Question

甲烷中混有另一种或几种气态烃所组成的混合物1L，完全燃烧需同温同压下的O₂ 3L，并测得该气态烃混合物对氢气的相对密度为12.67，那么甲烷中可能混入的气态烃是（　　）

• A、C_nH_2n+2（n＞1）
• B、C_nH_2n（n＞2）
• C、C_nH_2n（n＞1）和C_mH_2m（m＞2）
• D、C_nH_2n-2（n＞1）与C_mH_2m-2（m，n＞1）

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：气态烃分子中含有的C原子数≤4；气态烃混合物对氢气的相对密度为12.67，则混合气体的平均分子质量为：2×12.67=25.34，然后结合消耗氧气的体积故选列式计算出混合烃的平均分子式，最后题干讨论判断混合烃的组成情况．

解答： 解：气态烃混合物对氢气的相对密度为12.67，则混合气体的平均分子质量为：2×12.67=25.34，
1L该混合烃完全燃烧消耗3L氧气，则1mol该烃消耗3mol的氧气，
设混合烃的平均分子式为：C_xH_y，
根据平均分子量可得：12x+y=25.34，
根据消耗氧气体积关系可得：x+

y

4

=3，
两个方程式联立可得：x=1.6675、y=5.33，
甲烷分子中C原子数小于1.6675、H原子数小于5.33，
则另一种烃分子中C原子数大于2、H原子数大于5.33，
气体烃的碳原子数必须小于5，
满足条件的有：C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈、C₄H₆、C₄H₈、C₄H₁₀，
①当C原子数为2时，设甲烷的物质的量为x、C₂H_n的物质的量为y，
根据平均碳原子数可得：1.6675=

x+2y

x+y

，解得：x：y=1：2，
根据平均H原子数可得：

4×1+2n

1+2

=5.33，
解得：n=6，该烃为：C₂H₆；
②当另一种烃的碳原子数为3时，设甲烷的物质的量为x、C₃H_n的物质的量为y，
根据平均H原子数可得：1.6675=

x+3y

x+y

，解得：x：y=2：1，
根据平均H原子数可得：

4×2+n

1+2

=5.33，解得：n=9，该烃分子式为：C₃H₉，如果为两种烃的混合物，则一定含有C₄H₁₀，选项中BCD不符合；
③当另一种烃中C原子数为4时，设甲烷的物质的量为x、C₄H_n的物质的量为y，
根据平均H原子数可得：1.6675=

x+4y

x+y

，解得：x：y=3.5：1，
根据平均H原子数可得：

4×3.5+n

3.5+1

=5.33，解得：n=1，该烃分子式为：C₄H₁，不存在该烃或混合烃；
根据分析可知，另一种烃组成中一定含有烷烃，烷烃分子通式为：C_nH_2n+2（n＞1），所以A正确、BCD错误，
故选A．

点评：本题考查了有关混合物反应的计算，题目难度较大，注意掌握讨论法在化学计算中的应用方法，明确平均分子式、相对密度的含义及在求算有机物分子式中的应用，试题充分考查了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．