(一)求有机物相对分子质量
根据化学方程式的有关计算求物质的相对分子质量
《例1》 某饱和一元醇3.2克跟足量的钠反应, 放出的氢气在标况状况下的体积为1120毫升, 求这饱和一元醇的相对分子质量? 解: 设饱和一元醇为R -OH, 相对分子质量为x
2ROH + 2Na→2RONa + H2↑ 2xg
22.4L 1.12L
3.2g
2x 22. 4
=
32. 112.
x = 32
(二)求有机物的分子式
《例2》某气态烃含碳、氢元素质量比为6∶1, 又知同温、同压下该气体密度为氢气密度的14倍, 求该烃的分子式:
解Ⅰ: 根据相对分子质量、通过最简式求分子式
该烃的摩尔质量M = 14×2g / mol = 28g / mol
61
该烃n(C)∶n(H) =∶=1∶2
121最简式 CH 2
分子量28
==2 式量14
式量 = 12 + 2 = 14 ∴分子式为C 2H 4
解Ⅱ: 根据相对分子质量、通过计算每摩物质所含各元素的原子的“物质的量”求分子式
该烃的摩尔质量M = 14×2g / mol = 28g / mol
6
1mol ⨯28g /mol ⨯
7=2mol 1摩该烃分子量n(C) =
12g /mol
1mol ⨯28g /mol ⨯
1
7=4mol
1摩该烃分子量n(H) = ∴该烃分子式为C 2H 4
1g /mol
《例3》某气态有机物标准状况下密度为1.34克/升, 取1.50克该有机物在足量的氧气中燃烧。将所得气体通过装有浓H 2SO 4的洗气瓶后再通过碱石灰干燥管, 结果洗气瓶和干燥管分别增重0.9克和2.2克, 测得尾气中除氧气外无其它物质, 求该有机物的分子式?
解Ⅰ: 根据有机物燃烧化学方程式(通式)求分子式
摩尔质量M = 1.34g / L×22.4L / mol = 30g / mol
y z y
C x H y O z +(x+-)O 2−点燃−−→xCO 2+H 2O
42230g 1.50g
xmol
y
mol 2
0.9
mol 18
2.2
mol 44
30x
=
1.50.05y 30
= 1.50.05
x = 1
y = 2
M = 30 1×12 + 1×2 + 16×z = 30 z = 1
答(略)
∴分子式CH 2O
解Ⅱ: 根据反应关系式求分子式
摩尔质量M = 1.34g / L×22.4L / mol = 30g / mol 关系式
C ~CO 2 12g 44g x
2.2g
1244
=
x 2.2
x = 0.6g
2H ~H 2O 2g 18g y
0.9g
218= y 0.9
y = 0.1g
0.6g + 0.1g
∴有机物中含氧元素 0. 601. 150. -0. 6-01.
n(C)∶n(H)∶n(O) = ∶∶ = 1∶2∶1
12161最简式 CH 2O 式量 = 30
分子量30
==1 ∴分子式CH 2O 式量30
答(略)
《例4》某气态不饱和烃在标准状况下的密度为2.41克/升。取0.54克该烃恰与浓度为0.2摩/升的溴水100毫升完全反应, 使溴水完全褪色。求该烃的分子式、结构简式及名称? 根据有机物分子式通式求有机物分子式
解: 摩尔质量M = 2.41g / L×22.4L / mol = 54g / mol
n(Cx H y ) =
0.54g
=0.01mol
54g /mol
n(Br2) = 0.2mol / L×0.1L = 0.02mol n(Cx H y ) n(Br2)
=
0.01mol 1
=
0.02mol 2
∴该烃为炔烃或二烯烃 依据C n H 2n -2通式 ∴分子式为C 4H 6 结构简式
名称: 1—丁炔
12n + 2n-2 = 54
n = 4
名称: 2—丁炔 名称: 1, 3—丁二烯
《例5》标准状况下10毫升某气态烷烃跟80毫升过量的氧气混合, 通入一个容积为90毫升的密闭容器中点火爆炸后, 恢复到原状态, 测得的压强为原来的55.56%。求烷烃的分子式?
