Question

10．某烷烴和某單烯烴的混合氣體2.24L（標準狀態），使其完全燃燒，產生的氣體完全通過濃硫酸，濃硫酸質量增加了4.05g；剩余氣體通過堿石灰，堿石灰質量增加了6.60g．另取該混合氣體2.24L（標準狀態），通過足量溴水，溴水質量增加了1.05g．試通過計算回答：
（1）該混合氣體由哪兩種烴組成？
（2）該混合氣體中兩種烴的體積分數各是多少？

Answer 1

分析 根據有機物燃燒時，有機物中的碳全部轉化為二氧化碳，其質量可以根據堿石灰的質量增加量來確定，有機物中的氫全部轉化為水，其質量可以根據濃硫酸質量增加來確定，烯烴和溴單質能發生加成反應，溴水質量增加量就是烯烴的質量，然后分別設出烷烴、烯烴的分子式、物質的量，根據烯烴質量、混合烴總物質的量、H原子守恒、C原子守恒列式計算即可．

解答 解：（1）混合氣體的物質的量為：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，燃燒后通過濃H₂SO₄，增重的質量即水的質量為4.05g，則水的物質的量為：$\frac{4.05g}{18g/mol}$=0.225mol，再通過堿石灰，增重的質量即生成CO₂的質量為6.60g，二氧化碳的物質的量為：$\frac{6.60g}{44g/mol}$=0.15mol；
另取0.1mol混合物通入溴水，增重的質量即烯烴的質量為1.05g，可設烷烴、烯烴分別為C_xH_2x+2、C_yH_2y，且兩種烴的物質的量分別為a，b，則有：1.05g=14yg/mol×b；a+b=0.1mol；（2x+2）a+2yb=0.225mol×2（（H守恒）；ax+by=0.15mol（C守恒），解得：x=1，y=3，a=0.075mol，b=0.025mol，所以烷烴為CH₄，單烯烴為丙烯C₃H₆，
答：混合氣體由CH₄、C₃H₆組成；
（2）相同條件下氣體的體積之比等于其物質的量之比，則CH₄的體積分數為：$\frac{0.075mol}{0.075mol+0.025mol}$×100%=75%；
C₃H₆的體積分數為：1-75%=25%，
答：CH₄、C₃H₆的體積分數分別為75%、25%．

點評 本題考查了有機物分子式確定的計算，題目難度中等，明確濃硫酸、堿石灰、溴水質量變化的實質為解答關鍵，注意掌握質量守恒定律在化學計算中的應用方法．