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16.常温下,一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气体,A或B分子均最多只含有4个碳原子,且B分子的碳原子数比A 分子的多.将1升该混合气体充分燃烧,在同温同压下得到2.5升CO2气体.120℃时取1升该混合气体与9升氧气混和,充分燃烧后,当恢复到120℃和燃烧前的压强时,体积增大6.25%.则A和B的分子式分别为(  )
A.C2H6、C4H8B.C2H6、C3H6C.CH4、C4H8D.CH4、C3H6

分析 根据1升碳原子数为n的烷烃或烯烃充分燃烧后均得到n升CO2,由题意(1升混合气体充分燃烧后生成2.5升CO2,且B分子的碳原子数比A分子的多)可推断,混合气体只能由碳原子数小于2.5的烷烃(CH4和C2H6)和碳原子数大于2.5的烯烃(C3H6和C4H8)组成,它们有四种可能的组合,根据每一种组合中烷烃和烯烃的碳原子数及燃烧后生成的CO2体积,利用十字交叉法可确定A和B的体积比.最后根据燃烧方程式利用差量法来计算.

解答 解:因1升混合气体充分燃烧后生成2.5升CO2,且B分子的碳原子数比A分子的多,混合气体只能由碳原子数小于2.5的烷烃(CH4和C2H6)和碳原子数大于2.5的烯烃(C3H6和C4H8)组成.它们有四种可能的组合:CH4、C3H6;CH4、C4H8;C2H6、C3H6;C2H6、C4H8
根据每一种组合中烷烃和烯烃的碳原子数及燃烧后生成的CO2体积,可确定A和B的体积比,
如:,则V(CH4):V(C3H6)=1:3,
①CH4、C3H6 1:3;
②CH4、C4H8 1:1
③C2H6、C3H6 1:1
④C2H6、C4H8 3:1;
设1升气态烃与氧充分燃烧后体积变化为△V升,则
CH4+2O2$\stackrel{点燃}{→}$CO2+2H2O(气)△V1=0(升)
C2H6+$\frac{7}{2}$O2$\stackrel{点燃}{→}$2CO2+3H2O(气)△V2=0.5(升)
C3H6+$\frac{9}{2}$O2$\stackrel{点燃}{→}$3CO2+3H2O(气)△V3=0.5(升)
C4H8+6O2$\stackrel{点燃}{→}$4CO2+4H2O(气)△V4=1.0(升)
各种组合的1升混合气体与氧气充分燃烧,体积增大为
组合①$\frac{△{V}_{1}+3△V}{4}$=0.375(升),则$\frac{0.375}{10}$×100%=3.75%,
组合②$\frac{△{V}_{1}+△{V}_{4}}{2}$=0.5(升),则$\frac{0.5}{10}$×100%=5%,
组合③$\frac{△{V}_{2}+△{V}_{3}}{2}$=0.5(升),则$\frac{0.5}{10}$×100%=5%,
组合④$\frac{3△{V}_{2}+△{V}_{4}}{4}$=0.625(升),则$\frac{0.625}{10}$×100%=6.25%,
故组合④符合题意,即A为C2H6,B为C4H8
故选A.

点评 本题主要考查了混合物反应混合物反应的计算,题目难度较大,明确十字交叉法、差量法的使用方法为解答关键,注意根据燃烧的方程式进行判断,试题培养了学生的化学计算能力.

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