Question

1 mol某链烃A，在一定条件下完全裂化成1 mol烷烃B和1 mol烯烃C，生成的混合气体对H₂的相对密度为14.5。试通过计算回答下列问题：

(1)写出链烃 A可能的结构简式和名称。

(2)烷烃B和烯烃C可能各是什么物质？

(3)如果1 mol B完全燃烧时需要氧气的物质的量是整数，那么C只能是何种烯烃？

Answer 1

解析：根据质量守恒定律求解。利用通式及相对分子质量可求出 A的分子式，进而写出结构简式。

正丁烷裂化有两种情况：，断①处生成 CH₄ 和丙烯；断②处生成C₂H₆和 C₂H₄ 。异丁烷裂化只有一种情况：，生成 CH₄和丙烯。

设烷烃B的分子组成为C_nH_2n+2，相对分子质量为M_B；烯烃C的分子组成为C_mH_2m，相对分子质量为M_c。根据质量守恒定律，链烃 A的组成应为C_n+mH_2(n+m)+2，可知 A为烷烃。据题意：M_A=M_B+M_c=2×14.5×2=58 ，14a+2=58，a=4，所以 A的分子式为 C₄H₁₀。

(1) A为CH₃CH₂CH₂CH₃(正丁烷)或(异丁烷)。

(2)讨论： n+m=4。

当 n=1时，m=3，即 B为甲烷， C为丙烯；

当 n=2时， m=2，即 B为乙烷， C为乙烯；

当 n≥3时， m≤1，无意义。

(3)从 B的燃烧反应来看：

CH₄+2O₂CO₂+2H₂O 或 C₂H₆+O₂2CO₂+3H₂O，所以 B应是 CH₄，则 C只能是丙烯。

答案：(1) CH₃CH₂CH₂CH₃(正丁烷)或(异丁烷)

(2) B为甲烷， C为丙烯；或B为乙烷， C为乙烯

(3) C只能是丙烯