解Ⅰ: 利用燃烧化学方程式计算
3n +1点燃
C n H 2n+2 + −→nCO 2 + (n + 1) H2O (标况下水为液态) O 2−−
2
1mL 10mL
3n +1
mL 2x
nmL 10nmL
3n +1
= 10x
x = 5(3n + 1)mL
依据题意
80-5(3n+1) +10n
⨯100%=55.56%
10+80
n =5
∴烷烃的分子式为C 5H 12
解Ⅱ: 根据反应前后压强变化, 通过差量法求有机物分子式
3n +1
C n H 2n +2+O 2−点燃−−→nCO 2+(n+1)H 2O(液态)
2
1mol 10mol
∆n 减少 1+
3n +1
-n(mol) 2
(10 + 80)·(1-55.56%)(mol)
n +31
=21040
n =5
∴烷烃分子式为C 5H 12
《例6》某有机物由C 、H 、O 三种元素组成, 分子中含有8个原子。1摩该有机物含有46摩质子, 完全燃烧该有机物在相同条件下测定CO 2和水蒸气体积比为2∶1。取2.7克该有机物恰好与1摩/升的碳酸钠溶液30毫升完全反应, 求(1)有机物分子式?(2)有机物结构简式?
利用解联立方程组法求有机物分子式 解: 设有机物分子式C x H y O z
根据题意
V CO 2V H 2O
=2
1
∴
n(C)1
= n(H)1
⎧x +y +z =8⎪
⎨6x +y +8z =46⎪x =y ⎩
x =2y =2 z =4
∴分子式C 2H 2O 4
2.7
n(C2H 2O 4) 0.031
=90==
n(Na2CO 3) 1⨯0.030.031
∴有机物为二元羧酸 结构简式
(三)有机物燃烧问题
《例7》一定量的甲烷不完全燃烧, 生成由CO 、CO 2和H 2O (气)组成的混合气体49.6克, 将混合气体缓慢通过无水CaCl 2并作用完全、CaCl 2质量增加25.2克, 计算混合气中CO 、CO 2和H 2O (气)的物质的量?若将此甲烷完全燃烧还缺少标准状况下多少升氧气? 解Ⅰ: 常规方法,通过联立方程组法解题:
由题意得知m(H2O) = 25.2g
∴n(H2O) =
25.2g
=1.4mol
18g /mol
m(CO) + m(CO2) = 49.6g-25.2g = 24.4g ∵关系式
CH 4~2H 2O
2mol
1mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CO) + n(CO2) = 0.7mol
设: 生成CO 的物质的量为x 、生成CO 2物质的量为y 。 ⎧x +y =0.7⎨
⎩28x +44y =24.4
x =0.4mol
y =0.3mol
设: 此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为z 2CO +O 2
点燃
2CO 2
2mol 22.4L
0.4mol z z = 4.48(L)
222. 4
=
0. 4z
25.2g
= 1.4mol
18g /mol
解Ⅱ: 通过平均值法解题
由题意得知m(H2O) = 25.2g
∴n(H2O) =
∴m(CO) + m(CO2) = 49.6g-25.2g = 24.4g ∵关系式
CH 4~2H 2O
2mol
1mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CO) + n(CO2) = 0.7mol
-24.4g 244
∴CO 与CO 2混合气平均摩尔质量M ==(g/mol)
0.7mol 7十字交叉法
∴n(CO) = 0.7mol⨯
4
= 0.4mol 7
3
= 0.3mol 4
n(CO2)= 0.7mol⨯
设此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为x 2CO + O2
点燃
2CO 2
2mol 22.4L 0.4mol x
222.4=0.4x
x =4.48(L)
解Ⅲ: 通过极限法解题
由题意得知m(H2O) = 25.2g
∴n(H2O) =
25.2g
= 1.4mol
18g /mol
∴m(CO) + m(CO2) = 49.6g-25.2g = 24.4g ∵关系式
CH 4~2H 2O
2mol
1mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CH4) = 0.7mol
∴完全燃烧生成CO 2的质量应为0.7mol ×44g/mol=30.8g 与实际燃烧产物质量的差量为30.8-24.4=6.4g
即CO 完全燃烧所需O 原子的质量 ∴n(CO) = 0.4mol
n(CO2)= 0.3mol
甲烷完全燃烧还需标况下氧气0.2mol
《例8》把MmolH 2和NmolC 2H 4混合, 在一定条件下使它们一部分发生反应生成WmolC 2H 6, 将反应后所得的混合气体完全燃烧, 消耗氧气的物质的量为多少? 利用守恒法解决可燃物完全燃烧时耗氧量 分析: 反应过程
∴不用讨论和计算多少H 2、多少C 2H 4参加了反应及剩余多少H 2、C 2H 4再按混合物各
成分计算耗氧量。可按反应物各组分, 分别计算它们完全燃烧耗氧量即为答案。
解: 2H 2 + O2
2mol
点燃
2H 2O
−−→2CO 2 + 2H2O C 2H 4 + 3O2−点燃
1mol
M
Mmol mol
2∴耗氧量为
1mol 3mol Nmol 3Nmol
M
+3N(mol) 2
《例9》标准状况下, 将1升CH 4、2升C 2H 6的混合气体, 向该混合气体通入相同状况下50升的空气, 完全燃烧后, 所得气体经干燥恢复到原状态, 气体总体积为多少升?
