Question

某烷烃和某单烯烃的混合气体2.24L（标准状况），使其完全燃烧，产生的气体完全通过浓硫酸，浓硫酸的质量增加了4.50g，剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加了7.70g，另取该混合气体2.24L（标准状况），通过足量的溴水，溴水质量增加了1.40g，试通过计算回答：
（1）混合气体由哪两种烃组成？
（2）该混合气体的中两种烃的体积分数分别为多少？

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,有关有机物分子式确定的计算

专题：计算题

分析：（1）n（混合气体）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，浓硫酸增重4.5g为水的质量，则n（H）=2×

4.5g

18g/mol

=0.5mol，m（H）=0.5g．碱石灰增重7.70g，应为CO₂的质量，则n（C）=

7.7g

44g/mol

=0.175mol，m（C）=0.175mol×12g=2.1g，所以m（混合气体）=0.5g+2.1g=2.6g，则M（混合气体）=

2.6g

0.1mol

=26g/mol，烯烃的最小摩尔质量为28g/mol，故烷烃的摩尔质量应小于26g/mol，则混合气体中一定含有甲烷，
混合气体通入溴水，溴水增重为烯烃的质量，根据烯烃的质量可计算甲烷的质量和物质的量，进而计算烯烃的物质的量，可计算出烯烃的摩尔质量，进而推断烯烃的化学式．
（2）根据（1）计算可知，混合气体中各组分的物质的量，烃的体积分数=

各组分的物质的量

混合气体总的物质的量

，据此计算．

解答： 解：（1）n（混合气体）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，浓硫酸增重4.5g，为水的质量，
则n（H）=2×

4.5g

18g/mol

=0.5mol，m（H）=0.5g．
碱石灰增重7.70g，应为CO₂的质量，
则n（C）=

7.7g

44g/mol

=0.175mol，m（C）=0.175mol×12g=2.1g，
所以m（混合气体）=0.5g+2.1g=2.6g，
则M（混合气体）=

2.6g

0.1mol

=26g/mol，
烯烃的最小摩尔质量为28g/mol，
故烷烃的摩尔质量应小于26g/mol，
则混合气体中一定含有甲烷，
混合气体通入溴水，溴水增重为烯烃的质量，
则m（烯烃）=1.4g，m（CH₄）=2.6g-1.4g=1.2g，
所以n（CH₄）=

1.2g

16g/mol

=0.075mol，
所以n（烯烃）=0.1mol-0.075mol=0.025mol，
M（烯烃）=

1.4g

0.025mol

=56g/mol，
设烯烃的分子式为C_nH_2n，
则有：12n+2n=56，
解得n=4，
所以烯烃为C₄H₈，
答：混合气体由CH₄、C₄H₈组成．
（2）由（1）计算可知，n（混合气体）=0.1mol，n（CH₄）=0.075mol，n（C₄H₈）=0.025mol，故：
CH₄的体积分数为

0.075mol

0.1mol

=0.75，C₄H₈的体积分数为

0.025mol

0.1mol

=0.25，
答：CH₄的体积分数为0.75，C₄H₈的体积分数为0.25．

点评：本题以计算题形式考查有机物的推断，难度中等，根据平均相对分子质量确定含有甲烷是解题的关键．