Question

11．某混合氣體由一種氣態烷烴和一種氣態烯烴組成，在同溫同壓下，混合氣體對氫氣的相對密度為13，在標準狀況下，將56.0L混合氣體通入足量溴水，溴水質量增重35.0g，通過計算回答：
（1）混合氣體中氣態烷烴的化學式：CH₄，
（2）混合氣體中烷烴與烯烴的物質的量之比：3：1，
（3）寫出混合氣體中氣態烯烴可能的結構簡式：CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃、（CH₃）C=CH₂．

Answer 1

分析 （1）相同條件下，密度之比等于相對分子質量之比，據此計算混合氣體的相對分子質量，進而確定含有的烷烴；
（2）根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算56L混合氣體的物質的量，再根據m=nM計算混合氣體的質量，溴水質量增重35.0g為烯烴的質量，進而計算烷烴的質量與物質的量，再計算烯烴的物質的量，據此解答；
（3）由烯烴的質量與物質的量，根據M=$\frac{m}{n}$計算其摩爾質量，據此計算烯烴的分子式，書寫可能的結構．

解答 解：（1）在同溫同壓下，混合氣體對氫氣的相對密度為13，故混合氣體的平均相對分子質量為13×2=26，故一定含有甲烷，
故答案為：CH₄；
（2）標況下56L混合氣體的物質的量為：$\frac{56L}{22.4L/mol}$=2.5mol，故混合氣體的總質量為2.5mol×26g/mol=65g，溴水質量增重35.0g為烯烴的質量，故甲烷的質量為65g-35g=30g，故甲烷的物質的量為：$\frac{30g}{16g/mol}$=$\frac{15}{8}$mol，烯烴的物質的量為2.5mol-$\frac{15}{8}$mol=$\frac{5}{8}$mol，故n（CH₄）：n（C₄H₈）=$\frac{15}{8}$mol：$\frac{5}{8}$mol=3：1，
故答案為：3：1；
（3）烯烴的摩爾質量為：$\frac{35g}{\frac{5}{8}mol}$=56g/mol，設烯烴的組成為（CH₂）_n，故14n=56，解得n=4，故該烯烴為C₄H₈，可能的結構為：CH₂=CH-CH₂CH₃、CH₃-CH=CH-CH₃、CH₂=C（CH₃）₂，
故答案為：CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃、（CH₃）C=CH₂．

點評 本題考查混合物反應的計算、有機物分子式、結構簡式的確定，題目難度中等，根據平均相對分子質量確定含有甲烷是解題的關鍵，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．