常温下,一种气体烷烃A和一种气态烯烃B组成的混合气体,已知B分子中所含碳原子数大于A分子中所含碳原子数. (1)将2L此混合气体充分燃烧,在相同条件下得到7L水蒸气,试推断A、B所有
题目
常温下,一种气体烷烃A和一种气态烯烃B组成的混合气体,已知B分子中所含碳原子数大于A分子中所含碳原子数.
(1)将2L此混合气体充分燃烧,在相同条件下得到7L水蒸气,试推断A、B所有可能的组成及其体积比.
(2)取2L混合气体与9.5L氧气恰好完全燃烧,通过计算确定A、B的化学式.
答案
(1)根据2L此混合气体可以得到7L水蒸气,根据质量守恒定律可得,该混合气体的平均分子式为:C
xH
7,又已知两种烃常温下均为气态,所以碳原子数小于或等于4;又烯烃碳原子数大于烷烃碳原子数,所以当烷烃为C
3H
8时,烯烃必为C
4H
8,不符合平均分子式C
xH
7;所以烷烃只能为CH
4或C
2H
6,烯烃必为C
4H
8;若混合气体为CH
4与C
4H
8,设甲烷的物质的量为x,丁烯的物质的量为y,则:
=7,解得:x:y=1:3,则体积比为:V(CH
4):V(C
4H
8)=1:3;
若混合气体为C
2H
6与C
4H
8,设乙烷的物质的量为x,丁烯的物质的量为y,则:
=7,x:y=1:1,则V(C
2H
6):V(C
4H
8)=1:1,
答:混合气体的可能的组合有:CH
4与C
4H
8、C
2H
6与C
4H
8,体积比为:V(CH
4):V(C
4H
8)=1:3、V(C
2H
6):V(C
4H
8)=1:1;
(2)2L混合气体与9.5L氧气恰好完全燃烧,则混合气体与氧气的物质的量之比为:2L:9.5L=1:4.75,即1mol混合气体完全燃烧消耗4.75mol氧气;
1molC
xH
7完全燃烧消耗氧气的物质的量为xmol+
mol=4.75mol,解得x=3,即混合气体分子中平均含有3个C,平均分子式为C
3H
7,
若是V(CH
4):V(C
4H
8)=1:3,则混合气体中碳原子的平均数为:
=3.5≠4;
若为V(C
2H
6):V(C
4H
8)=1:1,则混合气体中碳原子的平均数为:
=3,满足条件,
所以A、B的化学式分别为C
2H
6与C
4H
8,
答:混合气体中A、B的化学式分别为C
2H
6与C
4H
8.
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