Question

乙烯与乙烷的混合气体共a mol，与b mol氧气共存于一密闭容器中，点燃后充分反应，乙烯和乙烷全部消耗完，得到CO和CO₂的混合气体和45 g水。

试求：

(1)当a＝1时，乙烯和乙烷的物质的量之比n(C₂H₄)∶n(C₂H₆)＝________。

(2)当a＝1，且反应后CO和CO₂的混合气体的物质的量为反应前氧气的时，b＝________，得到的CO和CO₂的物质的量之比n(CO)∶n(CO₂)＝________。

(3)a的取值范围为________。

Answer 1

答案　(1)1∶1  (2)3　1∶3  (3)<a<

解析　(1)若a＝1，因45 g水的物质的量是2.5 mol，其中所含的H为5 mol，则乙烯与乙烷的混合气体的平均分子式是C₂H₅。根据平均值可知C₂H₄和C₂H₆的物质的量之比是1∶1。

(2)设生成的CO、CO₂的物质的量分别是x、y，根据C守恒可知，生成的CO和CO₂的物质的量之和为2 mol，即x＋y＝2①

又根据题意可知，参加反应的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)用极端假设法。如果混合气体全部是乙烯，则根据H守恒可知乙烯的物质的量为 mol，同理可知全为乙烷时，其物质的量为 mol，故<a<。