Question

6．（1）由A、B兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體，對H₂的相對密度為17．常溫常壓下，取這種混合氣體10mL與80mL氧氣（過量）混合，當完全燃燒后恢復到原狀態(tài)時，測得氣體的體積為70mL．試求：
①混合氣體的平均組成為（用C_xH_y的形式表示）C_2.5H₄；
②若上述兩種氣體按體積1：1混合時，則兩種氣態(tài)烴的可能組成為CH₄和C₄H₄或C₂H₄和C₃H₄或C₂H₂和C₃H₆．
（2）具有支鏈的化合物X的分子式為C₄H₈O，X既能使Br₂的四氯化碳溶液褪色，又能與Na反應．①X的結構簡式是，
②寫出與X具有相同官能團的X的所有同分異構體的結構簡式：CH₂=CH-CH₂-CH₂OH、CH₂=CH-CH（OH）CH₃、CH₃-CH=CH-CH₂OH．

Answer 1

分析 （1）①密度與摩爾質量成正比，混合烴對H₂的相對密度為17，據(jù)此可以計算出混合烴的平均摩爾質量，然后設出混合烴的平均分子式，根據(jù)差量法計算出平均H原子數(shù)，再根據(jù)平均摩爾質量計算出含有的平均C原子數(shù)；
②根據(jù)平均分子式及兩種氣體按體積1：1進行討論，得出每種體積的烴的組成；
（2）具有支鏈的化合物X的分子式為C₄H₈O，X既能使Br₂的四氯化碳溶液褪色，又能與Na反應，說明含官能團羥基和碳碳雙鍵，據(jù)此寫出X的結構簡式和符合條件的同分異構體．

解答 解：（1）①設混合烴的平均分子式為C_xH_y，密度與摩爾質量成正比，混合烴對H₂的相對密度為17，則混合烴的平均摩爾質量為17g/mol×2=34g/mol，則12x+y=34，
混合烴燃燒的方程式為：C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，△n，
                     1      x+$\frac{y}{4}$       x           1+$\frac{y}{4}$
                     10mL                      （10+80-70）=20mL
（1+$\frac{y}{4}$）：1=20mL：10mL，解得：y=4，將y=4代入12x+y=34可得x=2.5，所以混合氣體的平均組成為C_2.5H₄，
故答案為：C_2.5H₄；
②混合氣體的平均組成為C_2.5H₄，當含有甲烷時，則另一種烴分子中含有H數(shù)目為4，設另一種烴含有的C數(shù)目為x，則：$\frac{1+x}{2}$=2.5，解得：x=4，所以另一種烴為C₄H₄；當不含甲烷時，必須含有2個C的烴，若為C₂H₄，另一種烴分子中H數(shù)目必須為4，設另一種烴中含有C數(shù)目為y，則：$\frac{2+y}{2}$=2.5，解得：y=3，即另一種氣態(tài)烴為C₃H₄；若為C₂H₂，設另一種烴中含有C數(shù)目為z，則$\frac{2+z}{2}$=2.5，解得z=3，設另一種烴中含有H數(shù)目為a，則：$\frac{2+a}{2}$=4，解得a=6，即另一種氣態(tài)烴為C₃H₆，
故答案為：CH₄和C₄H₄或C₂H₄和C₃H₄ 或C₂H₂和C₃H₆；
（2）具有支鏈的化合物X的分子式為C₄H₈O，X既能使Br₂的四氯化碳溶液褪色，又能與Na反應，說明含官能團羥基和碳碳雙鍵，X的結構簡式為：，
含羥基和碳碳雙鍵的同分異構體為：CH₂=CH-CH₂-CH₂OH、CH₂=CH-CH（OH）CH₃、CH₃-CH=CH-CH₂OH；
故答案為：；CH₂=CH-CH₂-CH₂OH、CH₂=CH-CH（OH）CH₃、CH₃-CH=CH-CH₂OH．

點評 本題考查了有關混合物反應的計算，題目難度中等，明確平均摩爾質量在化學計算中的應用，（2）為難點，需要根據(jù)常見烴的分子組成特點結合平均分子式中C、H平均組成進行討論，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．