Question

13．丁烷在催化劑作用下可裂解為乙烯和乙烷，假定丁烷的裂解率為50%．標準狀況下，1.5體積裂解后的混合氣體和10體積的氧氣混合后完全燃燒，恢復到標準狀況下時，體積是多少？

Answer 1

分析 丁烷裂解反應為：C₄H₁₀$\stackrel{催化劑}{→}$C₂H₄+C₂H₆，根據(jù)丁烷的裂解率為50%及反應方程式可知，反應后氣體中丁烷、乙烯和乙烷的體積相等，即：1.5體積裂解后的混合氣體中各自的體積均為：$\frac{1.5}{3}$體積=0.5體積，然后根據(jù)三者的燃燒方程式利用差量法計算出反應后氣體體積．

解答 解：丁烷裂解反應為：C₄H₁₀$\stackrel{催化劑}{→}$C₂H₄+C₂H₆，丁烷的裂解率為50%，則反應后氣體中丁烷、乙烯和乙烷的體積相等，1.5體積裂解后的混合氣體中各自的體積均為：$\frac{1.5}{3}$體積=0.5體積，標況下水為液體，10體積的氧氣足量，則：
C₄H₁₀+6.5O₂$\stackrel{點燃}{→}$4CO₂+5H₂O△V
 1     6.5    4        3.5
0.5體積              1.75體積，
C₂H₄+3O₂$\stackrel{點燃}{→}$2CO₂+2H₂O△V
1    3      2         2
0.5體積              1體積
C₂H₆+3.5O₂$\stackrel{點燃}{→}$2CO₂+3H₂O△V
 1    3.5       2         2.5
0.5體積                 1.25體積，
反應后氣體總體積為：1.5體積+10體積-（1.75體積+1體積+1.25體積）=7.5體積，
答：標準狀況下，1.5體積裂解后的混合氣體和10體積的氧氣混合后完全燃燒，恢復到標準狀況下時的體積為7.5體積．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確反應原理為解答關鍵，注意掌握差量法在化學計算中的應用，試題側重考查學生的分析能力及化學計算能力．