Question

丙烷和丙烯混合物共m mol，與n mol的氧氣點燃后完全反應，得到CO和CO₂的混合氣體，以及63g水．試求：
①當m=1時，丙烷和丙烯的質的量之比：

 

．
②當m=1時，且反應后CO和CO₂混合氣體物質的量是反應前氧氣的物質的量的

12

17

時，則n=

 

；
③m的取值范圍是：

 

；
④n的取值范圍是：

 

．

Answer 1

考點：有關范圍討論題的計算

專題：

分析：①根據(jù)二者物質的量之和與生成的水中H原子守恒列方程，據(jù)此計算解答；
②根據(jù)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(jù)此計算n的值；
③生成水的物質的量一定，然后利用氫原子守恒及極值法計算出m的范圍；
④根據(jù)H原子守恒利用極限法解答，當生成CO時消耗氧氣最少，當生成二氧化碳時消耗氧氣最多．

解答：解：①設丙烷和丙烯物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者物質的量之和與H原子守恒列方程，
則：

x+y=1 8x+6y= 63g 18g/mol ×2

，
解得：

x=0.5 y=0.5

，
則丙烷和丙烯的物質的量之比為：0.5mol：0.5mol=1：1，
故答案為：1：1；
②當m=1時，根據(jù)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×3=3mol，且反應后CO和CO₂混合氣體的物質的量是反應前氧氣的物質的量的

12

17

時，故3=nmol×

12

17

，解得：n=4.25，
故答案為：4.25；
③生成水的物質的量為：

63g

18g/mol

=3.5mol，
根據(jù)H原子守恒，利用極值法，當完全為丙烷時，氣體的物質的量最小，最小為：

3.5mol×2

8

=

7

8

mol，
當完全為丙烯時，混合氣體的物質的量最大，最大值為：

3.5mol×2

6

=

7

6

mol，
由于為丙烷和丙烯的混合氣體，則：

7

8

＜m＜

7

6

，
故答案為：

7

8

＜m＜

7

6

；
④m mol混合氣體燃燒生成水的物質的量為：

63g

18g/mol

=3.5mol，含有H原子的物質的量為7mol，
7molH原子完全來自丙烷時，丙烷的物質的量為：

7

8

mol，完全燃燒生成二氧化碳時消耗的氧氣的物質的量為：

7

8

mol×（3+

8

4

）=

35

8

mol，
完全燃燒生成CO時消耗的氧氣為

7

8

mol×（3×

1

2

+

8

4

）=

49

16

，
7molH原子完全來自丙烯時，丙烯的物質的量為：

7

6

mol，燃燒生成的為CO時消耗的氧氣最少，最少值為：

7

6

mol×（3×

1

2

+

6

4

）=

7

2

mol，
當丙烯完全燃燒生成二氧化碳時消耗的氧氣最多，則消耗的氧氣的最大量為：

7

6

mol×（3+

6

4

）=

21

4

mol，
由于為丙烷和丙烯的混合氣體，則消耗的氧氣的最小值為

49

16

，最大值為

21

4

mol，即

49

16

＜n＜

21

4

，
故答案為：

49

16

＜n＜

21

4

．

點評：本題考查有關混合物討論的計算，題目難度中等，注意混合計算中守恒思想的運用方法，本題中需要根據(jù)H原子守恒利用極值法進行討論，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力．