Question

14．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）依據題意求混合氣體的平均相對分子質量，烷烴是什么，烯烴的分子式．
（2）寫出混合氣體中氣態烯烴可能的結構簡式：

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$\frac{56L}{22.4L/mol}$=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）=$\frac{30g}{16g/mol}$=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：$\frac{35g}{0.625mol}$=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，則該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，相對分子質量小于26的只有甲烷，所以烷烴為甲烷，氣體的物質的量為：$\frac{56L}{22.4L/mol}$=2.5mol，氣體的總質量為：26g/mol×2.5mol=65g，由于溴水質量增重35.0g，則甲烷的質量為：65g-35g=30g，物質的量為：n（CH₄）=$\frac{30g}{16g/mol}$=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：$\frac{35g}{0.625mol}$=56，其分子式為：C₄H₈，
答：混合氣體的平均相對分子質量為26，烷烴為甲烷；烯烴的分子式C₄H₈；
（2）分子式C₄H₈為的烯烴為丁烯，可能的結構簡式有：CH₂=CH-CH₂CH₃，CH₃-CH=CH-CH₃，CH₂=C（CH₃）₂，
答：混合氣體中氣態烯烴可能的結構簡式為CH₂=CH-CH₂CH₃，CH₃-CH=CH-CH₃，CH₂=C（CH₃）₂．

點評 本題考查有機物分子式、結構簡式的確定，題目難度中等，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．