利用差量法解题
解: V O 2=50L ⨯21%=10.5升
CH 4~2O 2
C 2H 6~
7O 2 2
1升 2升 2升 7升
∴CH 4、C 2H 6适量
2升 + 7升
CH 4+2O 2−点燃−−→CO 2+2H 2O (液态)∆V 减 1升
(3-1)升 = 2升
2C 2H 6+7O 2−点燃−−→4CO 2+6H 2O (液)∆V 减少 2升
(2 + 7-4)升= 5升
答(略)
∴V 气体总 = 1 + 2 + 50-(2 + 5)= 46升
《例10》平均相对分子质量为30.4的CO 、C 2H 4和O 2混合气体经点燃完全反应后, 测知反应后混合气体不再含CO 和C 2H 4。试推算原混合气体各成分的体积分数?(确定体积组成范围)
利用含不等式联立方程组法及平均值法解题。
解: 认真分析混合气组成中各组分的相对分子质量, 可以看出
M CO =M C 2H 4=28(分子量)
∴平均值法解出V O 2% (体积分数)
点燃
∴V O 2%
3
×100% = 60% 5
∵2CO + O2
2 x
2CO 2
C 2H 4 + 3O2−点燃−−→2CO 2 + 2H2O 1 y
3V 3y
1
x 2
CO 、C 2H 4共占40%
设混合气总体积为100(L)、CO 气体积为x, C2H 4气体积为y 。
⎧x +y =40⎨
⎩0.5x +3y ≤60%
0
答: V O %为60%
2
24%≤V CO %
O
(四)有关混合物组成有机计算:
《例11》相同状况下9升甲烷与6升某烯烃混合, 所得混合气的密度等于相同条件下氧气的密度, 求该烯烃的分子式、可能的结构简式? 平均值法解题
解: 混合气平均摩尔质量M =M O =32g /mol
2
∴烯烃分子式为C 4H 8 可能结构简式
CH 3-CH = CH-CH 3
CH 3-CH 2-CH = CH2
《例12》丁烷、甲烷、二氧化碳的混合气体其密度是同条件下氢气的22倍, 又知其中二氧化碳占混合气体体积的62.5%, 则三种气体的体积比是
A .1∶2∶5 C .5∶1∶5 答案: D
B .5∶2∶1 D .2∶1∶5
解: 混合气平均摩尔质量M = 22×2g / mol = 44g / mol
∵M CO 2=44g /mol
∴CO 2气体体积分数不影响混合气平均摩尔质量, 因此应由丁烷、甲烷的体积分数确
定答案, 它们体积分数必须满足下列关系
即
∴D 为答案
V C 4H 10V CH 4
=2
1
《例13》两种气态烃组成的混合物(分子中碳原子数≤4)20毫升, 与过量氧气混合充分燃烧, 燃烧所得气体产物通过浓H 2SO 4时, 体积减少了30毫升, 剩余气体再通过碱石灰时体积又减少了40毫升(以上气体均在相同状况下测定的), 求这两种气态烃的可能组成及体积百分含量?
