Question

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分子式；
（2）混合氣體中兩種氣體的物質的量之比；
（3）混合氣體中氣態烯烴的分子式及可能的結構簡式．（不考慮順反異構）

Answer 1

分析：同溫同壓下，氣體相對密度之比等于其相對分子質量之比，故混合氣體的相對分子質量為13×2=26，則兩種烴一種相對分子質量大于26，另一種小于26，小于26的只有甲烷，所以烷烴為甲烷，氣體的物質的量為

56.0L

22.4L/mol

=2.5mol，氣體的總質量為26g/mol×2.5mol=65g，溴水質量增重35.0g，則甲烷的質量為65g-35g=30g，
n（CH₄）=

30g

16g/mol

=1.875mol，烯烴的物質的量為2.5mol-1.875mol=0.625mol，則烯烴的相對分子質量為

35.0

0.625

=56，應為C₄H₈，可能為CH₂═CH-CH₂-CH₃、CH₃-CH═CH-CH₃、CH₂═CH（CH₃）CH₃，以此解答該題．

解答：解：（1）同溫同壓下，氣體相對密度之比等于其相對分子質量之比，故混合氣體的相對分子質量為13×2=26，則兩種烴一種相對分子質量大于26，另一種小于26，小于26的只有甲烷，所以烷烴為甲烷，分子式為CH₄，
答：混合氣體中氣態烷烴的分子式為CH₄；
（2）氣體的物質的量為

56.0L

22.4L/mol

=2.5mol，氣體的總質量為26g/mol×2.5mol=65g，溴水質量增重35.0g，則甲烷的質量為65g-35g=30g，
n（CH₄）=

30g

16g/mol

=1.875mol，烯烴的物質的量為2.5mol-1.875mol=0.625mol，
則烷烴與烯烴的物質的量之比為1.875mol：0.625mol=3：1，
答：混合氣體中兩種氣體的物質的量之比3：1；
（3）烯烴的相對分子質量為

35.0

0.625

=56，應為C₄H₈，可能為CH₂═CH-CH₂-CH₃、CH₃-CH═CH-CH₃、CH₂═CH（CH₃）CH₃，
答：氣態烯烴的分子式為C₄H₈，可能的結構簡式為CH₂═CH-CH₂-CH₃、CH₃-CH═CH-CH₃、CH₂═CH（CH₃）CH₃．

點評：本題考查有機物的推斷，側重于考查學生的分析能力和計算能力，注意根據平均相對分子質量判斷甲烷為解答該題的關鍵，從質量守恒的角度解答該題．