Question

11．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56.0L混合气体通入足量溴水，溴水质量增重35.0g，通过计算回答：
（1）混合气体中气态烷烃的化学式：CH₄，
（2）混合气体中烷烃与烯烃的物质的量之比：3：1，
（3）写出混合气体中气态烯烃可能的结构简式：CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃、（CH₃）C=CH₂．

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56L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35.0g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，故一定含有甲烷，
故答案为：CH₄；
（2）标况下56L混合气体的物质的量为：$\frac{56L}{22.4L/mol}$=2.5mol，故混合气体的总质量为2.5mol×26g/mol=65g，溴水质量增重35.0g为烯烃的质量，故甲烷的质量为65g-35g=30g，故甲烷的物质的量为：$\frac{30g}{16g/mol}$=$\frac{15}{8}$mol，烯烃的物质的量为2.5mol-$\frac{15}{8}$mol=$\frac{5}{8}$mol，故n（CH₄）：n（C₄H₈）=$\frac{15}{8}$mol：$\frac{5}{8}$mol=3：1，
故答案为：3：1；
（3）烯烃的摩尔质量为：$\frac{35g}{\frac{5}{8}mol}$=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：CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃、（CH₃）C=CH₂．

点评 本题考查混合物反应的计算、有机物分子式、结构简式的确定，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，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．