题目内容

有1，3-丁二烯和氢气的混合气体5L，在催化剂作用下，经充分反应后得到的气体体积为VL（所有体积均在同温、同压下测定）．
（1）若氢气的体积为1L，计算反应后的体积V；
（2）若氢气在混合气体中的体积比值为x，计算x为不同值时反应后的体积V（以x表示）；
（3）在图中画出V随x变化的曲线；
（4）在上述混合气体中若混有丙炔，总体积仍为5L，其中氢气及丙炔在混合气体中的体积比值分别为x和y．
（i）画出当y=0.2时，V随x变化的曲线；
（ii）画出当x=0.15时，V随y变化的曲线．
考点：有关范围讨论题的计算
专题：计算题
分析：CH2=CH-CH═CH2的分子式为C4H6，与氢气发生的反应有：①C4H6+H2→C4H8②C4H6+H2→C4H10③C4H6+2H2→C4H10，
当V（C4H6）：V（H2）≥1时，反应仅按照①进行；当V（C4H6）：V（H2）≤
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时，反应按③进行；当
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＜V（C4H6）：V（H2）＜1时，部分按①进行，部分按③反应，
当V（C4H6）：V（H2）≥
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时，无论发生①或③，得到的产物是C4H6还是C4H10或它们的混合物，剩余气体的体积等于反应物C4H6的体积，
当V（C4H6）：V（H2）＜
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时，氢气过量，剩余气体为的C4H6和H2的混合物，气体体积为C4H6和剩余H2的混合物，
（1）若氢气的体积为1L，反应后的体积为1，3-丁二烯的体积；
（2）当V（C4H6）：V（H2）≥
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时，即x≤
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，得到的产物是C4H6还是C4H10或它们的混合物，剩余气体的体积等于反应物C4H6的体积；
当V（C4H6）：V（H2）＜
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时，即x＞
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，氢气过量，剩余气体的气体体积为C4H6和剩余H2的混合物；
（3）当x=
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时，混合气体体积达到最小值，x＞
2
3
，随着x的增加，混合气体体积V逐渐增大，当x≤
2
3
，随着x增大气体体积V逐渐减小，据此画出x为不同值时反应后的体积V的图象；
（4）（i）丁炔与1，3-丁二烯跟氢气的反应关系相同，当y=0.2时，则氢气的含量为：1-0.2=0.8，则氢气的含量x的范围为：0＜x＜0.8，混合气体的体积V与氢气体积x的图象与（3）相似，不过此时x的范围为0＜x＜0.8，据此画出当y=0.2时，V随x变化的曲线；
（ii）当并且含量为y时，氢气的含量x为：0＜x＜1-y，
当x=0.15时，丁炔和1，3-丁二烯的总含量为：1-0.15=0.85，
由于x=0.15＜
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，不管发生什么反应，氢气都不足量，反应后的气体体积为丁炔和1，3-丁二烯的体积之和，为：5L×0.85=4.25L，据此画出x=0.15时，V随y变化的曲线．
解答：解：CH2=CH-CH═CH2的分子式为C4H6，与氢气发生的反应有：①C4H6+H2→C4H8②C4H6+H2→C4H10③C4H6+2H2→C4H10，
当V（C4H6）：V（H2）≥1时，反应仅按照①进行，
当V（C4H6）：V（H2）≤
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时，反应按③进行，
当
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＜V（C4H6）：V（H2）＜1时，部分按①进行，部分按③反应，
当V（C4H6）：V（H2）≥
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时，无论发生①或③，得到的产物是C4H6还是C4H10或它们的混合物，剩余气体的体积等于反应物C4H6的体积，
当V（C4H6）：V（H2）＜
1
2
时，氢气过量，剩余气体为的C4H6和H2的混合物，气体体积为C4H6和剩余H2的混合物，
（1）若氢气的体积为1L，则1，3-丁二烯的体积为：5L-1L=4L，反应后的体积为1，3-丁二烯的体积：4L，
答：反应后的体积V为4L；
（2）当V（C4H6）：V（H2）≥
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时，即x≤
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3
，得到的产物是C4H6还是C4H10或它们的混合物，剩余气体的体积等于反应物C4H6的体积，V=V（C4H6）=5（1-x）L，
当V（C4H6）：V（H2）＜
1
2
时，即x＞
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3
，氢气过量，剩余气体的气体体积为C4H6和剩余H2的混合物，V=V（C4H6）+V剩余（H2）=5（1-x）L+5x-2×5（1-x）=10x-5，
答：x为不同值时反应后的体积V为10x-5；
（3）当x=
2
3
时，混合气体体积达到最小值，x＞
2
3
，随着x的增加，混合气体体积V逐渐增大，当x≤
2
3
，随着x增大气体体积V逐渐减小，据此画出x为不同值时反应后的体积V的图象为：，
答：x为不同值时反应后的体积V的图象为；
（4）（i）丁炔与1，3-丁二烯跟氢气的反应关系相同，当y=0.2时，则氢气的含量为：1-0.2=0.8，则氢气的含量x的范围为：0＜x＜0.8，混合气体的体积V与氢气体积x的图象与（3）相似，不过此时x的范围为0＜x＜0.8，据此画出当y=0.2时，V随x变化的曲线为：，
答：当y=0.2时，V随x变化的曲线为；
（ii）当并且含量为y时，氢气的含量x为：0＜x＜1-y，
当x=0.15时，丁炔和1，3-丁二烯的总含量为：1-0.15=0.85，
由于x=0.15＜
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3
，不管发生什么反应，氢气都不足量，反应后的气体体积为丁炔和1，3-丁二烯的体积之和，为：5L×0.85=4.25L，则x=0.15时，V随y变化的曲线为：，答：x=0.15时，V随y变化的曲线为．
点评：本题考查了有关范围讨论的化学计算，题目难度较大，试题涉及的题量较大，要求根据反应画出反应图象较多，正确书写反应原理并反应反应特点为解答本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力．
练习册系列答案
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、
 
．
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．（填字母，双选）
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．

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．
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．
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