Question

5．某混合氣體由一種氣態烷烴A和一種氣態烯烴B組成，在同溫同壓下，該混合氣體的平均相對分子質量是氫氣相對分子質量的12倍，取31.2g該混合氣體通入足量的溴水中，溴水質量增重16.8g，通過計算回答：
（1）求混合氣體中氣態烷烴A和氣態烯烴B的分子式
（2）混合氣體中A和B的物質的量之比是多少？

Answer 1

分析 （1）根據混合氣體與氫氣的相對分子質量關系計算出混合氣體的平均分子量，根據計算結果及烯烴、烷烴的相對分子質量可判斷越大含有甲烷；然后根據n=$\frac{m}{M}$計算出31.2g混合氣體的物質的量，溴水增重的為烯烴的質量，據此可知甲烷的質量，然后根據n=$\frac{m}{M}$計算出混合氣體中甲烷的物質的量，從而可知烯烴的摩爾質量，再結合烯烴的通式確定其分子式；
（2）設出烷烴和烯烴的物質的量，利用平均摩爾質量列式計算出二者物質的量之比．

解答 解：（1）在同溫同壓下，該混合氣體的平均相對分子質量是氫氣相對分子質量的12倍，則該混合氣體的平均相對分子質量為：12×2=24，烷烴和烯烴中相對分子質量小于24的只有甲烷，所以混合氣體中一定含有CH₄；
31.2g該混合氣體的物質的量為：$\frac{31.2g}{24g/mol}$=1.3mol，溴水增重的16.8g為烯烴的質量，則該混合氣體中含有甲烷的物質的量為：$\frac{31.2g-16.8g}{16g/mol}$=0.9mol，
該烯烴的摩爾質量為：$\frac{16.8g}{1.3mol-0.9mol}$=42g/mol，該烯烴為丙烯，分子式為C₃H₆，
答：混合氣體中烷烴A為CH₄，烯烴B為C₃H₆；
（2）設甲烷的物質的量為x，丙烯的物質的量為y，則：$\frac{16x+42y}{x+y}$=24，整理可得x：y=9：4，則甲烷與丙烯的物質的量之比為9：4，
答：混合氣體中甲烷與丙烯的物質的量之比為9：4．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確烷烴、烯烴的組成及性質為解答關鍵，注意掌握平均值法在化學計算中的應用，試題培養了學生的化學計算能力．