Question

常温下，一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气体，A或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．
（1）将1升该混合气体充分燃烧，在同温同压下得到2.5升CO₂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，并将结果填入下表：

组合编号	A的分子式	B的分子式	A和B的体积比VA：VB

（2）120℃时取1升该混合气体与9升氧气混和，充分燃烧后，当恢复到120℃和燃烧前的压强时，体积增大6.25%．试通过计算确定A和B的分子式．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据1升碳原子数为n的烷烃或烯烃充分燃烧后均得到n升CO₂，由题意（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）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，利用十字交叉法可确定A和B的体积比．
（2）根据燃烧方程式利用差量法来计算；
解答：解：（1）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；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．如：，则V（CH₄）：V（C₃H₆）=1：3，
故答案为：①CH₄、C₃H₆、1：3；②CH₄、C₄H₈、1：1③C₂H₆、C₃H₆、1：1④C₂H₆、C₄H₈、3：1；
（2）设1升气态烃与氧充分燃烧后体积变化为△V升，则
    CH₄+2O₂CO₂+2H₂O（气）△V1=0（升）
    C₂H₆+O₂2CO₂+3H₂O（气）△V2=0.5（升）
    C₃H₆+O₂3CO₂+3H₂O（气）△V3=0.5（升）
    C₄H₈+6O₂4CO₂+4H₂O（气）△V4=1.0（升）
  各种组合的1升混合气体与氧气充分燃烧，体积增大为
    组合①=0.375（升）
    组合②=0.5（升）
    组合③=0.5（升）
    组合④=0.625（升） 则%=6.25%，
 故组合④符合题意，即A：C₂H₆；B：C₄H₈．故答案为：A和B的分子式为C₂H₆和C₄H₈．
点评：本题主要考查了十字交叉法、差量法的使用，有一定的难度，注意根据燃烧的方程式进行判断．