Question

6．如圖是三種類別的烴C_nH _m分子中碳原子數n（C原子）與含碳量C%的關系．
請回答下列問題：
（1）常溫下，圖象中沒有顯示的氣態烴是CH₄（分子式）
（2）某消去反應可以生成B氣體，則該反應的化學方程式為：CH₃CH₂OH$→_{170°C}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O
（3）等質量的A～G氣體，在足量的O₂中完全燃燒，耗氧量相等的是BF（填序號）
（4）等質量的D氣體與某芳香烴燃燒時，耗氧量相等，則該芳香烴的分子式為C₆H₆
（5）氣體F分子同類別的同分異構體（包括順反異構）有4種
（6）常溫下，一定量的D氣體在足量的氧氣中燃燒，放熱a kJ，將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到沉淀30g，請寫出D氣體燃燒的熱化學方程式：
C₃H₄（g）+4O₂（g）→3CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-10aKJ/mol
（7）將E氣體燃燒的反應設計成燃料電池，以該燃料電池為電源，電解2L 1.5mol/L的CuSO₄溶液，當電池的負極消耗11.2L氣體（標況）時，電解池的陰極生成金屬192g．

Answer 1

分析 圖象可知C為乙烷，B為乙烯，A為乙炔，D為丙炔，E為丙烷，F為丁烯，G為丁烷，
（1）分析圖象可知碳原子數為2、3、4的氣態烴，少烷烴中的甲烷；
（2）B為烯烴，碳原子數為2，分子式為C₂H₄，可以利用乙醇在濃硫酸作用下加熱發生消去反應生成；
（3）等質量的A～G氣體，在足量的O₂中完全燃燒，耗氧量相等說明碳元素和氫元素質量相同，所以耗氧量相同的是BF；
（4）等質量的D氣體與某芳香烴燃燒時，耗氧量相等說明碳元素和氫元素質量相同，判斷為芳香烴為苯；
（5）氣體F為丁烯，依據烯烴存在的碳鏈異構，官能團的位置異構，順反異構書寫結構簡式；
（6）依據碳元素守恒計算D丙炔物質的量，結合丙炔燃燒的化學方程式計算反應焓變，標注物質聚集狀態和對應反應的焓變寫出熱化學方程式；
（7）E為丙烷燃燒生成二氧化碳和水，丙烷在電池負極發生氧化反應，依據電子守恒計算分析判斷溶液中的銅離子是否全部析出，得到電解池中陰極析出銅的質量．

解答 解：圖象可知C為乙烷，B為乙烯，A為乙炔，D為丙炔，E為丙烷，F為丁烯，G為丁烷，
（1）分析圖象可知碳原子數為2、3、4的氣態烴，少烷烴中的甲烷，化學式為CH₄，
故答案為：CH₄；
（2）B為烯烴，碳原子數為2，分子式為C₂H₄，可以利用乙醇在濃硫酸作用下加熱發生消去反應生成，反應的化學方程式為：CH₃CH₂OH$→_{170°C}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH$→_{170°C}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（3）等質量的A～G氣體，在足量的O₂中完全燃燒，耗氧量相等說明碳元素和氫元素質量相同，所以耗氧量相同的是兩種烯烴，乙烯和丁烯，選BF，
故答案為：BF；
（4）等質量的D氣體與某芳香烴燃燒時，耗氧量相等說明碳元素和氫元素質量相同，判斷為芳香烴為苯，化學式為：C₆H₆，
故答案為：C₆H₆；
（5）氣體F為丁烯，依據烯烴存在的碳鏈異構，官能團的位置異構，順反異構書寫結構簡式，氣體F分子同類別的同分異構體WEI：CH₂=CH-CH₂-CH₃，CH₃-CH=CH-CH₃，CH₂=C（CH₃）-CH₃，2-丁烯為CH₃CH=CHCH₃，其中C=C連接不同的H、-CH₂CH₃，具有順反異構，故同分異構體為4種，
故答案為：4；
（6）常溫下，一定量的D氣體在足量的氧氣中燃燒，放熱a kJ，將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到沉淀30g為碳酸鈣沉淀，物質的量=$\frac{30g}{100g/mol}$=0.3mol，則依據碳元素守恒計算D丙炔物質的量為0.1mol，放熱a kJ，結合丙炔燃燒的化學方程式計算反應焓變，C₃H₄+4O₂→3CO₂+2H₂O，1mol丙炔燃燒放熱10aKJ，標注物質聚集狀態和對應反應的焓變寫出熱化學方程式，C₃H₄（g）+4O₂（g）→3CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-10aKJ/mol，
故答案為：C₃H₄（g）+4O₂（g）→3CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-10aKJ/mol；
（7）E為丙烷燃燒生成二氧化碳和水，丙烷在電池負極發生氧化反應，原電池負極電極反應為：C₃H₈-20e^-+6H₂O=3CO₂+20H⁺，電解2L 1.5mol/L的CuSO₄溶液，陰極電極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，當電池的負極消耗11.2L氣體（標況），消耗丙烷物質的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，電子轉移為10mol，則電子守恒得到：
Cu²⁺+2e^-=Cu，
 1    2    1
5mol 10mol 5mol
溶液中含銅離子物質的量=2L×1.5mol/L=3mol，銅全部析出，
計算得到電解池中陰極析出銅的質量=3mol×64g/mol=192g，
故答案為：192．

點評 本題考查了有機物的結構分析，耗氧量的計算應用，同分異構體書寫，化學式的分析判斷，主要是原電池和電解池原理的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．