Question

3．乙烯与乙烷混合气体共 a mol，与 b mol 的氧气共存于一密闭容器中，点燃后充分反应，乙烯、乙烷和氧气全部消耗完，得到 CO₂气体和 45g 水．试求：
（1）当 a=1，消耗的氧气为3.25 mol
（2）当 a=1  时，乙烯与乙烷的物质的量之比 n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=1：1
（3）a 的取值范围是$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$．

Answer 1

分析 （1）设乙烯与乙烷的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者物质的量之和与生成的水中H原子守恒列方程，根据乙烯和乙烷燃烧的方程式进行计算；
（2）设乙烯与乙烷的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者物质的量之和与生成的水中H原子守恒列方程，得到二者的物质的量值即可；
（3）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．

解答 解：（1）设乙烯与乙烷的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者物质的量之和与H原子守恒列方程，则：x+y=1，4x+6y=$\frac{45}{18}$×2，解得：x=0.5，y=0.5，0.5mol乙烯消耗氧气1.5mol，0.5mol乙烷消耗氧气是$\frac{0.5×7}{2}$mol=1.75mol，消耗氧气的总量是1.75mol+1.5mol=3.25mol，故答案为：3.25；
（2）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=1，4x+6y=$\frac{45}{18}$×2，解得：x=0.5，y=0.5，故n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=0.5mol：0.5mol=1：1，故答案为：1：1；
（3）D．生成水的物质的量=$\frac{45}{18}$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：$\frac{2.5mol×2}{4}$=$\frac{5}{4}$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：$\frac{2.5mol×2}{6}$=$\frac{5}{6}$mol，故a的取值范围为：$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$，故答案为：$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，注意掌握质量守恒定律、极值法在化学计算中的应用，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．