Question

有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4種烷烴，試回答下列問題：
（1）請寫出烷烴在足量的氧氣中充分燃燒的化學方程式：

CxHy+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O

．
（2）相同狀況下，等體積的上述氣態烴，消耗O₂的量最多的是

丁烷

．
（3）等質量的上述氣態烴，在充分燃燒時，消耗O₂的量最多的是

甲烷

．
（4）存在同分異構體的是

丁烷

．
（5）在120℃，1.01×10⁵Pa條件下，某氣態烴與足量的O₂完全反應后，測得反應前后氣體的體積沒有發生改變，則該烴為

甲烷

．
（6）10mL某氣態烴，在50mL O₂中充分燃燒，得到液態水，以及體積為35mL的混合氣體（所有氣體體積均在同溫同壓下測定）．該氣態烴是

乙烷

．

Answer 1

分析：（1）烷烴在足量的氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和水，配平確定化學計量數．
（2）相同狀況下，等體積的氣態烴，消耗O₂的量取決于（x+

y

4

） 的值，（x+

y

4

） 越大消耗O₂的量越多．
（3）等質量的烴，在充分燃燒時，消耗O₂的量取決于H的質量分數ω（H），ω（H）越大消耗O₂的量越多．
（4）碳原子數≥4才會出現碳鏈異構．
（5）反應前后氣體的體積沒有發生改變，則前后氣體的化學計量數相等，根據烴足量的氧氣中充分燃燒的通式計算．
（6）根據完全燃燒消耗O₂的量，先判斷是否完全燃燒，再根據方程式利用差量法計算．

解答：解：（1）烷烴在足量的氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和水，化學方程式：CxHy+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O，
故答案為：CxHy+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O；
（2）①甲烷，分子式為CH₄②乙烷，分子式為C₂H₆③丙烷，分子式為C₃H₈，④丁烷，分子式為C₄H₁₀，它們的（x+

y

4

）值分別為2、3.5、5、6.5，丁烷的（x+

y

4

）值最大，即消耗O₂的量最多，故答案為：丁烷；
（3））①甲烷，分子式為CH₄②C、H原子個數比為1：4，H的質量分數ω（H）最大，消耗O₂的量最多，故答案為：甲烷；
（4）碳原子數≥4才會出現碳鏈異構，所以丁烷存在同分異構體，故答案為：丁烷；
（5）在120℃，1.01×10⁵Pa條件下，生成的水為氣態，
C_xH_y+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O（g），
所以  1+（x+

y

4

）=x+

y

2

解得，y=4，即分子式中氫原子數目為4，
故答案為：甲烷；
（6）①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4種烷烴中它們的（x+

y

4

）值分別為2、3.5、5、6.5，10ml完全燃燒需要的氧氣的體積分別為20ml、35ml、50ml、65ml，
所以只有丁烷不能完全燃燒，
若完全燃燒，則混合氣體是CO₂、O₂，設烴為C_xH_y，則
  C_xH_y+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O（l），體積減小△V
  1                                1+（x+

y

4

）-x=1+

y

4

   
 10                                 （10+50-35）=25
所以10（1+

y

4

）=25，解得y=6，即1分子烴中H的原子個數是6，
氧氣有剩余，所以10（x+

y

4

）＜50，由于y=6，解得x＜3.5，
所以氣態烴為乙烷，
若不完全燃燒，10mL丁烷生成CO需要氧氣為45ml，小于50ml，所以混合氣體是CO₂、CO，設烴為C_xH_y，根據C原子守恒，有10x=35，解得，x=3.5，碳原子數目為整數，不成立．
故答案為：乙烷．

點評：本題是一道有關有機物計算的題目，考查學生分析和解決問題的能力，難度不大，熟記結論，使用體積差的計算方法要注意．