Question

乙烷和乙炔混合物共mmol，與nmol的氧氣點(diǎn)燃后完全反應(yīng)，得到CO和CO₂的混合氣體，以及36g水．試求：
（1）當(dāng)m=0.8時(shí)，乙烷和乙炔的物質(zhì)的量之比

 

．
（2）當(dāng)m=1時(shí)，且反應(yīng)后CO和CO₂混合氣體的物質(zhì)的量是反應(yīng)前氧氣的物質(zhì)的量的

5

6

時(shí)，則n=

 

，得到的CO和CO₂的物質(zhì)的量之比

 

．
（3）m的取值范圍是

 

，n的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）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n的值；
令反應(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，CO和CO₂的物質(zhì)的量均大于0，得到不等式，當(dāng)m值最大，n最大；m值最小，n最�。�

解答： 解：（1）令乙烷與乙烯的物質(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=m=0.8 6x+2y= 36g 18g/mol ×2

，解得x=0.6mol，y=0.2mol，
則乙烷和乙炔的物質(zhì)的量之比為0.6mol：0.2mol=3：1，故答案為：3：1；
（2）當(dāng)m=1時(shí)，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，且反應(yīng)后CO和CO₂混合氣體的物質(zhì)的量是反應(yīng)前氧氣的物質(zhì)的量的

5

6

時(shí)，故2=nmol×

5

6

，解得n=2.4；
令反應(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=2.4×2- 36g 18g/mol

，解得a=1.2mol，b=0.8mol，
則CO和CO₂的物質(zhì)的量之比為1.2mol：0.8mol=3：2，
故答案為：2.4；3：2；　　　　
（3）生成水的物質(zhì)的量為

36g

18g/mol

=2mol，
根據(jù)H守恒得：
2a+6b=4mol①
a+b=mmol②即a=m-b③b=m-a④
把③帶入①得：m=2-b，當(dāng)b＞0時(shí)，m＜2；
把④帶入①得：m=

2

3

+

2a

3

，當(dāng)a＞0時(shí)，m＞

2

3

（或0.67）．
即0.67＜m＜2，
令反應(yīng)后CO和CO₂的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，結(jié)合中氧原子守恒，則：

a+b=2m a+2b=n×2- 36g 18g/mol

，
a＞0，b＞0，則m+1＜n＜2m+1，所以m值最大時(shí)n最大，m值小時(shí)n最小，故1.67或（

5

3

）＜n＜5，
故答案為：0.67＜m＜2；1.67或（

5

3

）＜n＜5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的計(jì)算，難度中等，判斷反應(yīng)后混合氣體的耗氧量即是C₂H₂和C₂H₆的耗氧量是關(guān)鍵，在利用元素守恒計(jì)算，注意混合計(jì)算中守恒思想的運(yùn)用．