Question

1．完全燃燒標(biāo)準(zhǔn)狀況下某氣態(tài)烷烴和氣態(tài)烯烴的混合物2.24L，生成二氧化碳6.6g，水4.05g，求該混合氣的成分和各成分的體積分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算4.05g水和6.6gCO₂的物質(zhì)的量，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計(jì)算混合烴的物質(zhì)的量，然后根據(jù)H原子、C原子守恒計(jì)算混合物的平均分子組成．

解答 解：標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L混合烴的物質(zhì)的量為：n=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
4.05g水的物質(zhì)的量為：n（H₂O）=$\frac{4.05g}{18g/mol}$=0.225mol，平均分子式中含有的H原子數(shù)目為：$\frac{0.225mol×2}{0.1mol}$=4.5，
6.6gCO₂的物質(zhì)的量為：n=$\frac{6.6g}{44g/mol}$=0.15mol，平均分子式中含有的C原子數(shù)目為：$\frac{0.15mol}{0.1mol}$=1.5，
則該混合烴的平均分子式為：C_1.5H_4.5，
根據(jù)平均C原子數(shù)可知，烴中碳原子數(shù)小于1的只有甲烷，則該烴中一定含有CH₄，甲烷分子中含有4個(gè)H原子，而平均分子式中H原子數(shù)為4.5，另一烴的分子中H原子數(shù)目大于4，則丙烯C₃H₆、C₄H₈符合要求，5個(gè)C的烯烴在標(biāo)況下不是氣體，用十字交叉法可排除CH₄和C₄H₈這種組合是不可能的，如圖：
，，
只有CH₄和C₃H₆組成符合要求，設(shè)CH₄的物質(zhì)的量為amol，C₃H₆的物質(zhì)的量為bmol，則CH₄中的碳原子的物質(zhì)的量為amol，氫原子的物質(zhì)的量為4amol，C₃H₆中碳原子的物質(zhì)的量為3bmol，氫原子的物質(zhì)的量為6bmol，
根據(jù)原子守恒：a+3b=0.15mol①，4a+6b=0.45mol②，解得a=0.075mol，b=0.025mol，氣體體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，CH₄占75%，C₃H₆占25%；
答：該混合氣的成分有CH₄和C₃H₆，CH₄占75%，C₃H₆占25%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物分子的判斷，題目難度中等，解題關(guān)鍵是掌握利用平均分子組成判斷烴的組成的方法，常用方法有：平均碳法、平均氫法、平均碳?xì)浞肿邮椒�、平均式量法，在�?jì)算CH₄和C₃H₆的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，用十字交叉法比較簡(jiǎn)單，在排除CH₄和C₄H₈這種組合時(shí)已經(jīng)用到．