Question

（1）一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物10g，其密度是相同条件下氢气密度的12.5倍，当此混合气体通过足量溴水时，溴水质量增重8.4g，则这两种烃分别为

 

，体积比

 

（2）0.1mol某烃完全燃烧，生成10.8g H₂O和11.2LCO₂（标准状况下）．则该烃的分子式：

 

；在其同分异构体中，一氯代物只有一种的结构简式是：

 

（3）往一容积为10L的密闭容器中充入2mol N₂、4mol H₂进行合成氨反应N₂+3H₂?2NH₃．5min后达到平衡，该合成反应5min内的速率v（NH₃）=0.02mol/（L?min）．试求平衡时，容器中N₂转化率是

 

．

Answer 1

考点：有关有机物分子式确定的计算,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题,烃及其衍生物的燃烧规律

分析：（1）混合气体的密度是相同状况下H₂密度的12.5倍，则有机物的平均摩尔质量25g/mol，故混合气体中一定有甲烷，该混合气通过Br₂水时，Br₂水增重8.4g为烯烃的质量，进而计算甲烷的质量，根据n=

m

M

计算混合气体总物质的量、甲烷的物质的量，进而确定烯烃的物质的量，结合烯烃的质量和物质的量来确定烯烃的摩尔质量，再根据烯烃组成通式确定烯烃，相同条件下体积之比等于物质的量之比，据此解答；
（2）根据原子守恒计算该烃的分子式，其同分异构体中一氯代物只有一种，说明该同分异构体中只有1中H原子，结合该烃的分子式书写；
（3）计算生成的氨气的物质的量，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，据此计算参加反应的氮气，进而计算氮气转化率．

解答： 解：（1）混合气体的密度是相同状况下H₂密度的12.5倍，则有机物的平均摩尔质量=2g/mol×12.5=25g/mol，故混合气体中一定有甲烷，混合气体的总的物质的量为

10g

25g/mol

=0.4mol．
该混合气通过Br₂水时，Br₂水增重8.4g，8.4g为烯烃的质量，所以甲烷的质量=10g-8.4g=1.6g，物质的量=

1.6g

16g/mol

=0.1mol，故烯烃的物质的量=0.4mol-0.1mol=0.3mol，所以M（烯烃）=

8.4g

0.3mol

=28g/mol，令烯烃的组成为C_nH_2n，则14n=28，所以n=2，故为乙烯，
相同条件下体积之比等于物质的量之比，故V（CH₄）：V（C₂H₄）=0.1mol：0.3mol=1：3．
故答案为：CH₄、C₂H₄；V（CH₄）：V（C₂H₄）=1：3；
（2）0.1mol某烃完全燃烧，生成10.8g H₂O和11.2LCO₂（标准状况下），水的物质的量=

10.8g

18g/mol

=0.6mol，二氧化碳的物质的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，故该烃分子中N（C）=

0.5mol

0.1mol

=5、N（H）=

0.6mol×2

0.1mol

=12，故该烃的分子式为C₅H₁₂，其同分异构体中一氯代物只有一种，说明该同分异构体中只有1中H原子，该同分异构体的结构简式为：，
故答案为：C₅H₁₂；；
（3）5min内的速率v（NH₃）=0.02mol/（L?min），则△n（NH₃）=0.02mol/（L?min）×5min×10L=1mol，故△n（N₂）=

1

2

△n（NH₃）=

1

2

×1mol=0.5mol，故氮气的转化率=

0.5mol

2mol

×100%=25%，
故答案为：25%．

点评：本题考查有机物分子式确定、同分异构体、化学平衡有关计算等，（1）中根据平均摩尔质量确定含有甲烷是解题的关键，难度不大．