根据混合物平均分子组成来确定混合物中各成分及体积百分含量 解: 设混合气态烃的平均分子组成为C x H y
y y
C x H y +(x+)O 2−点燃−−→xCO 2+H 2O
42
1mL 20mL 1x
=2040
y 1
=2030
x =2
xmL
y
mL 2
40mL 30mL
y =3
∴平均分子组成C 2H 3 讨论
(1)一种烃的碳原子数1即CH 4, 则另一种烃的碳原子数为3或4。但混合烃氢原子
数为3, 那么这种烃的氢原子数必须小于3, 如C 3H 2、C 3H 1、C 4H 2, 、C 4H 1是不存在的。
(2)一种烃的碳原子数为2, 则另一种烃的碳原子数也必须为2, 碳原子数为2的烃
(满足n(H)=3mol )
-
⎧C 2H 2⎧C 2H 2
或⎨C 2H 2、C 2H 4、C 2H 6 其中合理的组合为⎨C H ⎩24⎩C 2H 6
⎧C 2H 2
∴⎨
⎩C 2H 4
10mL
10mL
⎧C H ⎪⎪22∴⎨
⎪C 2H 6⎪⎩3
⨯20=15mL 4
1
⨯20=5mL 4
《例14》a 毫升A 、B 、C 三种气态烃的混合物跟足量氧气混合点燃后, 恢复到原常温常压状态, 气体体积共缩小了2a 毫升, 那么A 、B 、C 三种烃可能是
A .CH 4、C 2H 6、C 3H 8 C .CH 4、C 2H 4、C 3H 4 答案: C
B .C 2H 4、C 2H 2、CH 4 D .C 2H 6、C 3H 6、C 4H 6
解: 依据题意做出敏捷判断解题方法为差量法、平均值法, 设混合气态烃平均分子组成C x H y 。
y y
C x H y +(x+)O 2−点燃−−→xCO 2+H 2O (液态)
42
1mL amL
1+
∆V 减少
y
) -x (m L
4
1+x + 2amL
y
14 =a 2a
-
∴y = 4
满足n(H)=4mol 合理 A .n(H)>4mol C .n(H)=4mol ∴选C
--
B .n(H)
-
-
(一)求有机物相对分子质量
根据化学方程式的有关计算求物质的相对分子质量
《例1》 某饱和一元醇3.2克跟足量的钠反应, 放出的氢气在标况状况下的体积为1120毫升, 求这饱和一元醇的相对分子质量? 解: 设饱和一元醇为R -OH, 相对分子质量为x
2ROH + 2Na→2RONa + H2↑ 2xg
22.4L 1.12L
3.2g
2x 22. 4
=
32. 112.
x = 32
(二)求有机物的分子式
《例2》某气态烃含碳、氢元素质量比为6∶1, 又知同温、同压下该气体密度为氢气密度的14倍, 求该烃的分子式:
解Ⅰ: 根据相对分子质量、通过最简式求分子式
该烃的摩尔质量M = 14×2g / mol = 28g / mol
61
该烃n(C)∶n(H) =∶=1∶2
121最简式 CH 2
分子量28
==2 式量14
式量 = 12 + 2 = 14 ∴分子式为C 2H 4
解Ⅱ: 根据相对分子质量、通过计算每摩物质所含各元素的原子的“物质的量”求分子式
该烃的摩尔质量M = 14×2g / mol = 28g / mol
6
1mol ⨯28g /mol ⨯
7=2mol 1摩该烃分子量n(C) =
12g /mol
1mol ⨯28g /mol ⨯
1
7=4mol
1摩该烃分子量n(H) = ∴该烃分子式为C 2H 4
1g /mol
《例3》某气态有机物标准状况下密度为1.34克/升, 取1.50克该有机物在足量的氧气中燃烧。将所得气体通过装有浓H 2SO 4的洗气瓶后再通过碱石灰干燥管, 结果洗气瓶和干燥管分别增重0.9克和2.2克, 测得尾气中除氧气外无其它物质, 求该有机物的分子式?
