Question

5．若己知烴A 0.1mol充分燃燒后生成的產物均為0.4mol．則：
（1）烴A的分子式為C₄H₈．
（2）若烴A能使溴水褪色且與HBr在一定條件的加成產物只有一種，則烴A的結構簡式為CH₃CH═CHCH₃．
（3）若烴A與某烷組成同溫同壓下與乙炔密度相同的混合氣體．求
①該烷烴的分子式為CH₄；
②該混合氣體中烷烴在標準狀況下所占的體積分數為多少？

Answer 1

分析 （1）0.1mol某烴在足量的氧氣中完全燃燒，生成CO₂和水各0.4mol，根據原子守恒可知，該烴的分子式為C₄H₈；
（2）該烴的分子式為C₄H₈，不飽和度為1，而該烴能使溴水褪色，說明分子中含有1個C=C鍵，與HBr在一定條件的加成產物只有一種，說明該烯烴是碳碳雙鍵高度對稱；
（3）若烴A與某烷組成同溫同壓下與乙炔密度相同的混合氣體，即烴A與某烷平均相對分子量為26，所以烷烴的相對分子量小于26，則烷烴是甲烷，體積分數之比等于物質的量之比．

解答 解：（1）0.1mol某烴在足量的氧氣中完全燃燒，生成CO₂和水各0.6mol，根據原子守恒可知，該烴的分子中N（C）=$\frac{0.4mol}{0.1mol}$=4，N（H）=$\frac{0.4mol×2}{0.1mol}$=8，該烴的分子式為：C₄H₈ ，故答案為：C₄H₈；
（2）該烴的分子式為C₄H₈，不飽和度為1，而該烴能使溴水褪色，說明分子中含有1個C=C鍵，與HBr在一定條件的加成產物只有一種，說明該烯烴是碳碳雙鍵高度對稱，所以分子式為：CH₃CH═CHCH₃，故答案為：CH₃CH═CHCH₃；
（3）若烴A與某烷組成同溫同壓下與乙炔密度相同的混合氣體，即烴A與某烷平均相對分子量為26，所以烷烴的相對分子量小于26，
①烷烴是甲烷，所以分子式為CH₄，故答案為：CH₄；
②設C₄H₈ 的物質的量為xmol，甲烷的物質的量為ymol，所以$\frac{56x+16y}{x+y}$=26，則$\frac{x}{y}=\frac{1}{3}$，即烷烴在標準狀況下所占的體積分數為：$\frac{3}{1+3}$×100%=75%，
答：該混合氣體中烷烴在標準狀況下所占的體積分數為75%．

點評 本題考查混合物的有關計算、阿伏伽德羅定律及推論，難度不大，理解平均相對分子質量的計算是關鍵，可以利用十字交叉法計算．