Question

17．（1）相同质量的四种烃：CH₄、C₂H₄、C₃H₆、C₂H₂完全燃烧，需要氧气最少的是C₂H₂（填分子式）
（2）一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g，混合气体的密度是相同状况下H₂密度的12.5倍，该混合物气体通过装有溴水的试剂瓶时，试剂瓶总质量增加了8.4g，组成该混合气体的可能是甲烷和乙烯（填分子式）
（3）标准状况下测得某烯烃和烷烃的混合气体的密度为1.12g．L^-1，该状况下将10ml混合气体和50ml足量氧气混合点燃，充分反应后冷却至标准状况时剩余气体体积为40ml，则混合气体的组成为CH₄和C₂H₄（填分子式），它们的体积分别为2.43ml和7.57ml．

Answer 1

分析 （1）质量相同时，分子中H元素的质量分数越小，完全燃烧时消耗O₂越少；
（2）根据混合气体的密度是相同状况下H₂密度的12.5倍可以确定有机物的平均摩尔质量25g/mol，故混合气体中一定有甲烷，混合气体的总的物质的量为：$\frac{10g}{25g/mol}$=0.4mol；该混合气通过Br₂水时，Br₂水增重8.4g，8.4g为烯烃的质量，所以甲烷的质量为1.6g，物质的量为0.1mol，故烯烃的物质的量为0.3mol，结合烯烃的质量和物质的量来确定烯烃的摩尔质量，再根据烯烃组成通式确定烯烃；
（3）据氧气过量，烃的燃烧通式C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂→xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，在常温下水的状态为液态，则反应后残留的气体为二氧化碳、氧气，然后根据体积差列式计算出y值，最后根据各烃的组成通式写出烃的分子式；混合气体平均相对分子质量为22.4L/mol×1.12g．L^-1=25.088g，再根据混合气体10ml，列出两个等式求烃的体积．

解答 解：（1）CH₄、C₂H₄、C₃H₆、C₂H₂的H%大小为：CH₄＞C₃H₆=C₂H₄＞C₂H₂，质量相同时，分子中H元素的质量分数越小，完全燃烧时消耗O₂越少，故完全燃烧时消耗O₂的量最少的是C₂H₂，
故答案为：C₂H₂；
（2）混合气体的密度是相同状况下H₂密度的12.5倍，所以混合物的平均摩尔质量为12.5×2g/mol=25g•mol^-1，所以混合气体中一定有甲烷，混合气体的总的物质的量为$\frac{10g}{25g/mol}$=0.4mol，该混合气通过Br₂水时，Br₂水增重8.4g，8.4g为烯烃的质量，所以甲烷的质量为10g-8.4g=1.6g，甲烷的物质的量为$\frac{1.6g}{16g/mol}$=0.1mol，故烯烃的物质的量为0.4mol-0.1mol=0.3mol，所以M（烯烃）=$\frac{8.4g}{0.3mol}$=28g•mol^-1，设烯烃的组成为C_nH_2n，则：14n=28，解得：n=2，故该烯烃为乙烯，所以该混合物为甲烷，乙烯，
故答案为：甲烷；乙烯；
（3）常温下水的状态为液体，氧气过量，残留气体为二氧化碳和氧气的混合物，则：
C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂→xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O～△n=1+$\frac{y}{4}$
           1mol                                        （ 1+$\frac{y}{4}$）mol
           10ml                                    （50+10-40）ml   
    $\frac{1mol}{10ml}$=$\frac{（1+\frac{y}{4}）mol}{（50+10-40）ml}$，解得y=4，故烷烃为CH₄，烯烃为C₂H₄，
设CH₄，C₂H₄，分别为xml，yml，
则x+y=10①，混合气体平均相对分子质量为22.4L/mol×1.12g．L^-1=25.088g，则$\frac{16×\frac{x}{22400}+28×\frac{y}{22400}}{\frac{x}{22400}+\frac{y}{22400}}=25.088$②，联立①②解得x=2.43ml，y=7.57ml，
故答案为：CH₄；C₂H₄；2.43ml；7.57ml．

点评 本题考查有机物分子式的确定方法，难度中等，注意利用燃烧通式及体积差量法解答．