Question

5．某混合氣體由一種氣態(tài)烷烴A和一種氣態(tài)烯烴B組成，在同溫同壓下，該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是氫氣相對分子質(zhì)量的12倍，取31.2g該混合氣體通入足量的溴水中，溴水質(zhì)量增重16.8g，通過計算回答：
（1）求混合氣體中氣態(tài)烷烴A和氣態(tài)烯烴B的分子式
（2）混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之比是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)混合氣體與氫氣的相對分子質(zhì)量關(guān)系計算出混合氣體的平均分子量，根據(jù)計算結(jié)果及烯烴、烷烴的相對分子質(zhì)量可判斷越大含有甲烷；然后根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出31.2g混合氣體的物質(zhì)的量，溴水增重的為烯烴的質(zhì)量，據(jù)此可知甲烷的質(zhì)量，然后根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出混合氣體中甲烷的物質(zhì)的量，從而可知烯烴的摩爾質(zhì)量，再結(jié)合烯烴的通式確定其分子式；
（2）設(shè)出烷烴和烯烴的物質(zhì)的量，利用平均摩爾質(zhì)量列式計算出二者物質(zhì)的量之比．

解答 解：（1）在同溫同壓下，該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是氫氣相對分子質(zhì)量的12倍，則該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為：12×2=24，烷烴和烯烴中相對分子質(zhì)量小于24的只有甲烷，所以混合氣體中一定含有CH₄；
31.2g該混合氣體的物質(zhì)的量為：$\frac{31.2g}{24g/mol}$=1.3mol，溴水增重的16.8g為烯烴的質(zhì)量，則該混合氣體中含有甲烷的物質(zhì)的量為：$\frac{31.2g-16.8g}{16g/mol}$=0.9mol，
該烯烴的摩爾質(zhì)量為：$\frac{16.8g}{1.3mol-0.9mol}$=42g/mol，該烯烴為丙烯，分子式為C₃H₆，
答：混合氣體中烷烴A為CH₄，烯烴B為C₃H₆；
（2）設(shè)甲烷的物質(zhì)的量為x，丙烯的物質(zhì)的量為y，則：$\frac{16x+42y}{x+y}$=24，整理可得x：y=9：4，則甲烷與丙烯的物質(zhì)的量之比為9：4，
答：混合氣體中甲烷與丙烯的物質(zhì)的量之比為9：4．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確烷烴、烯烴的組成及性質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握平均值法在化學(xué)計算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計算能力．