Question

已知甲烷和氧气的混合气体，在有足量过氧化钠存在的密闭容器中，点燃充分反应，总化学方程式：2CH₄＋O₂＋6Na₂O₂＝2Na₂CO₃+8NaOH。某烃C_xH_y与O₂的混合气体在上述条件下反应，若该烃与O₂的物质的量之比分别为3∶3和2∶4时，充分反应后剩余的气体的物质的量相同。计算推断该烃可能的化学式。

Answer 1

C₃H₄，C₃H₆或C₃H₈。

错解分析：方法①：按题干提示信息，物质的量之比未用最简整数比，暗含烃和O₂总物质的量一定。设该烃组成为C_xH_y，按CH₄和O₂的混合气体与Na₂O₂反应，写出C_xH_y和O₂的混合气体与足量Na₂O₂点燃后反应的总方程式为：

C_xH_y+O₂＋Na₂O₂xNa₂CO₃+yNaOH

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时，烃过量，＝3－

时，O₂过量，＝4－x

3－= 4－x  解得：x₁=－2(舍去)  x₂=3

∴烃可为C₃H₄，C₃H₆或C₃H₈

方法②：将烃独立出C、H元素分别考虑。对氢元素：4H～O₂～2H₂O～Na₂O₂～O₂，可见氢燃烧成水的耗氧量与生成的水与Na₂O₂反应生成的氧气量相等，所以不必考虑在内。只需考虑碳元素，有总方程式

C＋O₂＋Na₂O₂=Na₂CO₃

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设每摩烃中含x个碳原子，时，烃过量，则：＝3－

时，O₂过量，则：＝4－x

3－= 4－x  解得：x₁=－2(舍去)  x₂=3

∴烃可为C₃H₄  C₃H₆  C₃H₈

看似方法①②后半部分计算相同，但方法②不需①的繁杂方程式配平，从微观原子直接考虑问题，更抓本质、更简单些。抓微观本质，这是解化学题的重要思路。