Question

在常溫常壓下，某氣態(tài)烴與氧氣的混和氣體n升，完全燃燒后，通過(guò)濃H₂SO₄再恢復(fù)到原來(lái)的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，氣體體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半．假設(shè)烴在燃燒后無(wú)剩余、無(wú)CO．試通過(guò)計(jì)算確定該烴可能的分子式．

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：通過(guò)濃硫酸后再恢復(fù)到原來(lái)的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，得到升的混和氣體，應(yīng)為CO₂和O₂的混合物，設(shè)該烴的分子式為C_xH_y，燃燒的化學(xué)方程式為：C_xH_y+（x+

y

4

）O₂→xCO₂+

y

2

H₂O，利用差量法列出方程，然后通過(guò)討論法進(jìn)行判斷，從而確定該烴可能的分子式．

解答： 解：通過(guò)濃硫酸后再恢復(fù)到原來(lái)的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，得到升的混和氣體，應(yīng)為CO₂和O₂的混合物，
設(shè)該烴的分子式為C_xH_y，發(fā)生C_xH_y+（x+

y

4

）O₂→xCO₂+

y

2

H₂O，
①當(dāng)烴與氧氣恰好反應(yīng)時(shí)，則：
  C_xH_y+（x+

y

4

）O₂→xCO₂+

y

2

H₂O△V
     1+x+

y

4

       x        1+

y

4

     nL                   

1

2

nL
nL×（1+

y

4

）=

1

2

nL×（1+x+

y

4

），
解得：x=1+

y

4

，
②當(dāng)氧氣有剩余時(shí)，設(shè)氧氣剩余了aL，則參加反應(yīng)的氣體的體積為：（n-a）L，
則

1+x+ y 4

1+ y 4

=

n-a

n 2

＜2，整理可得：1+x+

y

4

＜2（1+

y

4

），即x＜1+

y

4

，
根據(jù)①②可得：x≤1+

y

4

，
由于常溫下為氣體烴，則x≤4，
當(dāng)x=1，y只能為4，1＜1+1=2，滿足條件，此時(shí)該烴為CH₄；
當(dāng)x=2時(shí)，1+

y

4

≥2，y≥4，則可能為：C₂H₄、C₂H₆；
當(dāng)x=3時(shí)，1+

y

4

≥3，y≥8，只能為C₃H₈；
當(dāng)x=4時(shí)，1+

y

4

≥4，y≥12，含有4個(gè)C的烴中，丁烷為含氫量最大的烴，最多含有10個(gè)H，不存在滿足條件的烴，
所以可能的分子式為：CH₄、C₂H₄、C₂H₆和C₃H₈，
答：該烴可能的分子式為CH₄、C₂H₄、C₂H₆和C₃H₈．

點(diǎn)評(píng)：本題考查有機(jī)物燃燒的計(jì)算，題目難度中等，注意根據(jù)有機(jī)物燃燒的通式利用差量法、討論法確定有機(jī)物分子式的方法，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．