Question

现有A、B两份混合气体，A是烯烃R与足量O₂的混合气体；B是烯烃R、炔烃Q与足量O₂的混合气体．在0℃、1.01×10⁵Pa下取A、B各2.24L分别引燃，A充分燃烧后气体总体积仍为2.24升，B充分燃烧后气体总体积为2.34L（燃烧后的产物均为气态，其体积已换算成标准状况）．通过计算，写出：
（1）烯烃R的分子式；
（2）炔烃Q的分子式；
（3）求2.24LB中烯烃R所允许的最大体积是多少升？

Answer 1

考点：有关有机物分子式确定的计算

专题：烃及其衍生物的燃烧规律

分析：（1）根据烯烃的燃烧通式C_nH_2n+

3

2

nO₂

点燃

nCO₂+nH₂O及反应前后气体的体积不变可知：1+

3

2

n=n+n，据此确定R的名称及分子式；
（2）根据炔烃的燃烧通式C_nH_2n-2+

3n-1

2

O₂

点燃

nCO₂+（n-1）H₂O，利用差量法确定n的范围，再根据常温下为气体n≤4确定炔烃名称及分子式；
（3）根据丁炔燃烧的方程式，利用差量法和极限法确定2.24LB中烯烃R所允许的最大体积．

解答： 解：（1）设烯烃R的通式为C_nH_2n，
C_nH_2n+

3

2

nO₂

点燃

nCO₂+nH₂O，
由于反应前后，气体体积不变．则有 1+

3

2

n=n+n，解得：n=2，
所以R为乙烯 C₂H₄，
答：烯烃R的分子式为C₂H₄；
（2）根据（1）知C₂H₂燃烧后体积不变，所以增加的体积为炔烃燃烧后得到的，
设炔烃Q的通式为C_nH_2n-2，C_nH_2n-2+

3n-1

2

O₂

点燃

nCO₂+（n-1）H₂O，
因为气体体积增加了，则有：n+（n-1）＞1+

3n-1

2

，解得：n＞3，
由于碳原子数n≥5时为液体，则3＜n＜5，
所以n=4，即Q为丁炔（常温下为气体），其分子式为：C₄H₆，
答：Q的分子式为C₄H₆；
（3）丁炔燃烧的化学方程式为：2C₄H₆+11O₂

点燃

8CO₂+6H₂O，
            2C₄H₆+11O₂=8CO₂+6H₂O  增加的体积△V
             2     11  8    6             1
            0.2L  1.1L 0.8 0.6L       2.34L-2.24L=0.1L
要增加0.1L的气体，需要反应C₄H₆0.2L，需要消耗O₂1.1L，
剩余的气体体积为：2.24L-0.2L-1.1L=0.94L，
剩余的气体为乙烯和氧气，且当二者恰好反应时，乙烯的体积最大，
根据反应C₂H₄+3O₂=2CO₂+2H₂O可知，乙烯的最大体积为：0.94L×

1

1+3

=0.235L，
答：2.24LB中烯烃R所允许的最大体积是0.235L．

点评：本题考查了有机物分子式的确定、极值法、差量法在化学计算中的应用，题目难度中等，注意掌握确定有机物分子式的常用方法，能够利用差量法、极值法解决稍复杂的化学计算，（3）为易错点，注意差量法、讨论法的应用．