Question

15．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112.0L混合氣體通入足量溴水，溴水質量增重70.0g，通過計算回答：
（1）混合氣體中氣態烷烴的化學式：CH₄
（2）混合氣體中兩種氣體的物質的量之比：3：1
（3）寫出混合氣體中氣態烯烴可能的結構簡式：CH₂=CH-CH₂CH₃、CH₃-CH=CH-CH₃、CH₂=C（CH₃）₂．

Answer 1

分析 （1）相同條件下，密度之比等于相對分子質量之比，據此計算混合氣體的相對分子質量，進而確定含有的烷烴；
（2）根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算112L混合氣體的物質的量，再根據m=nM計算混合氣體的質量，溴水質量增重70.0g為烯烴的質量，進而計算烷烴的質量與物質的量，再計算烯烴的物質的量，據此進行解答；
（3）由烯烴的質量與物質的量，根據M=$\frac{m}{n}$計算其摩爾質量，據此計算烯烴的分子式，書寫可能的結構．

解答 解：（1）在同溫同壓下，混合氣體對氫氣的相對密度為13，故混合氣體的平均相對分子質量為13×2=26，烯烴的最小相對分子質量為28，則混合烴中一定含有甲烷，
故答案為：CH₄；
（2）標況下112L混合氣體的物質的量為：$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，故混合氣體的總質量為：5mol×26g/mol=130g，溴水質量增重70.0g為烯烴的質量，故甲烷的質量為130g-70g=60g，
故甲烷的物質的量為：$\frac{60g}{16g/mol}$=3.75mol，烯烴的物質的量為5mol-3.75mol=1.25mol，則n（CH₄）：n（C₄H₈）=3.75mol：1.25mol=3：1，
故答案為：3：1；
（3）烯烴的摩爾質量為$\frac{70g}{1.25mol}$=56g/mol，設烯烴的組成為（CH₂）_n，則：14n=56，解得：n=4，故該烯烴為C₄H₈，該烯烴可能的結構為：CH₂=CH-CH₂CH₃、CH₃-CH=CH-CH₃、CH₂=C（CH₃）₂，
故答案為：CH₂=CH-CH₂CH₃、CH₃-CH=CH-CH₃、CH₂=C（CH₃）₂．

點評 本題考查了有機物分子式、結構簡式的確定，題目難度中等，根據平均相對分子質量確定含有甲烷是解題的關鍵，注意熟練掌握常見有機物結構與性質．