在标准状况下,2.24L的某气态烷烃和具有一个双键的烯烃的混合气体完全燃烧后,将高温下产生的气体缓慢通过浓硫酸,浓硫酸增重4.05g,剩余气体通过碱石灰,碱石灰增重6.60g.另再取2.24L

在标准状况下,2.24L的某气态烷烃和具有一个双键的烯烃的混合气体完全燃烧后,将高温下产生的气体缓慢通过浓硫酸,浓硫酸增重4.05g,剩余气体通过碱石灰,碱石灰增重6.60g.另再取2.24L

题目
在标准状况下,2.24L的某气态烷烃和具有一个双键的烯烃的混合气体完全燃烧后,将高温下产生的气体缓慢通过浓硫酸,浓硫酸增重4.05g,剩余气体通过碱石灰,碱石灰增重6.60g.另再取2.24L标准状况下的该混合气体,将它通入过量的溴水中,溴水增重1.05g.
问:(1)混合气体由哪两种烃组成,写出它们的结构简式.
(2)混合气体中两种烃的体积分数各为多少?
答案
(1)n(混合物)=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,浓硫酸增重4.05g,为水的质量,则n(H)=2×
4.05g
18g/mol
=0.45mol,m(H)=0.45g,
碱石灰增重6.60g,应为CO2的质量,则n(C)=
6.6g
44g/mol
=0.15mol,m(C)=0.15mol×12g=1.8g,
所以m(混合物)=1.8g+0.45g=2.25g,M(混合物)=
2.25g
0.1mol
=22.5g/mol,摩尔质量小于22.5g/mol的烃只有甲烷,则混合气体中一定含有甲烷,
混合气体通入溴水,溴水增重为烯烃的质量,
则m(烯烃)=1.05g,
m(CH4)=2.25g-1.05g=1.2g,
n(CH4)=
1.2g
16g/mol
=0.075mol,
所以:n(烯烃)=0.1mol-0.075mol=0.025mol,
M(烯烃)=
1.05g
0.025mol
=42,
设烯烃的分子式为CnH2n
则有12n+2n=42,n=3,
所以为C3H6,结构简式为CH3CH=CH2
答:混合气体由甲烷和丙烯组成,结构简式分别为CH4、CH3CH=CH2
(2)设0.1mol混合物中含有xmolCH4,ymolCH3CH=CH2
x+3y=0.15
4x+6y=0.45

解之得:
x=0.075
y=0.025

所以φ(CH4)=
0.075
0.1
×100%
=75%;φ(CH3CH=CH2)=
0.025
0.1
×100%
=25%,
(2)答:混合气体中两种烃的体积分数各为φ(CH4)=75%、φ(CH3CH=CH2)=25%.
n(混合物)=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,浓硫酸增重4.05g,为水的质量,则n(H)=2×
4.05g
18g/mol
=0.45mol,m(H)=0.45g,
碱石灰增重6.60g,应为CO2的质量,则n(C)=
6.6g
44g/mol
=0.15mol,m(C)=0.15mol×12g=1.8g,
所以m(混合物)=1.8g+0.45g=2.25g,M(混合物)=
2.25g
0.1mol
=22.5g/mol,摩尔质量小于22.5g/mol的烃只有甲烷,则混合气体中一定含有甲烷,
混合气体通入溴水,溴水增重为烯烃的质量,根据烯烃的质量可计算甲烷的质量和物质的量,进而计算烯烃的物质的量,可计算出烯烃的摩尔质量,进而推断烯烃的化学式.
根据体积、质量关系列式计算混合气体中两种烃的体积分数.

有关有机物分子式确定的计算.

本题考查混合物的计算以及有机物分子式的确定,题目难度中等,本题解答注意几点:①摩尔质量小于22.5g/mol的烃只有甲烷,②溴水增重为烯烃的质量,③计算出甲烷的质量和物质的量为本题的关键之处.

举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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