问题 填空题

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.

(1)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.试推断原混合气体中A和B所有可能的组合及其体积比,并将结果填入下表:

组合编号A的分子式B的分子式A和B的体积比VA:VB
(2)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%.试通过计算确定A和B的分子式.

答案

(1)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,

故答案为:①CH4、C3H6、1:3;②CH4、C4H8、1:1③C2H6、C3H6、1:1④C2H6、C4H8、3:1;

(2)设1升气态烃与氧充分燃烧后体积变化为△V升,则

    CH4+2O2

燃烧
CO2+2H2O(气)△V1=0(升)

    C2H6+

7
2
O2
燃烧
2CO2+3H2O(气)△V2=0.5(升)

    C3H6+

9
2
O2
燃烧
3CO2+3H2O(气)△V3=0.5(升)

    C4H8+6O2

燃烧
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

△V1+3△V3
4
=0.375(升)

    组合②

△V1+△V4
2
=0.5(升)

    组合③

△V2+△V3
2
=0.5(升)

    组合④

3△V2+△V4
4
=0.625(升) 则
0.625
10
×100
%=6.25%,

 故组合④符合题意,即A:C2H6;B:C4H8.故答案为:A和B的分子式为C2H6和C4H8

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