Question

乙烯與乙烷混合氣體共a mol，與b mol的氧氣共存于一密閉容器中，點燃后充分反應，乙烯與乙烷全部消耗完，得到CO和CO₂的混合氣體和45 g水。試求：

（1）當a=1時，乙烯和乙烷的物質的量之比n(C₂H₄)∶n(C₂H₅)=__________。

（2）當a=1時，且反應后CO和CO₂混合氣體的物質的量為反應前氧氣的時，則b=________,得到的CO和CO₂的物質的量之比n(CO)∶n(CO₂)=___________。

（3）a的取值范圍是_________________________________。

（4）b的取值范圍是_________________________________。

Answer 1

（1）1∶1  （2）3  1∶3  （3）＜a＜  (4)＜b＜

解析：（1）n(H)=5 mol，氧氣完全反應無剩余，

n（C₂H₆）+n（C₂H₄）=1 mol,

6n(C₂H₆)+4n(C₂H₄)=5 mol,

解得：n（C₂H₆）=n（C₂H₄）=0.5 mol。

（2）a=1，n(C)=2 mol,n(CO)+n(CO₂)=2 mol

故n（O₂）=3 mol,

2n(O₂)=n(CO)+2n(CO₂)+n(H₂O),

n(CO)=0.5 mol，n（CO₂）=1.5 mol。

（3）假設兩種極端，全部滿足n（H）=5 mol，①全部為乙烷：a=;②全部為乙烯：a=;故混合氣體必須介于兩者之間：＜a＜。

（4）①耗氧量最少，只生成CO，應全部是乙烷，為mol。

    C₂H₆  +  O₂2CO+3H₂O

       1         2.5

     mol    b mol    b=mol

②耗氧量最多，只生成CO₂，應全部是乙烯，為 mol。

C₂H₄  +  3O₂2CO₂+2H₂O

   1          3

 mol   b mol    b= mol

所以b的取值范圍：＜b＜。