Question

amol由乙烯和乙烷组成的混合气体与bmol氧气于某密闭容器中，点燃充分燃烧后，乙烯与乙烷已经全部消耗完，得到一氧化碳与二氧化碳的混合气体和45g水，则：
（1）当a=1时，且反应后CO和CO₂混合气体的物质的量为反应前氧气的

2

3

时，则b=

 

，得到的CO和CO₂的物质的量之比n（CO）：n（CO₂）=

 

．
（2）a取值范围是（以分数表示）

 

；b取值范围是（含a的式子）

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：烃及其衍生物的燃烧规律

分析：（1）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b的值；
设反应后CO和CO₂的物质的量分别为amol、bmol，根据二者之和与氧原子守恒列方程计算；
（2）根据H原子守恒利用极限法解答，只有乙烯时，a值最大，只有乙烷时，a值最小；
amol混合烃中含有2amolC，燃烧产物是一氧化碳和二氧化碳的混合物来计算b的取值范围．

解答： 解：（1）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×2=2mol，
则：

2

3

bmol=2mol，
解得：b=3；
45g水的物质的量为：

45g

18g/mol

=

45

18

mol=

5

2

mol，设反应后CO和CO₂的物质的量分别为xmol、ymol，
根据二者之和与氧原子守恒列方程，则：x+y=2，x+2y=3×2-

5

2

，
解得：a=0.5，b=1.5，
则：n（CO）：n（CO₂）=0.5mol：1.5mol=1：3，
故答案为：3；1：3；
（2）生成水的物质的量=

45g

18g/mol

=2.5mol只有乙烯时，a值最大，根据H原子守恒可知，a的极大值为

2.5mol×2

4

=

5

4

mol，只有乙烷时，a值最小，根据H原子守恒可知，a的极小值为

2.5mol×2

6

=

5

6

mol，故a的取值范围是：

5

6

＜a＜

5

4

，
如果2.5mol水中含有2.5mol氧原子，生成2.5mol水需要消耗氧气的物质的量为：2.5mol×

1

2

=

5

4

mol，
当amol乙烯和乙烷中含有2a molC原子，若碳原子完全转化成二氧化碳，消耗的氧气的量最大，最大量为：2a mol+

5

4

mol；
当2amolC完全转化成CO时，消耗氧气的物质的量最小，则b的最小值为：amol+

5

4

mol，
因此b的取值范围是：a+

5

4

＜b＜2a+

5

4

，
故答案为：

5

6

＜a＜

5

4

；a+

5

4

＜b＜2a+

5

4

．

点评：本题考查了混合物的有关计算，题目难度中等，注意掌握利用原子守恒进行化学计算的方法，（2）中计算消耗氧气的物质的量b的范围为难点、易错点，注意明确解答方法．