Question

9．常溫下一種烷烴A和一種單烯烴B組成混合氣體，A和B分子中最多只含有4個(gè)碳原子，且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多．120℃時(shí)取1L該混合氣體與9LO₂混合充分燃燒后得2.5LCO₂．當(dāng)恢復(fù)到120℃和燃燒前的壓強(qiáng)時(shí)，體積增大6.25%．則混合氣體中各成分的分子式為（　�。�

• A． CH₄和C₄H₈
• B． CH₄和C₃H₆
• C． C₂H₆和C₃H₆
• D． C₂H₆和C₄H₈

Answer 1

分析 根據(jù)1升碳原子數(shù)為n的烷烴或烯烴充分燃燒后均得到n升CO₂，由題意（1升混合氣體充分燃燒后生成2.5升CO₂，且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多）可推斷，混合氣體只能由碳原子數(shù)小于2.5的烷烴（CH₄和C₂H₆）和碳原子數(shù)大于2.5的烯烴（C₃H₆和C₄H₈）組成，它們有四種可能的組合，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，利用十字交叉法可確定A和B的體積比．最后根據(jù)燃燒方程式利用差量法來計(jì)算．

解答 解：因1升混合氣體充分燃燒后生成2.5升CO₂，且B分子的碳原子數(shù)比A分子的多，混合氣體只能由碳原子數(shù)小于2.5的烷烴（CH₄和C₂H₆）和碳原子數(shù)大于2.5的烯烴（C₃H₆和C₄H₈）組成．它們有四種可能的組合：CH₄、C₃H₆；CH₄、C₄H₈；C₂H₆、C₃H₆；C₂H₆、C₄H₈，
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（CH₄）：V（C₃H₆）=1：3，
①CH₄、C₄H₈ 1：1；
②CH₄、C₃H₆ 1：3；
③C₂H₆、C₃H₆ 1：1；
④C₂H₆、C₄H₈ 3：1；
設(shè)1升氣態(tài)烴與氧充分燃燒后體積變化為△V升，則
CH₄+2O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$CO₂+2H₂O（氣）△V₁=0（升）
C₂H₆+$\frac{7}{2}$O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$2CO₂+3H₂O（氣）△V₂=0.5（升）
C₃H₆+$\frac{9}{2}$O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$3CO₂+3H₂O（氣）△V₃=0.5（升）
C₄H₈+6O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$4CO₂+4H₂O（氣）△V₄=1.0（升）
各種組合的1升混合氣體與氧氣充分燃燒，體積增大為
組合①$\frac{△{V}_{1}+△{V}_{4}}{2}$=0.5（升），則 $\frac{0.5}{10}$×100%=5%，
組合②$\frac{△{V}_{1}+3△{V}_{3}}{4}$=0.375（升），則 $\frac{0.375}{10}$×100%=3.75%，
組合③$\frac{△{V}_{2}+△{V}_{3}}{2}$=0.5（升），則 $\frac{0.5}{10}$×100%=5%，
組合④$\frac{3△{V}_{2}+△{V}_{4}}{4}$=0.625（升），則 $\frac{0.625}{10}$×100%=6.25%，
故組合④符合題意，即A為C₂H₆，B為C₄H₈，
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了混合物反應(yīng)混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度較大，明確十字交叉法、差量法的使用方法為解答關(guān)鍵，注意根據(jù)燃燒的方程式進(jìn)行判斷，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．