Question

20．飽和烴A和不飽和烴B在常溫下均為氣體（碳原子數(shù)不大于4），其中A分子中含有碳原子數(shù)多于B．
（1）將A和B按一定比例混合．1L混合氣體完全燃燒后在同溫、同壓下得到3.6LCO₂．試推斷該混合氣體的可能組合及A與B混合時(shí)的體積比．將結(jié)果填入下表．

編號(hào)	A的分子式	B的分子式	VA：VB
①	C4H10	C3H6	3：2
②	C4H10	C2H4	4：1
③	C4H10	C2H2	4：1
④	C4H10	C3H4	3：2

（2）120℃時(shí)，1LA、1LB與足量氧氣混合點(diǎn)燃后，在同溫、同壓下總體積增大2L．試通過計(jì)算確定A和B的分子式．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比，由混合氣體1L充分燃燒后得到同溫同壓下3.6LCO₂，可知混合氣體的平均分子式為C_3.6H_x，然后根據(jù)要想碳原子的平均值為3.6，必須有一種烴的碳原子數(shù)小于3.6，另一種烴的碳原子數(shù)大于3.6，且碳原子數(shù)若＞4，那么常溫下不是氣體，故一種烴中最多為4個(gè)碳，據(jù)此討論即可；
（2）根據(jù)烴的燃燒規(guī)律：C_xH_y+（x+$\frac{1}{4}$y）O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+$\frac{1}{2}$yH₂O（氣），結(jié)合氣體體積差量法計(jì)算平均氫原子數(shù)，得到氣體的組成即可．

解答 解：（1）因1升混合氣體充分燃燒后生成3.6升CO₂，且A分子的碳原子數(shù)比B分子的多，混合氣體只能由碳原子數(shù)大于3.6的烷烴（C₄H₁₀）和碳原子數(shù)小于3.6的烯烴或炔烴（C₃H₆和C₂H₄、C₃H₄和C₂H₂）組成．它們有四種可能的組合：C₄H₁₀、C₃H₆；C₄H₁₀、C₂H₄；C₄H₁₀、C₃H₄；C₄H₁₀、C₂H₂；根據(jù)每一種組合中烷烴和烯烴的碳原子數(shù)及燃燒后生成的CO₂體積，可確定A和B的體積比，如：，則V（C₄H₁₀）：V（C₂H₄）=4：1，C₄H₁₀；C₃H₆=3：2；②C₄H₁₀：C₂H₂=4：1；C₄H₁₀：C₃H₄=3：2，
故答案為：①C₄H₁₀、C₃H₆、3：2；②C₄H₁₀、C₂H₄、4：1③C₄H₁₀、C₂H₂、4：1④C₄H₁₀、C₃H₄、3：2；
（2）設(shè)1升氣態(tài)烴與氧充分燃燒后體積變化為△V升，則：
C_xH_y+（x+$\frac{1}{4}$y）O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+$\frac{1}{2}$yH₂O（氣）△V
1       x+$\frac{1}{4}$y          1 $\frac{1}{2}$y        $\frac{1}{4}$y-1
2L                                  2L
$\frac{1}{\frac{1}{2}}$=$\frac{\frac{y}{4}-1}{2}$，解y=8，平均分子式中H原子為8個(gè)，故組合①符合題意，即A：C₄H₁₀；B：C₃H₆，答：A和B的分子式分別為：A：C₄H₁₀；B：C₃H₆．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了十字交叉法、差量法的使用，有一定的難度，注意根據(jù)燃燒的方程式進(jìn)行判斷．