Question

5．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44.8L混合氣體通入足量溴水，溴水質量增重28.0g，通過計算回答：
（1）混合氣體中氣態烷烴的分子式：CH₄．
（2）混合氣體中烷烴與烯烴的物質的量之比：n（CH₄）：n（烯烴）=3：1．
（3）寫出混合氣體中氣態烯烴可能的結構簡式（不考慮順反異構）：CH₂=CH-CH₂CH₃、CH₃-CH=CH-CH₃、CH₂=C（CH₃）₂．

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44.8L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28g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，烯烴中相對分子質量最小的為乙烯的28，故一定含有甲烷，
故答案為：CH₄；
（2）標況下44.8L混合氣體的物質的量為：$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol，故混合氣體的總質量為：2mol×26g/mol=52g，溴水質量增重28g為烯烴的質量，故甲烷的質量為：52g-28g=24g，故甲烷的物質的量為：$\frac{24g}{16g/mol}$=1.5mol，
烯烴的物質的量為：2mol-1.5mol=0.5mol，故n（CH₄）：n（烯烴）=1.5mol：0.5mol=3：1，
故答案為：n（CH₄）：n（烯烴）=3：1；
（3）烯烴的摩爾質量為$\frac{28g}{0.5mol}$=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：CH₂=CH-CH₂CH₃、CH₃-CH=CH-CH₃、CH₂=C（CH₃）₂．

點評 本題以計算題形式考查有機物的推斷、同分異構體等知識，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，注意掌握常見有機物結構與性質的關系．