Question

5．某混合气体由一种气态烷烃和一种气态烯烃组成，在同温同压下，混合气体对氢气的相对密度为13，在标准状况下，将44.8L混合气体通入足量溴水，溴水质量增重28.0g，通过计算回答：
（1）混合气体中气态烷烃的分子式：CH₄．
（2）混合气体中烷烃与烯烃的物质的量之比：n（CH₄）：n（烯烃）=3：1．
（3）写出混合气体中气态烯烃可能的结构简式（不考虑顺反异构）：CH₂=CH-CH₂CH₃、CH₃-CH=CH-CH₃、CH₂=C（CH₃）₂．

Answer 1

分析 （1）相同条件下，密度之比等于相对分子质量之比，据此计算混合气体的相对分子质量，进而确定含有的烷烃；
（2）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算44.8L混合气体的物质的量，再根据m=nM计算混合气体的质量，溴水质量增重28g为烯烃的质量，进而计算烷烃的质量与物质的量，再计算烯烃的物质的量，据此解答；
（3）由烯烃的质量与物质的量，根据M=$\frac{m}{n}$计算其摩尔质量，据此计算烯烃的分子式，书写可能的结构．

解答 解：（1）在同温同压下，混合气体对氢气的相对密度为13，故混合气体的平均相对分子质量为：13×2=26，烯烃中相对分子质量最小的为乙烯的28，故一定含有甲烷，
故答案为：CH₄；
（2）标况下44.8L混合气体的物质的量为：$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol，故混合气体的总质量为：2mol×26g/mol=52g，溴水质量增重28g为烯烃的质量，故甲烷的质量为：52g-28g=24g，故甲烷的物质的量为：$\frac{24g}{16g/mol}$=1.5mol，
烯烃的物质的量为：2mol-1.5mol=0.5mol，故n（CH₄）：n（烯烃）=1.5mol：0.5mol=3：1，
故答案为：n（CH₄）：n（烯烃）=3：1；
（3）烯烃的摩尔质量为$\frac{28g}{0.5mol}$=56g/mol，设烯烃的组成为（CH₂）_n，故14n=56，解得n=4，故该烯烃为C₄H₈，可能的结构为：CH₂=CH-CH₂CH₃，CH₃-CH=CH-CH₃，CH₂=C（CH₃）₂，
故答案为：CH₂=CH-CH₂CH₃、CH₃-CH=CH-CH₃、CH₂=C（CH₃）₂．

点评 本题以计算题形式考查有机物的推断、同分异构体等知识，题目难度中等，根据平均相对分子质量确定含有甲烷是解题的关键，注意掌握常见有机物结构与性质的关系．