解得：n=1，該烴分子式為：C₄H₁，不存在該烴或混合烴；
根據(jù)分析可知，另一種烴組成中一定含有烷烴，烷烴分子通式為：C_nH_2n+2（n＞1），所以A正確、BCD錯誤，
故選A．

點評：本題考查了有關(guān)混合物反應(yīng)的計算，題目難度較大，注意掌握討論法在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法，明確平均分子式、相對密度的含義及在求算有機物分子式中的應(yīng)用，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及邏輯推理能力．