Question

乙烷和乙炔混合物共mmol，与nmol的氧气点燃后完全反应，得到CO和CO₂的混合气体，以及36g水．试求：
（1）当m=0.8时，乙烷和乙炔的物质的量之比

 

．
（2）当m=1时，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

5

6

时，则n=

 

，得到的CO和CO₂的物质的量之比

 

．
（3）m的取值范围是

 

，n的取值范围是

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：烃及其衍生物的燃烧规律

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；
令反应后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；
（3）根据H原子守恒利用极限法解答，CO和CO₂的物质的量均大于0，得到不等式，当m值最大，n最大；m值最小，n最小．

解答： 解：（1）令乙烷与乙烯的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者物质的量之和与H原子守恒列方程，则

x+y=m=0.8 6x+2y= 36g 18g/mol ×2

，解得x=0.6mol，y=0.2mol，
则乙烷和乙炔的物质的量之比为0.6mol：0.2mol=3：1，故答案为：3：1；
（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×2=2mol，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

5

6

时，故2=nmol×

5

6

，解得n=2.4；
令反应后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，则：

a+b=2 a+2b=2.4×2- 36g 18g/mol

，解得a=1.2mol，b=0.8mol，
则CO和CO₂的物质的量之比为1.2mol：0.8mol=3：2，
故答案为：2.4；3：2；　　　　
（3）生成水的物质的量为

36g

18g/mol

=2mol，
根据H守恒得：
2a+6b=4mol①
a+b=mmol②即a=m-b③b=m-a④
把③带入①得：m=2-b，当b＞0时，m＜2；
把④带入①得：m=

2

3

+

2a

3

，当a＞0时，m＞

2

3

（或0.67）．
即0.67＜m＜2，
令反应后CO和CO₂的物质的量分别为amol、bmol，结合中氧原子守恒，则：

a+b=2m a+2b=n×2- 36g 18g/mol

，
a＞0，b＞0，则m+1＜n＜2m+1，所以m值最大时n最大，m值小时n最小，故1.67或（

5

3

）＜n＜5，
故答案为：0.67＜m＜2；1.67或（

5

3

）＜n＜5．

点评：本题考查混合物的计算，难度中等，判断反应后混合气体的耗氧量即是C₂H₂和C₂H₆的耗氧量是关键，在利用元素守恒计算，注意混合计算中守恒思想的运用．