Question

19．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有密度為0.478g/L的乙烯、乙炔、氫氣的混合氣，在加熱條件下通過(guò)鎳催化劑完全反應(yīng)后再冷卻到標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，測(cè)得其密度為1.062g/L，則原混合氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)分別是C₂H₄、C₂H₂、H₂的體積分?jǐn)?shù)分別為15%、20%、65%．

Answer 1

分析 乙烯、乙炔和氫氣的混合氣體，測(cè)得其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.478g/L，則平均分子質(zhì)量=0.478×22.4=10.7；使該混合氣體在加熱的條件下通過(guò)鎳催化劑并充分反應(yīng)，再冷卻到標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)其密度為1.062g/L，則平均分子質(zhì)量=1.062×22.4=23.8，比乙炔的相對(duì)分子量還小，說(shuō)明反應(yīng)后氫氣還過(guò)量，所以反應(yīng)后混合氣體由C₂H₆和H₂組成，根據(jù)反應(yīng)C₂H₄+H₂→C₂H₆，C₂H₂+2H₂→C₂H₆ 化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：乙烯、乙炔和氫氣的混合氣體，測(cè)得其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.478g/L，則平均分子質(zhì)量=0.478×22.4=10.7；使該混合氣體在加熱的條件下通過(guò)鎳催化劑并充分反應(yīng)，再冷卻到標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)其密度為1.062g/L，則平均分子質(zhì)量=1.062×22.4=23.8，比乙炔的相對(duì)分子量還小，說(shuō)明反應(yīng)氫氣還過(guò)量，所以反應(yīng)后混合氣體由C₂H₆和H₂組成，根據(jù)反應(yīng)C₂H₄+H₂→C₂H₆，C₂H₂+2H₂→C₂H₆
設(shè)反應(yīng)后H₂的體積分?jǐn)?shù)為x，則C₂H₆的體積分?jǐn)?shù)為（1-x）．依題意：
2x+30×（1-x）=23.8，解得x=0.221．
又設(shè)反應(yīng)前混合氣體體積是YL，則同溫、同壓下反應(yīng)后的氣體體積為：0.478Y÷1.062=0.45YL．
反應(yīng)后，H₂的體積為0.45Y×0.221=0.1YL，C₂H₆的體積為0.35Y L．
再設(shè)反應(yīng)前混合氣體中C₂H₄、C₂H₂、H₂分別為aL、bL、cL，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，有
$\left\{\begin{array}{l}{a+b+c=Y}\\{a+b=0.35Y}\\{c-a-2b=0.1Y}\end{array}\right.$
解得a=0.15Y；b=0.2Y；c=0.65Y；
所以原混合氣體中，C₂H₄、C₂H₂、H₂的體積分?jǐn)?shù)分別為$\frac{0.15Y}{Y}$×100%=15%、$\frac{0.2Y}{Y}$×100%=20%、$\frac{0.65Y}{Y}$×100%=65%，
故答案為：C₂H₄、C₂H₂、H₂的體積分?jǐn)?shù)分別為15%、20%、65%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了燃燒的相關(guān)計(jì)算以及氣體體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算，難度較大，列方程組進(jìn)行解題就可以迅速解題．