Question

3．丁烷催化裂化時，碳碳鍵按兩種方式斷裂生成兩種烷烴和兩種烯烴．如果丁烷的裂化率為90%，又知裂化生成的兩種烯烴質(zhì)量相等．求裂化后得到的混合氣體中相對分子質(zhì)量最小的氣體的體積分數(shù)．

Answer 1

分析 丁烷結(jié)構(gòu)簡式為：CH₃-CH₂-CH₂-CH₃，斷鍵位置只有兩種，，故可生成甲烷、丙烯、乙烷、乙烯四種物質(zhì)，設丁烷的物質(zhì)的量為1mol，裂解成CH₄和C₃H₆為xmol，裂解成C₂H₆和C₂H₄為ymol，根據(jù)已知列方程式組求解即可．

解答 解：設丁烷的物質(zhì)的量為1mol，裂解成CH₄和C₃H₆為xmol，裂解成C₂H₆和C₂H₄為ymol，
依題意：C₄H₁₀　$\stackrel{加熱}{→}$  CH₄ +C₃H₆ 　
　   xmol　　　     xmol   xmol
C₄H₁₀　$\stackrel{加熱}{→}$C₂H₆+C₂H₄
ymol　　　 ymol ymol
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1×90%}\\{42x=28y}\end{array}\right.$
解之 x=0.36mol，y=0.54mol，
CH₄%=$\frac{0.36}{（0.36+0.36+0.54+0.54+0.1）}$×100%=19%，
答：裂化后得到的混合氣體中相對分子質(zhì)量最小的氣體的體積分數(shù)為19%．

點評 本題考查了丁烷的裂解的計算，掌握裂解原理是解題的關(guān)鍵，側(cè)重于考查學生的分析能力和計算能力，題目難度中等．