Question

7．丁烷催化裂化时碳碳键按两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃．如果丁烷的裂化率为60%，且裂化生成的两种烯烃物质的量相等，则裂化后得到的含氢质量分数最高的气体占混合气体的体积分数为（　　）

• A． 18.75%
• B． 30%
• C． 15%
• D． 22.5%

Answer 1

分析 丁烷结构简式为：CH₃-CH₂-CH₂-CH₃，断键位置只有两种，，故可生成甲烷、丙烯、乙烷、乙烯四种物质，设丁烷的物质的量为1mol，裂解成CH₄和C₃H₆为xmol，裂解成C₂H₆和C₂H₄为ymol，裂化生成的两种烯烃物质的量相等，则x=y，根据各个物理量之间的关系式列方程组计算．

解答 解：丁烷结构简式为：CH₃-CH₂-CH₂-CH₃，断键位置只有两种，，故可生成甲烷、丙烯、乙烷、乙烯四种物质，设丁烷的物质的量为1mol，裂解成CH₄和C₃H₆为xmol，裂解成C₂H₆和C₂H₄为ymol，裂化生成的两种烯烃物质的量相等，则x=y，
则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1×60%}\\{x=y}\end{array}\right.$，$\left\{\begin{array}{l}{x=0.3}\\{y=0.3}\end{array}\right.$，
含氢质量分数最高的是甲烷，其物质的量为0.3mol，因为是相同条件下，气体摩尔体积相同，甲烷的物质的量分数就等于甲烷占混合气体的体积分数=$\frac{0.3mol}{0.3mol×4+1mol×（1-60%）}×100%$=18.75%，故选A．

点评 本题考查化学方程式有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确烷烃裂解原理是解本题关键，题目难度不大．