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，乙烯和乙烷全部消耗完，得到CO到CO₂的混合氣體和45g水．試求：
（1）當a=1時，乙烯和乙烷的物質的量之比n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=

1：1

．
（2）當a=1，且反應后CO和CO₂混合氣體的物質的量為反應前氧氣的

2

3

時，則b=

3

，得到的CO和CO₂的物質的量之比n（CO）：n（CO₂）=

1：3

．
（3）a的取值范圍是

5

6

＜a＜

5

4

．
（4）b的取值范圍是

35

12

＜b＜

15

4

．

Answer 1

分析：（1）令乙烯與乙烷的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者物質的量之和與生成的水中H原子守恒列方程，據此計算解答；
（2）根據碳元素守恒計算反應后CO和CO₂混合氣體的物質的量之和，據此計算b的值；
令反應后CO和CO₂的物質的量分別為amol、bmol，根據二者之和與氧原子守恒列方程計算；
（3）根據H原子守恒利用極限法解答，只有乙烯時，a值最大，只有乙烷時，a值最小；
（4）根據物質是純凈物乙烯或是乙烷，燃燒產物是一氧化碳和二氧化碳的混合物來計算b的取值范圍．

解答：解：（1）令乙烯與乙烷的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者物質的量之和與H原子守恒列方程，則：x+y=1，4x+6y=

45

18

×2，解得：x=0.5，y=0.5，
故n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=0.5mol：0.5mol=1：1，
故答案為：1：1；
（2）根據碳元素守恒可知，反應后CO和CO₂混合氣體的物質的量之和為1mol×2=2mol，故

2

3

b=2，解得b=3；
令反應后CO和CO₂的物質的量分別為amol、bmol，根據二者之和與氧原子守恒列方程，則：a+b=2，a+2b=3×2-

45

18

，解得：a=0.5，b=1.5，故n（CO）：n（CO₂）=0.5mol：1.5mol=1：3，
故答案為：3；1：3；
（3）生成水的物質的量=

45g

18g/mol

=2.5mol只有乙烯時，a值最大，根據H原子守恒可知，a的極大值為

2.5mol×2

4

=

5

4

mol，只有乙烷時，a值最小，根據H原子守恒可知，a的極小值為

2.5mol×2

6

=

5

6

mol，故a的取值范圍是

5

6

＜a＜

5

4

，故答案為：

5

6

＜a＜

5

4

；
（4）根據（3）可知，如果全部是乙烯生成的，則a=

5

4

mol，則需要氧氣的物質的量是

5

4

mol×3=

15

4

mol，如果全部是乙烷生成的，則a=

5

6

mol，則需要氧氣的物質的量是

5

6

mol×

7

2

=

35

12

mol，因此b的取值范圍是

35

12

＜b＜

15

4

，
故答案為：

35

12

＜b＜

15

4

．

點評：本題考查混合物的有關計算，難度不大，注意利用原子守恒與極限法進行的解答．