Question

13．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50.0L混合通入足量溴水，溴水质量增重31.2g，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（写出简整数比）．
（3）写出混合气态烯烃可能的结构简式CH₂=CH-CH₂CH₃，CH₃-CH=CH-CH₃，CH₂=C（CH₃）₂．

Answer 1

分析 相同条件下，密度之比等于相对分子质量之比，混合气体对氢气的相对密度为13，则混合气体的平均相对分子质量为26，故一定含有甲烷，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算50L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31.2g为烯烃的质量，进而计算甲烷的质量与物质的量，计算甲烷、烯烃的体积，相同条件下物质的量之比等于其体积之比，结合平均相对分子质量计算烯烃的相对分子质量，再根据烯烃的组成通式确定烯烃的分子式，进而书写可能的结构．

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，烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28，故一定含有甲烷，
故答案为：CH₄；
（2）标况下50L混合气体的物质的量为$\frac{50L}{22.4L/mol}$=$\frac{50}{22.4}$mol，故混合气体的总质量为$\frac{50}{22.4}$mol×26g/mol=58g，溴水质量增重31.2g为烯烃的质量，故甲烷的质量为58g-31.2g=26.8g，故甲烷的物质的量为$\frac{26.8}{16g/mol}$=1.675mol，则甲烷的体积为1.675mol×22.4L/mol≈37.5L，则烯烃的体积为50L-37.5L=12.5L，故混合气体中烷烃与烯烃的物质的量之比=37.5L：12.5L=3：1，
故答案为：3：1；
（3）设烯烃的相对分子质量为y，则：
$\frac{16×3+y}{3+1}$=26，解得y=56，
令烯烃的组成为（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：CH₂=CH-CH₂CH₃，CH₃-CH=CH-CH₃，CH₂=C（CH₃）₂．

点评 本题考查有机物的分子式的确定、混合物计算、同分异构体等，题目数据处理复杂，属于易错题目，根据平均相对分子质量确定含有甲烷是解题的关键．