Question

常溫下，一種氣體烷烴A和一種氣態(tài)烯烴B組成的混合氣體，已知B分子中所含碳原子數(shù)大于A分子中所含碳原子數(shù)．
（1）將2L此混合氣體充分燃燒，在相同條件下得到7L水蒸氣，試推斷A、B所有可能的組成及其體積比．
（2）取2L混合氣體與9.5L氧氣恰好完全燃燒，通過計(jì)算確定A、B的化學(xué)式．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計(jì)算

專題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）根據(jù)混合氣體與生成水蒸氣的體積關(guān)系可以確定混合氣體分子中含有的平均氫原子數(shù)，再結(jié)合B分子中所含碳原子數(shù)大于A分子中所含碳原子數(shù)判斷A、B所有可能的組成，再計(jì)算出它們的體積比；
（2）根據(jù)混合氣體體積與消耗氧氣的體積關(guān)系確定混合氣體中含有的平均碳原子數(shù)目，然后根據(jù)（1）中兩種氣體的體積比及平均碳原子數(shù)目確定A、B的化學(xué)式．

解答： 解：（1）根據(jù)2L此混合氣體可以得到7L水蒸氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得，該混合氣體的平均分子式為：C_xH₇，又已知兩種烴常溫下均為氣態(tài)，所以碳原子數(shù)小于或等于4；又烯烴碳原子數(shù)大于烷烴碳原子數(shù)，所以當(dāng)烷烴為C₃H₈時(shí)，烯烴必為C₄H₈，不符合平均分子式C_xH₇；所以烷烴只能為CH₄或C₂H₆，烯烴必為C₄H₈；若混合氣體為CH₄與C₄H₈，設(shè)甲烷的物質(zhì)的量為x，丁烯的物質(zhì)的量為y，則：

4x+8y

x+y

=7，解得：x：y=1：3，則體積比為：V（CH₄）：V（C₄H₈）=1：3；
若混合氣體為C₂H₆與C₄H₈，設(shè)乙烷的物質(zhì)的量為x，丁烯的物質(zhì)的量為y，則：

6x+8y

x+y

=7，x：y=1：1，則V（C₂H₆）：V（C₄H₈）=1：1，
答：混合氣體的可能的組合有：CH₄與C₄H₈、C₂H₆與C₄H₈，體積比為：V（CH₄）：V（C₄H₈）=1：3、V（C₂H₆）：V（C₄H₈）=1：1；
（2）2L混合氣體與9.5L氧氣恰好完全燃燒，則混合氣體與氧氣的物質(zhì)的量之比為：2L：9.5L=1：4.75，即1mol混合氣體完全燃燒消耗4.75mol氧氣；
1molC_xH₇完全燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量為xmol+

7

4

mol=4.75mol，解得x=3，即混合氣體分子中平均含有3個(gè)C，平均分子式為C₃H₇，
若是V（CH₄）：V（C₄H₈）=1：3，則混合氣體中碳原子的平均數(shù)為：

1×1+4×3

4

=3.5≠4；
若為V（C₂H₆）：V（C₄H₈）=1：1，則混合氣體中碳原子的平均數(shù)為：

2×1+4×1

2

=3，滿足條件，
所以A、B的化學(xué)式分別為C₂H₆與C₄H₈，
答：混合氣體中A、B的化學(xué)式分別為C₂H₆與C₄H₈．

點(diǎn)評：本題考查了確定有機(jī)物分子式的計(jì)算，題目難度稍大，試題涉及的計(jì)算量較大，注意掌握確定有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡式的常用方法，要求學(xué)生能夠根據(jù)質(zhì)量守恒定律、平均氫原子、平均碳原子數(shù)目確定有機(jī)物分子組成．