Question

假設空氣中含有五分之一體積的氧氣，且能夠全部參加燃燒反應，本題所涉及和求算的氣體體積都是在101 ℃、1.05×10⁵ Pa條件下的體積。

某常溫下為氣態的烯烴A混入空氣后，當平均相對分子質量達到28.937 5時正好使該烯烴完全燃燒。現有甲、乙兩種混合氣體各89.00 L，甲是上述烯烴A 與過量空氣的混合氣體，乙是上述烯烴A、某常溫下為氣態的炔烴B與過量空氣的混合氣體。將甲、乙分別引燃完全燃燒，乙燃燒后的氣體體積變為90.00 L。

(1)A的分子式為____________。

(2)甲混合氣體燃燒后的體積為___________。

(3)通過計算求出乙中炔烴的分子式和體積。

(4)求出乙氣體中含A 的最大體積。

Answer 1

(1)C₂H₄

(2)89.00 L

(3)B為C₄H₆  體積為2 L

解法一：2C₄H₆+11O₂8CO₂+6H₂O   ΔV

               2         11                      8           6       1

               a          b                                      90.00-89.00

a=2     b=11

解法二：設B為C_mH_2m-2，體積為x L

C_mH_2m-2+O₂mCO₂+(m-1)H₂O  ΔV

    1                                    m        (m-1)  

     X                                                                  90.00-89.00

(m-3)x=2

且2≤m≤4   m=4  x=2

(4)A與燃燒A所需的空氣的體積共為89 L-2 L-11 L×5=32 L

設A為y L

C₂H₄+3O₂2CO₂+2H₂O

   y       3y

y+3y×5=32 L

16y=32 L  y=2 L

解析：(1)設A分子式為C_xH_2x，A燃燒時，

C_xH_2x  +  O₂xCO₂+xH₂O

  1              x

1 mol A耗n(空氣)=mol，所以=28.937 5，解得x=2.

即A的分子式為C₂H₄.

(2)C₂H₄+3O₂2CO₂+2H₂O，在101 ℃時，H₂O為氣態，前后氣體體積不變.

(3)解法一：炔烴B常溫下為氣態，碳原子數小于等于4；燃燒后氣體體積增大，氫原子數大于4，所以B為C₄H₆.計算過程見答案解法一.

解法二：直接根據燃燒前后，氣體體積的增加情況進行計算，詳見答案解法二.

(4)炔烴B及B燃燒時所消耗空氣的總體積為：2 L+11 L×5=57 L.乙中A體積最大時，剩余氣體恰好完全反應，詳見答案.