Question

（1）已知某混合氣體的體積百分數組成為80.0%CH₄、15.0%C₂H₄和5.00%C₂H₆，請計算該混合氣體的平均摩爾質量及標準狀況下的密度（g?L^-1）．
（2）有機物A由碳、氫、氧三種元素組成．現取3g A與4.48L氧氣（標準狀況）在密閉容器中燃燒，燃燒后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸氣（假設反應物沒有剩余）．將反應生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰，濃硫酸增重3.6g，堿石灰增重4.4g．通過計算確定該有機物的分子式．

Answer 1

分析：（1）根據

.

M

=M₁x₁+M₂x₂+…+M_ix_i計算平均摩爾質量，再根據ρ=

M

Vm

計算混合氣體的密度；
（2）濃硫酸增重3.6g為水的質量，堿石灰增重4.4g為二氧化碳的質量，根據n=

m

M

計算二氧化碳、水的物質的量；根據n=

V

Vm

計算氧氣的物質的量，根據質量守恒計算CO的質量，根據n=

m

M

計算CO的物質的量，再根據原子守恒計算計算確定該物質的最簡式，據此解答．

解答：解：（1）混合氣體平均摩爾質量=16g/mol×80%+28g/mol×15%+30g/mol×5%=18.5g/mol，混合氣體的密度=18.5g/mol÷22.4L/mol=0.826g/L，
答：混合氣體平均摩爾質量為18.5g/mol，混合氣體的密度為0.826g/L；
（2）濃硫酸增重3.6g為水的質量，n（H₂O）=

3.6g

18g/mol

=0.2mol，堿石灰增重4.4g為二氧化碳的質量，n（CO₂）=

4.4g

44g/mol

=0.1mol，4.48L氧氣的物質的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，氧氣的質量=0.2mol×32g/mol=6.4g，故CO的質量=3g+6.4g-3.6g-4.4g=1.4g，故 n（CO）=

1.4g

28g/mol

=0.05mol，
故3g A中n（H）=2n（H₂O）=0.4mol，n（C）=n（CO₂）+n（CO）=0.1mol+0.05mol=0.15mol，n（O）=2n（CO₂）+n（CO）+n（H₂O）-2n（O₂）=2×0.1 mol+0.05 mol+0.2 mol-2×0.2 mol=0.05mol，所以，n（C）：n（H）：n（O）=3：8：1，
A的最簡式為C₃H₈O，由H原子與碳原子數目可知，最簡式中H已達飽和，故A的分子式為C₃H₈O，
答：A的分子式為C₃H₈O．

點評：本題考查有機物的確定，題目難度不大，注意從質量守恒的角度計算一氧化碳的質量是解題關鍵，再根據原子守恒計算．