解Ⅰ: 根据有机物燃烧化学方程式(通式)求分子式
摩尔质量M = 1.34g / L×22.4L / mol = 30g / mol
y z y
C x H y O z +(x+-)O 2−点燃−−→xCO 2+H 2O
42230g 1.50g
xmol
y
mol 2
0.9
mol 18
2.2
mol 44
30x
=
1.50.05y 30
= 1.50.05
x = 1
y = 2
M = 30 1×12 + 1×2 + 16×z = 30 z = 1
答(略)
∴分子式CH 2O
解Ⅱ: 根据反应关系式求分子式
摩尔质量M = 1.34g / L×22.4L / mol = 30g / mol 关系式
C ~CO 2 12g 44g x
2.2g
1244
=
x 2.2
x = 0.6g
2H ~H 2O 2g 18g y
0.9g
218= y 0.9
y = 0.1g
0.6g + 0.1g
∴有机物中含氧元素 0. 601. 150. -0. 6-01.
n(C)∶n(H)∶n(O) = ∶∶ = 1∶2∶1
12161最简式 CH 2O 式量 = 30
分子量30
==1 ∴分子式CH 2O 式量30
答(略)
《例4》某气态不饱和烃在标准状况下的密度为2.41克/升。取0.54克该烃恰与浓度为0.2摩/升的溴水100毫升完全反应, 使溴水完全褪色。求该烃的分子式、结构简式及名称? 根据有机物分子式通式求有机物分子式
解: 摩尔质量M = 2.41g / L×22.4L / mol = 54g / mol
n(Cx H y ) =
0.54g
=0.01mol
54g /mol
n(Br2) = 0.2mol / L×0.1L = 0.02mol n(Cx H y ) n(Br2)
=
0.01mol 1
=
0.02mol 2
∴该烃为炔烃或二烯烃 依据C n H 2n -2通式 ∴分子式为C 4H 6 结构简式
名称: 1—丁炔
12n + 2n-2 = 54
n = 4
名称: 2—丁炔 名称: 1, 3—丁二烯
《例5》标准状况下10毫升某气态烷烃跟80毫升过量的氧气混合, 通入一个容积为90毫升的密闭容器中点火爆炸后, 恢复到原状态, 测得的压强为原来的55.56%。求烷烃的分子式?
解Ⅰ: 利用燃烧化学方程式计算
3n +1点燃
C n H 2n+2 + −→nCO 2 + (n + 1) H2O (标况下水为液态) O 2−−
2
1mL 10mL
3n +1
mL 2x
nmL 10nmL
3n +1
= 10x
x = 5(3n + 1)mL
依据题意
80-5(3n+1) +10n
⨯100%=55.56%
10+80
n =5
∴烷烃的分子式为C 5H 12
解Ⅱ: 根据反应前后压强变化, 通过差量法求有机物分子式
3n +1
C n H 2n +2+O 2−点燃−−→nCO 2+(n+1)H 2O(液态)
2
1mol 10mol
∆n 减少 1+
3n +1
-n(mol) 2
(10 + 80)·(1-55.56%)(mol)
n +31
=21040
n =5
∴烷烃分子式为C 5H 12
《例6》某有机物由C 、H 、O 三种元素组成, 分子中含有8个原子。1摩该有机物含有46摩质子, 完全燃烧该有机物在相同条件下测定CO 2和水蒸气体积比为2∶1。取2.7克该有机物恰好与1摩/升的碳酸钠溶液30毫升完全反应, 求(1)有机物分子式?(2)有机物结构简式?
