Question

(8分)由H₂、C₂H₄、C₂H₂组成的1L混合气体在一定条件下发生加成反应后，气体总体积变成XL。请回答(气体体积均在标准状况下测定)：
(1)当反应后三种气体均无剩余时，X的取值范围是 ________________：若X=0.4时，原混合气体中H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积比为________________。
(2)当X=0.6时，且反应后混合气体密度为0.714g／L时，原混合气体H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积比为 ________________________。

Answer 1

（1）<x<   (2)3∶1∶1   (3)7∶2∶1

解析（1）乙烯、乙炔都和氢气发生加成反应，有关的方程式为H₂＋CH₂=CH₂CH₃CH₃、2H₂＋C₂H₂CH₃CH₃。因此如果全部是由氢气和乙烯构成的，则X＝0.5L；如果全部是由氢气和乙炔构成的，则X＝1/3L，因此X的范围是<x<；设原混合气中H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积分别是abc，则有b＋2c＝a、b＋c＝0.4、a＋b＋c＝1，解得a＝0.6，b＝c＝0.2，所以原混合气体中H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积比为3∶1∶1。
（2）反应后气体的平均摩尔质量是0.714g／L×22.4L/mol＝16，所以氢气一定是过量的。及反应后的气体是氢气和乙烷的混合气，二者的体积之比是1︰1，所以氢气是0.3L，乙烷是0.3L。设原混合气中H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积分别是abc，则有b＋2c＝1－b－c－0.3、b＋c＝0.3、a＋b＋c＝1，解得a＝0.7，b＝0.2，c＝0.1，所以原混合气体中H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积比为7∶2∶1。