Question

A是烃，B是烃的含氧衍生物，A、B均为常见的有机物．由等物质的量A和B组成的混合物0.05mol在0.125mol O₂中恰好完全燃烧生成0.1mol CO₂和0.1mol H₂O．试回答下列问题：
（1）混合物中A、B的组合可能有

 

种．
（2）另有一种组合的A和B，以任意比混合，且物质的量之和为a mol．
①若耗氧量一定，则A、B的分子式分别是A

 

，B

 

，耗氧量为

 

mol（用a表示）．
②若生成的CO₂和H₂O的物质的量一定，则A、B的分子式分别是A

 

，B

 

．
③若生成CO₂的量为定值，则生成物H₂O的质量范围为

 

（用a表示）．

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）由A和B的混合物0.05mol在0.125mol的氧气中完全燃烧生成0.1 molCO₂和0.1molH₂O，则0.05mol有机物混合物中含有氧原子物质的量为0.1mol×2+0.1mol-0.125mol×2=0.05mol，可知A和B的混合物平均组成分子式为C₂H₄O，由于A为烃，B为烃的含氧衍生物，且A和B为等物质的量，根据平均值含义（如A与B中碳原子数确定，有两种可能：一种情况是两者碳原子数均为2；另一情况是一种碳原子数大于2，一种碳原子数小于2），A、B的组合可能有五种．分别是CH₄和C₃H₄O₂、C₂H₄和C₂H₄O₂、C₂H₂和C₂H₆O₂、C₂H₆和C₂H₂O₂、C₃H₆和CH₂O₂．以此进行分析；
（2）①由于A为烃，B为烃的含氧衍生物，则B中必含2个O原子，将其以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定时，两者碳原子数均为2，且组成中（x+

y

4

-

z

2

）相等，A、B以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定时，两者碳原子数均为2，耗氧量一定，则为CH≡CH和，假定全为乙炔进行计算；
②若生成的CO₂ 和 H₂O 的物质的量一定，则两种物质中含有的C和H原子数分别相同；
③若生成的CO₂的量为定值，则两种物质中含有的C原子数相同，根据极值法确定，为乙炔是生成的水最少，为乙烷或乙醇生成的水最多，据此解答即可．

解答： 解：（1）由A和B的混合物0.05 mol燃烧生成0.1 mol CO₂和0.1 mol H₂O以及耗氧量，可知A和B的混合物平均组成分子式为C₂H₄O，由于A为烃，B为烃的含氧衍生物，且A和B为等物质的量，根据平均值含义（如A与B中碳原子数确定，有两种可能：一种情况是两者碳原子数均为2；另一情况是一种碳原子数大于2，一种碳原子数小于2），A、B的组合可能有五种，

	一	二	三	四	五
A	CH4	C2H2	C2H4	C2H6	C3H6
B	C3H4O2	C2H6O2	C2H4O2	C2H2O2	CH2O2

故答案为：五；
（2）根据题意，A和B以任意比混合，①耗氧量一定，则A和B耗氧能力相同，即A为C₂H₂，B为C₂H₆O₂〔C₂H₂（H₂O）₂〕，耗氧量为2.5 a mol，
故答案为：C₂H₂，C₂H₆O₂；2.5a；
②生成CO₂和H₂O的物质的量一定，则A、B两物质中C、H原子数分别相同，即A为C₂H₄、B为C₂H₄O₂；故答案为：C₂H₄、C₂H₄O₂；
③生成CO₂的量为定值，即A和B中碳原子数相同，都为2，氢原子数最少为2，最多为6，即生成水：a mol＜n（H₂O）＜3a mol，即18a g＜m（H₂O）＜54 a g，
故答案为：18a g＜m（H₂O）＜54a g．

点评：本题考查有机物分子式的确定，题目难度中等，计算出平均分子式，根据生成产物和耗氧量计算，本题为该类题目的典型．