Question

常温（25℃）常压下，有以等物质的量混合的A、B、C三种气态烷烃的混合物2L，完全燃烧时消耗氧气11L（相同状况下）．若在压强不变的条件下，将原混合气体2L降温至5℃，则体积减小到原来的93.3%．
（1）已知分子中碳原子数n≥5的烷烃在5℃时为液态，试推断原混合气体中是否含有n≥5的烷烃．
（2）试通过计算和推理判断原混合物的组成，写出A、B、C三种烷烃的结构简式．

Answer 1

考点：有关有机物分子式确定的计算

专题：烃及其衍生物的燃烧规律

分析：（1）根据PV=nRT及题中数据进行计算，然后判断是否含有n≥5的烷烃；
（2）根据烷烃的燃烧通式计算出平均碳原子数，然后根据碳原子数小于5进行讨论，得出A、B、C三种烷烃的结构简式．

解答： 解：（1）根据PV=nRT可得，

V278

V298

=

T278

T298

=

278K

298K

=0.933，
由于分子中碳原子数n≥5的烷烃在5℃时为液态，所以原混合气体中不含碳原子数n≥5的烷烃，
答：原混合气体中不否含有n≥5的烷烃；
（2）设混合气体中平均碳原子数为n，
C_nH_2n+2+（

3n+1

2

）O₂→nCO₂+（n+1）H₂O
 1      

3n+1

2

 2L         11L

3n+1

2

×2L=1×11L，
解得：n=

10

3

，
因为等物质的量混合，则n_A+n_B+n_C=10，
又由于n_A、n_B、n_C＜5，
则可能组合为有两种：
①n_A=3、n_B=3、n_C=4；
②n_A=2、n_B=4、n_C=4；
由于含有3个C原子的烷烃没有同分异构体，则A、B、C三种烷烃的结构简式为：CH₃CH₃、CH₃CH₂CH₂CH₃、（CH₃）₃CH，
答：A、B、C三种烷烃的结构简式为：CH₃CH₃、CH₃CH₂CH₂CH₃、（CH₃）₃CH．

点评：本题考查了有机物分子式、结构简式的计算，题目难度中等，注意掌握确定有机物分子式、结构简式的方法，明确质量守恒在计算中的应用，（1）为难点、易错点，注意掌握解答方法．