Question

16．现有两种气态烃的混合气体，通过不同实验分别测出下列数据
①1mol该混合烃，在空气中燃烧得到1.5molCO₂；
②125℃时，1L某气态烃在9L氧气中充分燃烧反应后的混合气体体积仍为10L（相同条件下）；
③0.3moL混和烃完全燃烧生成10.8gH₂O；
④相同条件下，该混合烃的密度是氢气的 10倍；
⑤实验测出混合气体中碳原子和氢原子的比值为1：3
⑥60g混合烃完全燃烧生成108gH₂O．
上述数据可以直接说明混合烃中一定存在甲烷的是（　　）

• A． ①②③④⑤⑥
• B． ①②③⑥
• C． ③④⑤⑥
• D． ①④⑤⑥

Answer 1

分析 ①计算平均碳原子数目判断；
②反应燃烧前后气体的体积不变（水为气体），则平均分子式中H原子数目为4，可以为乙烯、丙炔等；
③计算平均H原子数目判断；
④由相对氢气密度，可知混合烃的平均相对分子质量为20；
⑤混合气体C、H原子数目之比1：3，而小于1：3的只有甲烷；
⑥计算水的物质的量，可得混合气体中H原子物质的量，结合混合气体总质量计算C原子物质的量，再结合C、H原子数目之比判断．

解答 解：①混合气体平均碳原子数目为$\frac{1.5mol×1}{1mol}$=1.5，所有烃中只有甲烷的碳原子数目小于1.5，则一定含有甲烷，故选；
②设平均分子式为C_xH_y，则：C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O（g），反应燃烧前后气体的体积不变，则1+（x+$\frac{y}{4}$）=x+$\frac{y}{2}$，故y=4，甲烷、乙烯、丙炔等分子中都含有4个H原子，不一定含有甲烷，故不选；
③水的物质的量为$\frac{10.8g}{18g/mol}$=0.6mol，则分平均H原子数目为$\frac{0.6mol×2}{0.3mol}$=4，甲烷、乙烯、丙炔等分子中都含有4个H原子，不一定含有甲烷，故不选；
④由相对氢气密度，可知混合烃的平均相对分子质量为10×2=20，烃中相对分子质量小于20的只有甲烷，则一定含有甲烷，故选
⑤混合气体C、H原子数目之比1：3，而小于1：3的只有甲烷，故选；
⑥水的物质的量为$\frac{108g}{18g/mol}$=6mol，氢原子物质的量为12mol，则C原子物质的量为$\frac{60g-12mol×1g/mol}{12g/mol}$4mol，混合气体C、H原子数目之比1：3，而小于1：3的只有甲烷，故选．
故选：D．

点评 本题考查有机物分子式确定、混合物计算，注意利用平均值解答，常用平均值有：平均碳法、平均氢法、平均分子式、平均相对分子质量、平均碳氢法的等．