Question

常溫常壓下，將8mL氣態(tài)烴跟40mL氧氣完全燃燒后的氣體降溫并通過(guò)濃硫酸，當(dāng)回到原來(lái)的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，剩余的氣體體積為28mL，試確定：氣態(tài)烴可能是什么物質(zhì)？所剩氣體是些什么氣體？含量可能是多少？

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計(jì)算

專(zhuān)題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：先利用氧氣不足進(jìn)行討論，計(jì)算出該氣態(tài)烴中含有的碳原子數(shù)，從而判斷氧氣足量，然后利用烴的燃燒通式及差量法計(jì)算出該烴中含有的H原子數(shù)，據(jù)此確定該烴的可能名稱(chēng)，然后分別進(jìn)行討論計(jì)算出剩余氣體中各組分的體積．

解答： 解：如果氧氣不足，該氣體烴與氧氣反應(yīng)生成水、二氧化碳、CO的混合氣體，通過(guò)濃硫酸后剩余28mL氣體為CO、CO₂的混合氣體，相同條件下氣體物質(zhì)的量之比等于氣體的體積之比，則烴中含有碳原子數(shù)為：

28mL

8mL

=

7

2

=3.5，不存在碳原子數(shù)為3.5的烴，則氧氣過(guò)量，剩余的氣體為二氧化碳和氧氣的混合氣體，
C_xH_y+（x+

y

4

）O₂

點(diǎn)燃  .

xCO₂+

y

2

H₂O△V
 1      x+

y

4

         x         1+

y

4

 8mL                     （40+8-28）mL=20mL
（1+

y

4

）×8mL=1×20mL，
解得：y=6，
H原子數(shù)為6的氣態(tài)烴可能為：C₂H₆、C₃H₆、C₄H₆，根據(jù)關(guān)系式C₄H₆～

11

2

O₂，由于8mL丁炔完全燃燒消耗氧氣的體積為：8mL×

11

2

=44mL，氧氣不足，則不可能為丁炔；
當(dāng)該氣態(tài)烴為C₂H₆時(shí)，根據(jù)反應(yīng)C₂H₆+（2+

6

4

）O₂

點(diǎn)燃  .

2CO₂+3H₂O可知，8mL乙烷完全燃燒消耗氧氣的體積為：8mL×（2+

6

4

）=28mL，剩余氧氣的體積為：40mL-28mL=12mL，生成二氧化碳的體積為：8mL×2=16mL；
當(dāng)氣態(tài)烴為丙烷時(shí)，根據(jù)反應(yīng)C₃H₆+（3+

6

4

）O₂

點(diǎn)燃  .

3CO₂+3H₂O可知，8mL乙烷完全燃燒消耗氧氣的體積為：8mL×（3+

6

4

）=36mL，剩余氧氣的體積為：40mL-36mL=4mL，生成二氧化碳的體積為：8mL×3=24mL；
答：該氣態(tài)烴可能為C₂H₆或C₃H₆；剩余氣體為氧氣和二氧化碳的混合氣體；當(dāng)氣態(tài)烴為乙烷時(shí)，含有12mL氧氣、16mL二氧化碳；當(dāng)氣態(tài)烴為丙烯時(shí)，含有4mL氧氣、24mL二氧化碳．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)混合物的計(jì)算，題目難度中等，注意掌握烴的燃燒通式在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，明確差量法、討論法在計(jì)算中應(yīng)用，正確判斷氧氣足量為解答本題的關(guān)鍵．