Question

20．完全燃燒一定量的乙烯與某烴的混合氣體后．測得其生成物中氣體的質量是反應前混合烴質量的2.86倍，試通過計算求氣態烴的分子式及它在混合氣體中所占的物質的量分數（氣體體積和質量均在常溫下測定）．

Answer 1

分析 測得其生成物中氣體的質量是反應前混合烴質量的2.86倍，則混合烴中C的質量分數為：ω（C）=2.86×$\frac{12}{44}$=0.78，乙烯分子中含碳量為：$\frac{12×2}{28}$=0.857＞0.78，由于烯烴的最簡式相同，其含碳量都是0.78，炔烴的含碳量大于0.78，則另一種烴只能為烷烴，設烷烴通式為C_nH_2n+2，則$\frac{12n}{14n+2}$＜0.78，通過討論得出n的數值，然后設混合氣體中C₂H₄和CH₄共1 mol、CH₄的物質的量為x，由題意知：$\frac{44x+88（1-x）}{16x+28（1-x）}$=2.86，據此計算出x，再計算出另一種烴的物質的量分數．

解答 解：生成物中氣體的質量是反應前混合烴質量的2.86倍，即：$\frac{m（C{O}_{2}）}{m（混合烴）}$=0.286，故混合烴中C的質量分數為：ω（C）=2.86×$\frac{12}{44}$=0.78，
乙烯分子中含碳量為：$\frac{12×2}{28}$=0.857＞0.78，
由于烯烴的最簡式相同，其含碳量都是0.78，炔烴的含碳量大于0.78，則另一種烴只能為烷烴，
設烷烴通式為C_nH_2n+2，則$\frac{12n}{14n+2}$＜0.78，
解得：n＜2，
混合氣體中另一種烴分子中C原子數為1，一定是甲烷，
設混合氣體中C₂H₄和CH₄共1 mol，其中CH₄的物質的量為x，由題意知：$\frac{44x+88（1-x）}{16x+28（1-x）}$=2.86，
解得：x=0.818 mol，
所以混合烴中甲烷的物質的量分數為：$\frac{0.818mol}{1mol}$×100%=81.8%，
答：另一種氣態烴為CH₄，所占的物質的量分數為81.8%．

點評 本題考查了有機物分子式的確定，題目難度中等，明確“測得其生成物中氣體的質量是反應前混合烴質量的2.86倍”含義為解答關鍵，注意掌握常見烴的分子組成，試題側重考查學生的分析、理解能力．