Question

A为烃，B为烃的含氧衍生物，由等物质的量的A和B组成的混合物0.05mol在0.125mol的氧气中完全燃烧，生成0.1mol CO₂和0.1mol H₂O．试通过计算回答：
（1）由A、B组成混合物的平均分子式为

C₂H₄O

（2）另取一定量的A和B完全燃烧，将其以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定．
①若耗氧量一定，则A、B的分子式分别是

C₂H₂

、

C₂H₆O₂

②若生成的二氧化碳和水的物质的量一定，则A、B的分子式分别是

C₂H₄

、

C₂H₄O₂

（3）另取a mol 的以任意比混合的A和B的混合物，在过量的氧气中完全燃烧．
①若耗氧量为定值，则耗氧量为

2.5a

mol（用含a的代数式表示，下同）
②若生成的CO₂的量为定值，则生成物水的质量范围为

18ag＜m（H₂O）＜54ag

．

Answer 1

分析：（1）由A和B的混合物0.05mol在0.125mol的氧气中完全燃烧生成0.1 molCO₂和0.1molH₂O，则0.05mol有机物混合物中含有氧原子物质的量为0.1mol×2+0.1mol-0.125mol×2=0.05mol，可知A和B的混合物平均组成分子式为C₂H₄O；
（2）由于A为烃，B为烃的含氧衍生物，且A和B为等物质的量，根据平均值含义（如A与B中碳原子数确定，有两种可能：一种情况是两者碳原子数均为2；另一情况是一种碳原子数大于2，一种碳原子数小于2），A、B的组合可能有五种．分别是CH₄和C₃H₄O₂、C₂H₄和C₂H₄O₂、C₂H₂和C₂H₆O₂、C₂H₆和C₂H₂O₂、C₃H₆和CH₂O₂．以此进行分析；
①由于A为烃，B为烃的含氧衍生物，则B中必含2个O原子，将其以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定时，两者碳原子数均为2，且组成中（x+

y

4

-

z

2

）相等；
②若生成的CO₂ 和 H₂O 的物质的量一定，则两种物质中含有的C和H原子数分别相同；
（3）①A、B以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定时，两者碳原子数均为2，耗氧量一定，则为CH≡CH和，假定全为乙炔进行计算；
②若生成的CO₂的量为定值，则两种物质中含有的C原子数相同，根据极值法确定，为乙炔是生成的水最少，为乙烷或乙醇生成的水最多．

解答：解：由A和B的混合物0.05mol燃烧生成0.1 molCO₂和0.1molH₂O以及耗氧量，可知A和B的混合物平均组成分子式为C₂H₄O．由于A为烃，B为烃的含氧衍生物，且A和B为等物质的量，根据平均值含义（如A与B中碳原子数确定，有两种可能：一种情况是两者碳原子数均为2；另一情况是一种碳原子数大于2，一种碳原子数小于2），A、B的组合可能有五种．分别是CH₄和C₃H₄O₂、C₂H₄和C₂H₄O₂、C₂H₂和C₂H₆O₂、C₂H₆和C₂H₂O₂、C₃H₆和CH₂O₂．
（1）由A和B的混合物0.05mol在0.125mol的氧气中完全燃烧生成0.1 molCO₂和0.1molH₂O，则0.05mol有机物混合物中含有氧原子物质的量为0.1mol×2+0.1mol-0.125mol×2=0.05mol，可知A和B的混合物平均组成分子式为C₂H₄O；
故答案为：C₂H₄O；
（2）①由于A为烃，B为烃的含氧衍生物，则B中必含2个O原子，将其以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定时，两者碳原子数均为2，耗氧量一定，应为CH≡CH和，
故答案为：C₂H₂、C₂H₆O₂；
②若生成的CO₂ 和 H₂O 的物质的量一定，则两种物质中含有的C和H原子数分别相同，应为CH₂=CH₂和CH₃COOH，
故答案为：C₂H₄、C₂H₄O₂；
（3）①由于A为烃，B为烃的含氧衍生物，则B中必含2个O原子，将其以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定时，两者碳原子数均为2，耗氧量一定，应为CH≡CH和，故amol该混合物的耗氧量为amol×（2+0.5）=2.5amol，
故答案为：2.5amol；
②若生成的CO₂的量为定值，则两种物质中含有的C原子数相同，两者碳原子数均为2，根据极值法确定，全乙炔是生成的水最少为amol×18g/mol=18ag，
全为乙烷或乙醇生成的水最多为

amol×6

2

×18g/mol=54ag，
故生成物水的质量范围为：18ag＜m（H₂O）＜54ag，
故答案为：18ag＜m（H₂O）＜54ag．

点评：本题考查有机物分子式的确定，题目难度中等，计算出平均分子式，根据生成产物和耗氧量计算，本题为该类题目的典型．