Question

2．常温下，一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气体；A和B分子最多只含有4个碳原子，且B分子的碳原子数比A分子的多．将1L该混合气体充分燃烧，在同温、同压下得到2.5LCO₂气体．试推断原混合气体中A和B所有可能的组合及其体积比，并将结果填入表格：

组合编号	A的分子式	B的分子式	A和B的体积比V（A）：V（B）

Answer 1

分析 根据1L碳原子数为n的烷烃或烯烃充分燃烧后均得到n升CO₂，由题意（1L混合气体充分燃烧后生成2.5升CO₂，且B分子的碳原子数比A分子的多）可推断，混合气体只能由碳原子数小于2.5的烷烃（CH₄和C₂H₆）和碳原子数大于2.5的烯烃（C₃H₆和C₄H₈）组成，它们有四种可能的组合，根据每一种组合中烷烃和烯烃的碳原子数及燃烧后生成的CO₂体积，可确定A和B的体积比．

解答 解：因1升混合气体充分燃烧后生成2.5升CO₂，且B分子的碳原子数比A分子的多，混合气体只能由碳原子数小于2.5的烷烃（CH₄和C₂H₆）和碳原子数大于2.5的烯烃（C₃H₆和C₄H₈）组成．它们有四种可能的组合：CH₄、C₃H₆；CH₄、C₄H₈；C₂H₆、C₃H₆；C₂H₆、C₄H₈，
如为CH₄、C₃H₆，则$\frac{{V}_{A}+3{V}_{B}}{{V}_{A}+VB}$=2.5，V_A：V_B=1：3，
如为CH₄、C₄H₈，则$\frac{{{V}_{A}}^{\;}+{4V}_{B}}{{V}_{A}+{V}_{B}}$=2.5，V_A：V_B=1：1；
如为C₂H₆、C₃H₆，则$\frac{2{V}_{A}+3{V}_{B}}{{V}_{A}+{V}_{B}}$=2.5，V_A：V_B=1：1；
如为C₂H₆、C₄H₈，则$\frac{2{V}_{A}+4{V}_{B}}{{V}_{A}+{V}_{B}}$=2.5，V_A：V_B=3：1，
故答案为：

组合编号	A的分子式	B的分子式	A和B的体积比（VA：VB）
①	CH4	C3H6	1：3
②	CH4	C4H8	1：1
③	C2H6	C3H6	1：1
④	C2H6	C4H8	3：1

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点评 本题综合考查有机物的计算以及同分异构体等知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握同分异构体的判断，为易错点，难度中等．