Question

常溫下，一種烷烴A和一種單烯烴B組成混合氣體，A或B分子均最多只含有4個碳原子，且B分子的碳原子數比A分子的多．將l升該混合氣體充分燃燒，在同溫同壓下得到2.5升CO₂氣體．120℃時取1升該混合氣體與9升氧氣混和，充分燃燒后，當恢復到l20℃和燃燒前的壓強時，體積增大3.75%．則A和B的分子式分別為（　　）

• A、CH₄、C₃H₆
• B、C₂H₆、C₃H₆
• C、CH₄、C₄H₈
• D、C₂H₆、C₄H₈

Answer 1

分析：根據1升碳原子數為n的烷烴或烯烴充分燃燒后均得到n升CO₂，由題意（1升混合氣體充分燃燒后生成2.5升CO₂，且B分子的碳原子數比A分子的多）可推斷，混合氣體只能由碳原子數小于2.5的烷烴（CH₄和C₂H₆）和碳原子數大于2.5的烯烴（C₃H₆和C₄H₈）組成，它們有四種可能的組合，根據每一種組合中烷烴和烯烴的碳原子數及燃燒后生成的CO₂體積，利用十字交叉法可確定A和B的體積比．最后根據燃燒方程式利用差量法來計算；

解答：解：因1升混合氣體充分燃燒后生成2.5升CO₂，且B分子的碳原子數比A分子的多，混合氣體只能由碳原子數小于2.5的烷烴（CH₄和C₂H₆）和碳原子數大于2.5的烯烴（C₃H₆和C₄H₈）組成．它們有四種可能的組合：CH₄、C₃H₆；CH₄、C₄H₈；C₂H₆、C₃H₆；C₂H₆、C₄H₈；
根據每一種組合中烷烴和烯烴的碳原子數及燃燒后生成的CO₂體積，可確定A和B的體積比．如：，則V（CH₄）：V（C₃H₆）=1：3，
①CH₄、C₃H₆ 1：3；
②CH₄、C₄H₈ 1：1
③C₂H₆、C₃H₆ 1：1
④C₂H₆、C₄H₈ 3：1；
設1升氣態烴與氧充分燃燒后體積變化為△V升，則
CH₄+2O₂

燃燒

CO₂+2H₂O（氣）△V₁=0（升）
C₂H₆+

7

2

O₂

燃燒

2CO₂+3H₂O（氣）△V₂=0.5（升）
C₃H₆+

9

2

O₂

燃燒

3CO₂+3H₂O（氣）△V₃=0.5（升）
C₄H₈+6O₂

燃燒

4CO₂+4H₂O（氣）△V₄=1.0（升）
各種組合的1升混合氣體與氧氣充分燃燒，體積增大為
組合①

△V1+3△V3

4

=0.375（升）則

0.375

10

×100%=3.75%，
組合②

△V1+△V4

2

=0.5（升）則

0.5

10

×100%=5%，
組合③

△V2+△V3

2

=0.5（升）則

0.5

10

×100%=5%，
組合④

3△V2+△V4

4

=0.625（升） 則

0.625

100

×100%=6.25%，
故組合①符合題意，即A：CH₄；B：C₃H₆；
故選A．

點評：本題主要考查了十字交叉法、差量法的使用，有一定的難度，注意根據燃燒的方程式進行判斷．