利用解联立方程组法求有机物分子式 解: 设有机物分子式C x H y O z
根据题意
V CO 2V H 2O
=2
1
∴
n(C)1
= n(H)1
⎧x +y +z =8⎪
⎨6x +y +8z =46⎪x =y ⎩
x =2y =2 z =4
∴分子式C 2H 2O 4
2.7
n(C2H 2O 4) 0.031
=90==
n(Na2CO 3) 1⨯0.030.031
∴有机物为二元羧酸 结构简式
(三)有机物燃烧问题
《例7》一定量的甲烷不完全燃烧, 生成由CO 、CO 2和H 2O (气)组成的混合气体49.6克, 将混合气体缓慢通过无水CaCl 2并作用完全、CaCl 2质量增加25.2克, 计算混合气中CO 、CO 2和H 2O (气)的物质的量?若将此甲烷完全燃烧还缺少标准状况下多少升氧气? 解Ⅰ: 常规方法,通过联立方程组法解题:
由题意得知m(H2O) = 25.2g
∴n(H2O) =
25.2g
=1.4mol
18g /mol
m(CO) + m(CO2) = 49.6g-25.2g = 24.4g ∵关系式
CH 4~2H 2O
2mol
1mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CO) + n(CO2) = 0.7mol
设: 生成CO 的物质的量为x 、生成CO 2物质的量为y 。 ⎧x +y =0.7⎨
⎩28x +44y =24.4
x =0.4mol
y =0.3mol
设: 此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为z 2CO +O 2
点燃
2CO 2
2mol 22.4L
0.4mol z z = 4.48(L)
222. 4
=
0. 4z
25.2g
= 1.4mol
18g /mol
解Ⅱ: 通过平均值法解题
由题意得知m(H2O) = 25.2g
∴n(H2O) =
∴m(CO) + m(CO2) = 49.6g-25.2g = 24.4g ∵关系式
CH 4~2H 2O
2mol
1mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CO) + n(CO2) = 0.7mol
-24.4g 244
∴CO 与CO 2混合气平均摩尔质量M ==(g/mol)
0.7mol 7十字交叉法
∴n(CO) = 0.7mol⨯
4
= 0.4mol 7
3
= 0.3mol 4
n(CO2)= 0.7mol⨯
设此甲烷完全燃烧还需标况下氧气体积为x 2CO + O2
点燃
2CO 2
2mol 22.4L 0.4mol x
222.4=0.4x
x =4.48(L)
解Ⅲ: 通过极限法解题
由题意得知m(H2O) = 25.2g
∴n(H2O) =
25.2g
= 1.4mol
18g /mol
∴m(CO) + m(CO2) = 49.6g-25.2g = 24.4g ∵关系式
CH 4~2H 2O
2mol
1mol
0.7mol 1.4mol
∴n(CH4) = 0.7mol
∴完全燃烧生成CO 2的质量应为0.7mol ×44g/mol=30.8g 与实际燃烧产物质量的差量为30.8-24.4=6.4g
即CO 完全燃烧所需O 原子的质量 ∴n(CO) = 0.4mol
n(CO2)= 0.3mol
甲烷完全燃烧还需标况下氧气0.2mol
《例8》把MmolH 2和NmolC 2H 4混合, 在一定条件下使它们一部分发生反应生成WmolC 2H 6, 将反应后所得的混合气体完全燃烧, 消耗氧气的物质的量为多少? 利用守恒法解决可燃物完全燃烧时耗氧量 分析: 反应过程
∴不用讨论和计算多少H 2、多少C 2H 4参加了反应及剩余多少H 2、C 2H 4再按混合物各
成分计算耗氧量。可按反应物各组分, 分别计算它们完全燃烧耗氧量即为答案。
解: 2H 2 + O2
2mol
点燃
2H 2O
−−→2CO 2 + 2H2O C 2H 4 + 3O2−点燃
1mol
M
Mmol mol
2∴耗氧量为
1mol 3mol Nmol 3Nmol
M
+3N(mol) 2
《例9》标准状况下, 将1升CH 4、2升C 2H 6的混合气体, 向该混合气体通入相同状况下50升的空气, 完全燃烧后, 所得气体经干燥恢复到原状态, 气体总体积为多少升?
