Question

在101.3k Pa、476K条件下，十一烷以及分子中碳原子数比它小的烷烃均为气态．以下变化中，最初与最终均维持这种条件． A、B、C 三种烷烃（气）分子中碳原子依次增加相同的个数，取等体积的三种气体，分别跟 30mLO₂（过量）混合引燃，充分反应后发现：A与O₂ 反应前后气体总体积不变；B与O₂ 反应后气体总体积增加了4mL；C与O₂ 反应后气体总体积为反应前的1.25倍．
试求：
（ 1 ）A的分子式．
（2）原任意一种烷烃的体积及B的分子式．

Answer 1

考点：有机物实验式和分子式的确定

专题：有机物分子组成通式的应用规律

分析：设烷烃的分子式为C_nH_2n+2，燃烧通式为：
   C_nH_2n+2+

3n+1

2

O₂

点燃

nCO₂+（n+1）H₂O，体积变化
     1     

3n+1

2

      n       n+1   

n-1

2

则气体体积变化与原体积之比为：

△V

V烃

=

n-1

2

（1）当△V=0，解得n=1，A的分子式为：CH₄，即A为甲烷；
（2）设烷烃B的分子式为C_n+1H_2n+4，则C的分子式为：C_2n+1H_4n+4，B、C体积均为V，根据上述关系列式计算．

解答： 解：设烷烃的分子式为C_nH_2n+2，燃烧通式为：
C_nH_2n+2+

3n+1

2

O₂

点燃

nCO₂+（n+1）H₂O，体积变化
1

3n+1

2

n n+1

n-1

2

则气体体积变化与原体积之比为：

△V

V烃

=

n-1

2

（1）当△V=0，解得n=1，A的分子式为：CH₄，即A为甲烷，答：A的分子式为CH₄；
（2）设烷烃B的分子式为C_n+1H_2n+4，则C的分子式为：C_2n+1H_4n+4，B、C体积均为V，
由B得：

4

V

=

n+1-1

2

，由C得：

(V+30)×0.25

V

=

2n+1-1

2

解得V=2，n=4，
所用B为C₅H₁₂，C为C₉H₂₀，A、B、C的体积为2mL．
答：烷烃的体积为：2mL，B的分子式为：C₅H₁₂．

点评：本题考查了烃燃烧的计算，难度较大．找出气体体积变化和原体积之间的关系是解题的关键．