Question

17．乙烯和乙烷的混合氣體共a mol，與b mol O₂共存于一密閉容器中，點(diǎn)燃后充分反應(yīng)，乙烯和乙烷全部消耗完，得到CO和CO₂的混合氣體和45g H₂O，試求：
（1）當(dāng)a=1時(shí)，乙烯和乙烷的物質(zhì)的量之比n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=1：1
（2）當(dāng)a=1，且反應(yīng)后CO和CO₂的混合氣體的物質(zhì)的量為反應(yīng)前O₂的$\frac{2}{3}$時(shí)，b=3，得到的CO和CO₂的物質(zhì)的量之比n（CO）：n（CO₂）=1：3．
（3）a的取值范圍是$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$．

Answer 1

分析 （1）設(shè)乙烯與乙烷的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者物質(zhì)的量之和與生成的水中H原子守恒列方程，據(jù)此計(jì)算解答；
（2）根據(jù)碳元素守恒計(jì)算反應(yīng)后CO和CO₂混合氣體的物質(zhì)的量之和，據(jù)此計(jì)算b的值；設(shè)反應(yīng)后CO和CO₂的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，根據(jù)二者之和與氧原子守恒列方程計(jì)算；
（3）根據(jù)H原子守恒利用極限法解答，只有乙烯時(shí)，a值最大，只有乙烷時(shí)，a值最小．

解答 解：（1）設(shè)乙烯與乙烷的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者物質(zhì)的量之和與H原子守恒列方程，則：x+y=1，4x+6y=$\frac{45}{18}$，解得：x=0.5，y=0.5，故n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=0.5mol：0.5mol=1：1，故答案為：1：1；
（2）根據(jù)碳元素守恒可知，反應(yīng)后CO和CO₂混合氣體的物質(zhì)的量之和為1mol×2=2mol，故$\frac{2}{3}$b=2，b=3，
設(shè)反應(yīng)后CO和CO₂的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，根據(jù)二者之和與氧原子守恒列方程，則：a+b=2，a+2b=3×2-$\frac{45}{18}$，解得：a=0.5，b=1.5，故n（CO）：n（CO₂）=0.5mol：1.5mol=1：3，故答案為：3；1：3；
（3）生成水的物質(zhì)的量=$\frac{45}{18}$mol=2.5mol，只有乙烯時(shí)，a值最大，根據(jù)H原子守恒可知，a的極大值為：$\frac{2.5mol×2}{4}$=$\frac{5}{4}$mol，只有乙烷時(shí)，a值最小，根據(jù)H原子守恒可知，a的極小值為：$\frac{2.5mol×2}{6}$=$\frac{5}{6}$mol，故a的取值范圍為：$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$，故答案為：$\frac{5}{6}$＜a＜$\frac{5}{4}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，注意掌握質(zhì)量守恒定律、極值法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．