Question

10．某烷烃和某单烯烃的混合气体2.24L（标准状态），使其完全燃烧，产生的气体完全通过浓硫酸，浓硫酸质量增加了4.05g；剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加了6.60g．另取该混合气体2.24L（标准状态），通过足量溴水，溴水质量增加了1.05g．试通过计算回答：
（1）该混合气体由哪两种烃组成？
（2）该混合气体中两种烃的体积分数各是多少？

Answer 1

分析 根据有机物燃烧时，有机物中的碳全部转化为二氧化碳，其质量可以根据碱石灰的质量增加量来确定，有机物中的氢全部转化为水，其质量可以根据浓硫酸质量增加来确定，烯烃和溴单质能发生加成反应，溴水质量增加量就是烯烃的质量，然后分别设出烷烃、烯烃的分子式、物质的量，根据烯烃质量、混合烃总物质的量、H原子守恒、C原子守恒列式计算即可．

解答 解：（1）混合气体的物质的量为：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，燃烧后通过浓H₂SO₄，增重的质量即水的质量为4.05g，则水的物质的量为：$\frac{4.05g}{18g/mol}$=0.225mol，再通过碱石灰，增重的质量即生成CO₂的质量为6.60g，二氧化碳的物质的量为：$\frac{6.60g}{44g/mol}$=0.15mol；
另取0.1mol混合物通入溴水，增重的质量即烯烃的质量为1.05g，可设烷烃、烯烃分别为C_xH_2x+2、C_yH_2y，且两种烃的物质的量分别为a，b，则有：1.05g=14yg/mol×b；a+b=0.1mol；（2x+2）a+2yb=0.225mol×2（（H守恒）；ax+by=0.15mol（C守恒），解得：x=1，y=3，a=0.075mol，b=0.025mol，所以烷烃为CH₄，单烯烃为丙烯C₃H₆，
答：混合气体由CH₄、C₃H₆组成；
（2）相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比，则CH₄的体积分数为：$\frac{0.075mol}{0.075mol+0.025mol}$×100%=75%；
C₃H₆的体积分数为：1-75%=25%，
答：CH₄、C₃H₆的体积分数分别为75%、25%．

点评 本题考查了有机物分子式确定的计算，题目难度中等，明确浓硫酸、碱石灰、溴水质量变化的实质为解答关键，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用方法．