Question

（1）一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴的混合物10g，其密度是相同條件下氫氣密度的12.5倍，當(dāng)此混合氣體通過足量溴水時，溴水質(zhì)量增重8.4g，則這兩種烴分別為

 

，體積比

 

（2）0.1mol某烴完全燃燒，生成10.8g H₂O和11.2LCO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．則該烴的分子式：

 

；在其同分異構(gòu)體中，一氯代物只有一種的結(jié)構(gòu)簡式是：

 

（3）往一容積為10L的密閉容器中充入2mol N₂、4mol H₂進(jìn)行合成氨反應(yīng)N₂+3H₂?2NH₃．5min后達(dá)到平衡，該合成反應(yīng)5min內(nèi)的速率v（NH₃）=0.02mol/（L?min）．試求平衡時，容器中N₂轉(zhuǎn)化率是

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計算,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題,烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）混合氣體的密度是相同狀況下H₂密度的12.5倍，則有機(jī)物的平均摩爾質(zhì)量25g/mol，故混合氣體中一定有甲烷，該混合氣通過Br₂水時，Br₂水增重8.4g為烯烴的質(zhì)量，進(jìn)而計算甲烷的質(zhì)量，根據(jù)n=

m

M

計算混合氣體總物質(zhì)的量、甲烷的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定烯烴的物質(zhì)的量，結(jié)合烯烴的質(zhì)量和物質(zhì)的量來確定烯烴的摩爾質(zhì)量，再根據(jù)烯烴組成通式確定烯烴，相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比，據(jù)此解答；
（2）根據(jù)原子守恒計算該烴的分子式，其同分異構(gòu)體中一氯代物只有一種，說明該同分異構(gòu)體中只有1中H原子，結(jié)合該烴的分子式書寫；
（3）計算生成的氨氣的物質(zhì)的量，物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，據(jù)此計算參加反應(yīng)的氮氣，進(jìn)而計算氮氣轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）混合氣體的密度是相同狀況下H₂密度的12.5倍，則有機(jī)物的平均摩爾質(zhì)量=2g/mol×12.5=25g/mol，故混合氣體中一定有甲烷，混合氣體的總的物質(zhì)的量為

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(zhì)量，所以甲烷的質(zhì)量=10g-8.4g=1.6g，物質(zhì)的量=

1.6g

16g/mol

=0.1mol，故烯烴的物質(zhì)的量=0.4mol-0.1mol=0.3mol，所以M（烯烴）=

8.4g

0.3mol

=28g/mol，令烯烴的組成為C_nH_2n，則14n=28，所以n=2，故為乙烯，
相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比，故V（CH₄）：V（C₂H₄）=0.1mol：0.3mol=1：3．
故答案為：CH₄、C₂H₄；V（CH₄）：V（C₂H₄）=1：3；
（2）0.1mol某烴完全燃燒，生成10.8g H₂O和11.2LCO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），水的物質(zhì)的量=

10.8g

18g/mol

=0.6mol，二氧化碳的物質(zhì)的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，故該烴分子中N（C）=

0.5mol

0.1mol

=5、N（H）=

0.6mol×2

0.1mol

=12，故該烴的分子式為C₅H₁₂，其同分異構(gòu)體中一氯代物只有一種，說明該同分異構(gòu)體中只有1中H原子，該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為：，
故答案為：C₅H₁₂；；
（3）5min內(nèi)的速率v（NH₃）=0.02mol/（L?min），則△n（NH₃）=0.02mol/（L?min）×5min×10L=1mol，故△n（N₂）=

1

2

△n（NH₃）=

1

2

×1mol=0.5mol，故氮氣的轉(zhuǎn)化率=

0.5mol

2mol

×100%=25%，
故答案為：25%．

點評：本題考查有機(jī)物分子式確定、同分異構(gòu)體、化學(xué)平衡有關(guān)計算等，（1）中根據(jù)平均摩爾質(zhì)量確定含有甲烷是解題的關(guān)鍵，難度不大．