Question

10．常温下为气态的烷烃A和炔烃B的混台气体，其密度是H₂的27.5倍．已知A、B分子中含碳原子数相同．求：
（1）A、B的分子式．
（2）A与B的体积之比．
（3）若在120℃和1.01×10⁵Pa下将1L该混何合气体与9L O₂混台后充入密闭容器中，点燃充分燃烧后又恢复到原来状况下，问此时气体总体积为多少升．

Answer 1

分析 （1）常温下为气态的烷烃A和炔烃B的混台气体，其密度是H₂的27.5倍，则混合气体的平均分子量为27.5×2=55，设A的分子式为C_nH_2n+2，B的分子式为C_nH_2n-2，
由于A、B分子中含碳原子数相同．，所以A、B应该都含有4个碳原子，烷烃为丁烷，炔烃为丁炔；
（2）设丁烷的体积分数为x，丁炔的体积分数为y，根据混合气体的平均分子量计算；
（3）根据反应方程式C_nH_2n+2+（$\frac{3n+1}{2}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$nCO₂+（n+1）H₂O、C_nH_2n-2+（$\frac{3n-1}{2}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$nCO₂+（n-1）H₂O计算．

解答 解：（1）常温下为气态的烷烃A和炔烃B的混台气体，其密度是H₂的27.5倍，则混合气体的平均分子量为27.5×2=55，设A的分子式为C_nH_2n+2，B的分子式为C_nH_2n-2，
由于A、B分子中含碳原子数相同，所以A、B应该都含有4个碳原子，烷烃为丁烷其分子式为C₄H₁₀，炔烃为丁炔其分子式为C₄H₆；
答：A、B的分子式分别为C₄H₁₀、C₄H₆；
（2）设丁烷的体积为x，丁炔的体积为y，已知混合气体的平均分子量为55；
$\frac{58x+54y}{x+y}$=55，则x：y=1：3；
答：A与B的体积之比为1：3；
（3）1L该混何合气体，丁烷为0.25L，丁炔为0.75L，
C₄H₁₀+6.5O₂$\stackrel{点燃}{→}$4CO₂+5H₂O
0.25L     1.625L      1L     1.25L
C₄H₆+5.5O₂$\stackrel{点燃}{→}$4CO₂+3H₂O
0.75L    4.125L    3L        2.25L 
则反应后气体总体积为9L-1.625L-4.125L+1L+3L+1.25L+2.25L=10.75L；
答：反应后气体总体积为10.75L．

点评 本题考查了有机物分子式、结构简式的计算，题目难度中等，注意掌握确定有机物分子式的方法，明确质量守恒在计算中的应用，注意掌握解答方法，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．