Question

17．（1）相同質量的四種烴：CH₄、C₂H₄、C₃H₆、C₂H₂完全燃燒，需要氧氣最少的是C₂H₂（填分子式）
（2）一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴組成的混合物共10g，混合氣體的密度是相同狀況下H₂密度的12.5倍，該混合物氣體通過裝有溴水的試劑瓶時，試劑瓶總質量增加了8.4g，組成該混合氣體的可能是甲烷和乙烯（填分子式）
（3）標準狀況下測得某烯烴和烷烴的混合氣體的密度為1.12g．L^-1，該狀況下將10ml混合氣體和50ml足量氧氣混合點燃，充分反應后冷卻至標準狀況時剩余氣體體積為40ml，則混合氣體的組成為CH₄和C₂H₄（填分子式），它們的體積分別為2.43ml和7.57ml．

Answer 1

分析 （1）質量相同時，分子中H元素的質量分數(shù)越小，完全燃燒時消耗O₂越少；
（2）根據(jù)混合氣體的密度是相同狀況下H₂密度的12.5倍可以確定有機物的平均摩爾質量25g/mol，故混合氣體中一定有甲烷，混合氣體的總的物質的量為：$\frac{10g}{25g/mol}$=0.4mol；該混合氣通過Br₂水時，Br₂水增重8.4g，8.4g為烯烴的質量，所以甲烷的質量為1.6g，物質的量為0.1mol，故烯烴的物質的量為0.3mol，結合烯烴的質量和物質的量來確定烯烴的摩爾質量，再根據(jù)烯烴組成通式確定烯烴；
（3）據(jù)氧氣過量，烴的燃燒通式C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂→xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，在常溫下水的狀態(tài)為液態(tài)，則反應后殘留的氣體為二氧化碳、氧氣，然后根據(jù)體積差列式計算出y值，最后根據(jù)各烴的組成通式寫出烴的分子式；混合氣體平均相對分子質量為22.4L/mol×1.12g．L^-1=25.088g，再根據(jù)混合氣體10ml，列出兩個等式求烴的體積．

解答 解：（1）CH₄、C₂H₄、C₃H₆、C₂H₂的H%大小為：CH₄＞C₃H₆=C₂H₄＞C₂H₂，質量相同時，分子中H元素的質量分數(shù)越小，完全燃燒時消耗O₂越少，故完全燃燒時消耗O₂的量最少的是C₂H₂，
故答案為：C₂H₂；
（2）混合氣體的密度是相同狀況下H₂密度的12.5倍，所以混合物的平均摩爾質量為12.5×2g/mol=25g•mol^-1，所以混合氣體中一定有甲烷，混合氣體的總的物質的量為$\frac{10g}{25g/mol}$=0.4mol，該混合氣通過Br₂水時，Br₂水增重8.4g，8.4g為烯烴的質量，所以甲烷的質量為10g-8.4g=1.6g，甲烷的物質的量為$\frac{1.6g}{16g/mol}$=0.1mol，故烯烴的物質的量為0.4mol-0.1mol=0.3mol，所以M（烯烴）=$\frac{8.4g}{0.3mol}$=28g•mol^-1，設烯烴的組成為C_nH_2n，則：14n=28，解得：n=2，故該烯烴為乙烯，所以該混合物為甲烷，乙烯，
故答案為：甲烷；乙烯；
（3）常溫下水的狀態(tài)為液體，氧氣過量，殘留氣體為二氧化碳和氧氣的混合物，則：
C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂→xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O～△n=1+$\frac{y}{4}$
           1mol                                        （ 1+$\frac{y}{4}$）mol
           10ml                                    （50+10-40）ml   
    $\frac{1mol}{10ml}$=$\frac{（1+\frac{y}{4}）mol}{（50+10-40）ml}$，解得y=4，故烷烴為CH₄，烯烴為C₂H₄，
設CH₄，C₂H₄，分別為xml，yml，
則x+y=10①，混合氣體平均相對分子質量為22.4L/mol×1.12g．L^-1=25.088g，則$\frac{16×\frac{x}{22400}+28×\frac{y}{22400}}{\frac{x}{22400}+\frac{y}{22400}}=25.088$②，聯(lián)立①②解得x=2.43ml，y=7.57ml，
故答案為：CH₄；C₂H₄；2.43ml；7.57ml．

點評 本題考查有機物分子式的確定方法，難度中等，注意利用燃燒通式及體積差量法解答．