Question

乙烯與乙烷的混合氣體共a mol，與b mol氧氣共存于一密閉容器中，點燃后充分反應，乙烯和乙烷全部消耗完，得到CO和CO₂的混合氣體和45 g水。

試求：

(1)當a＝1時，乙烯和乙烷的物質的量之比n(C₂H₄)∶n(C₂H₆)＝________。

(2)當a＝1，且反應后CO和CO₂的混合氣體的物質的量為反應前氧氣的時，b＝________，得到的CO和CO₂的物質的量之比n(CO)∶n(CO₂)＝________。

(3)a的取值范圍為________。

Answer 1

答案　(1)1∶1  (2)3　1∶3  (3)<a<

解析　(1)若a＝1，因45 g水的物質的量是2.5 mol，其中所含的H為5 mol，則乙烯與乙烷的混合氣體的平均分子式是C₂H₅。根據平均值可知C₂H₄和C₂H₆的物質的量之比是1∶1。

(2)設生成的CO、CO₂的物質的量分別是x、y，根據C守恒可知，生成的CO和CO₂的物質的量之和為2 mol，即x＋y＝2①

又根據題意可知，參加反應的O₂是3 mol，即b＝3。

所以有：

C₂H₅＋3O₂xCO＋yCO₂＋2.5H₂O

由O守恒得：

x＋2y＋2.5＝6②

解得：x＝0.5 mol，y＝1.5 mol。

(3)用極端假設法。如果混合氣體全部是乙烯，則根據H守恒可知乙烯的物質的量為 mol，同理可知全為乙烷時，其物質的量為 mol，故<a<。