Question

丙烷和丙烯混合物共m mol，与n mol的氧气点燃后完全反应，得到CO和CO₂的混合气体，以及63g水．试求：
①当m=1时，丙烷和丙烯的质的量之比：

 

．
②当m=1时，且反应后CO和CO₂混合气体物质的量是反应前氧气的物质的量的

12

17

时，则n=

 

；
③m的取值范围是：

 

；
④n的取值范围是：

 

．

Answer 1

考点：有关范围讨论题的计算

专题：

分析：①根据二者物质的量之和与生成的水中H原子守恒列方程，据此计算解答；
②根据碳元素守恒计算反应后CO和CO₂混合气体的物质的量之和，据此计算n的值；
③生成水的物质的量一定，然后利用氢原子守恒及极值法计算出m的范围；
④根据H原子守恒利用极限法解答，当生成CO时消耗氧气最少，当生成二氧化碳时消耗氧气最多．

解答：解：①设丙烷和丙烯物质的量分别为xmol、ymol，根据二者物质的量之和与H原子守恒列方程，
则：

x+y=1 8x+6y= 63g 18g/mol ×2

，
解得：

x=0.5 y=0.5

，
则丙烷和丙烯的物质的量之比为：0.5mol：0.5mol=1：1，
故答案为：1：1；
②当m=1时，根据碳元素守恒可知，反应后CO和CO₂混合气体的物质的量之和为：1mol×3=3mol，且反应后CO和CO₂混合气体的物质的量是反应前氧气的物质的量的

12

17

时，故3=nmol×

12

17

，解得：n=4.25，
故答案为：4.25；
③生成水的物质的量为：

63g

18g/mol

=3.5mol，
根据H原子守恒，利用极值法，当完全为丙烷时，气体的物质的量最小，最小为：

3.5mol×2

8

=

7

8

mol，
当完全为丙烯时，混合气体的物质的量最大，最大值为：

3.5mol×2

6

=

7

6

mol，
由于为丙烷和丙烯的混合气体，则：

7

8

＜m＜

7

6

，
故答案为：

7

8

＜m＜

7

6

；
④m mol混合气体燃烧生成水的物质的量为：

63g

18g/mol

=3.5mol，含有H原子的物质的量为7mol，
7molH原子完全来自丙烷时，丙烷的物质的量为：

7

8

mol，完全燃烧生成二氧化碳时消耗的氧气的物质的量为：

7

8

mol×（3+

8

4

）=

35

8

mol，
完全燃烧生成CO时消耗的氧气为

7

8

mol×（3×

1

2

+

8

4

）=

49

16

，
7molH原子完全来自丙烯时，丙烯的物质的量为：

7

6

mol，燃烧生成的为CO时消耗的氧气最少，最少值为：

7

6

mol×（3×

1

2

+

6

4

）=

7

2

mol，
当丙烯完全燃烧生成二氧化碳时消耗的氧气最多，则消耗的氧气的最大量为：

7

6

mol×（3+

6

4

）=

21

4

mol，
由于为丙烷和丙烯的混合气体，则消耗的氧气的最小值为

49

16

，最大值为

21

4

mol，即

49

16

＜n＜

21

4

，
故答案为：

49

16

＜n＜

21

4

．

点评：本题考查有关混合物讨论的计算，题目难度中等，注意混合计算中守恒思想的运用方法，本题中需要根据H原子守恒利用极值法进行讨论，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．