Question

amol由乙烯和乙烷組成的混合氣體與bmol氧氣于某密閉容器中，點燃充分燃燒后，乙烯與乙烷已經全部消耗完，得到一氧化碳與二氧化碳的混合氣體和45g水，則：
（1）當a=1時，且反應后CO和CO₂混合氣體的物質的量為反應前氧氣的

2

3

時，則b=

 

，得到的CO和CO₂的物質的量之比n（CO）：n（CO₂）=

 

．
（2）a取值范圍是（以分數表示）

 

；b取值范圍是（含a的式子）

 

．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）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；
（2）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；
amol混合烴中含有2amolC，燃燒產物是一氧化碳和二氧化碳的混合物來計算b的取值范圍．

解答： 解：（1）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，
則：

2

3

bmol=2mol，
解得：b=3；
45g水的物質的量為：

45g

18g/mol

=

45

18

mol=

5

2

mol，設反應后CO和CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，
根據二者之和與氧原子守恒列方程，則：x+y=2，x+2y=3×2-

5

2

，
解得：a=0.5，b=1.5，
則：n（CO）：n（CO₂）=0.5mol：1.5mol=1：3，
故答案為：3；1：3；
（2）生成水的物質的量=

45g

18g/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

2.5mol×2

4

=

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

2.5mol×2

6

=

5

6

mol，故a的取值范圍是：

5

6

＜a＜

5

4

，
如果2.5mol水中含有2.5mol氧原子，生成2.5mol水需要消耗氧氣的物質的量為：2.5mol×

1

2

=

5

4

mol，
當amol乙烯和乙烷中含有2a molC原子，若碳原子完全轉化成二氧化碳，消耗的氧氣的量最大，最大量為：2a mol+

5

4

mol；
當2amolC完全轉化成CO時，消耗氧氣的物質的量最小，則b的最小值為：amol+

5

4

mol，
因此b的取值范圍是：a+

5

4

＜b＜2a+

5

4

，
故答案為：

5

6

＜a＜

5

4

；a+

5

4

＜b＜2a+

5

4

．

點評：本題考查了混合物的有關計算，題目難度中等，注意掌握利用原子守恒進行化學計算的方法，（2）中計算消耗氧氣的物質的量b的范圍為難點、易錯點，注意明確解答方法．