利用差量法解题
解: V O 2=50L ⨯21%=10.5升
CH 4~2O 2
C 2H 6~
7O 2 2
1升 2升 2升 7升
∴CH 4、C 2H 6适量
2升 + 7升
CH 4+2O 2−点燃−−→CO 2+2H 2O (液态)∆V 减 1升
(3-1)升 = 2升
2C 2H 6+7O 2−点燃−−→4CO 2+6H 2O (液)∆V 减少 2升
(2 + 7-4)升= 5升
答(略)
∴V 气体总 = 1 + 2 + 50-(2 + 5)= 46升
《例10》平均相对分子质量为30.4的CO 、C 2H 4和O 2混合气体经点燃完全反应后, 测知反应后混合气体不再含CO 和C 2H 4。试推算原混合气体各成分的体积分数?(确定体积组成范围)
利用含不等式联立方程组法及平均值法解题。
解: 认真分析混合气组成中各组分的相对分子质量, 可以看出
M CO =M C 2H 4=28(分子量)
∴平均值法解出V O 2% (体积分数)
点燃
∴V O 2%
3
×100% = 60% 5
∵2CO + O2
2 x
2CO 2
C 2H 4 + 3O2−点燃−−→2CO 2 + 2H2O 1 y
3V 3y
1
x 2
CO 、C 2H 4共占40%
设混合气总体积为100(L)、CO 气体积为x, C2H 4气体积为y 。
⎧x +y =40⎨
⎩0.5x +3y ≤60%
0
答: V O %为60%
2
24%≤V CO %
O
(四)有关混合物组成有机计算:
《例11》相同状况下9升甲烷与6升某烯烃混合, 所得混合气的密度等于相同条件下氧气的密度, 求该烯烃的分子式、可能的结构简式? 平均值法解题
解: 混合气平均摩尔质量M =M O =32g /mol
2
∴烯烃分子式为C 4H 8 可能结构简式
CH 3-CH = CH-CH 3
CH 3-CH 2-CH = CH2
《例12》丁烷、甲烷、二氧化碳的混合气体其密度是同条件下氢气的22倍, 又知其中二氧化碳占混合气体体积的62.5%, 则三种气体的体积比是
A .1∶2∶5 C .5∶1∶5 答案: D
B .5∶2∶1 D .2∶1∶5
解: 混合气平均摩尔质量M = 22×2g / mol = 44g / mol
∵M CO 2=44g /mol
∴CO 2气体体积分数不影响混合气平均摩尔质量, 因此应由丁烷、甲烷的体积分数确
定答案, 它们体积分数必须满足下列关系
即
∴D 为答案
V C 4H 10V CH 4
=2
1
《例13》两种气态烃组成的混合物(分子中碳原子数≤4)20毫升, 与过量氧气混合充分燃烧, 燃烧所得气体产物通过浓H 2SO 4时, 体积减少了30毫升, 剩余气体再通过碱石灰时体积又减少了40毫升(以上气体均在相同状况下测定的), 求这两种气态烃的可能组成及体积百分含量?
根据混合物平均分子组成来确定混合物中各成分及体积百分含量 解: 设混合气态烃的平均分子组成为C x H y
y y
C x H y +(x+)O 2−点燃−−→xCO 2+H 2O
42
1mL 20mL 1x
=2040
y 1
=2030
x =2
xmL
y
mL 2
40mL 30mL
y =3
∴平均分子组成C 2H 3 讨论
(1)一种烃的碳原子数1即CH 4, 则另一种烃的碳原子数为3或4。但混合烃氢原子
数为3, 那么这种烃的氢原子数必须小于3, 如C 3H 2、C 3H 1、C 4H 2, 、C 4H 1是不存在的。
(2)一种烃的碳原子数为2, 则另一种烃的碳原子数也必须为2, 碳原子数为2的烃
(满足n(H)=3mol )
-
⎧C 2H 2⎧C 2H 2
或⎨C 2H 2、C 2H 4、C 2H 6 其中合理的组合为⎨C H ⎩24⎩C 2H 6
⎧C 2H 2
∴⎨
⎩C 2H 4
10mL
10mL
⎧C H ⎪⎪22∴⎨
⎪C 2H 6⎪⎩3
⨯20=15mL 4
1
⨯20=5mL 4
《例14》a 毫升A 、B 、C 三种气态烃的混合物跟足量氧气混合点燃后, 恢复到原常温常压状态, 气体体积共缩小了2a 毫升, 那么A 、B 、C 三种烃可能是
A .CH 4、C 2H 6、C 3H 8 C .CH 4、C 2H 4、C 3H 4 答案: C
B .C 2H 4、C 2H 2、CH 4 D .C 2H 6、C 3H 6、C 4H 6
解: 依据题意做出敏捷判断解题方法为差量法、平均值法, 设混合气态烃平均分子组成C x H y 。
y y
C x H y +(x+)O 2−点燃−−→xCO 2+H 2O (液态)
42
1mL amL
1+
∆V 减少
y
) -x (m L
4
1+x + 2amL
y
14 =a 2a
-
∴y = 4
满足n(H)=4mol 合理 A .n(H)>4mol C .n(H)=4mol ∴选C
--
B .n(H)
-
-