Question

有兩種氣態不飽和烴的混合物1體積，完全燃燒后可得3.8體積CO₂和3.6體積水蒸氣(氣體體積均在相同條件下測定)，則這兩種烴是……（ ）

A．C2H4、C4H6

B．C2H2、C4H8

C．C3H4、C4H8

D．C3H4、C3H6

Answer 1

C

n_混:n_C:n_H=V_混：V_CO2:VH₂O×2=1:3.8:7.2，該混合烴的平均組成為C_3.8H_7.2。因為選項(A)中各組分分子中氫原子數分別為4和6，選項(D)中各組分分子中碳原子數都為3，(A)和(D)中混合烴的平均組成都不可能為C_3.8H_7.2，所以(A)、(D)都不是正確選項，符合平均組成的選項為(B)和(C)，如果據此得出結論，認為答案就是(B)和(C)，那就錯了，還要根據“差量”3.8-3.6=0.2的含義進行分析。
選項(B)和(C)都是丁烯(C₄H₈)與炔烴(C_nH_2n-2)的組合，根據各組分的分子組成及兩個關系式C--CO₂、2H--H₂O，可知仁義量烯烴燃燒后，生成的CO₂和水蒸氣在相同條件下體積都是相同的，即不存在體積差。而每燃燒1體積的炔烴，生成CO₂比水蒸氣多1體積，所以“差量”0.2等于炔烴的體積數，則丁烯為1-0.2=0.8。設炔烴分子中碳原子數為n，則有0.2n+0.8×4=3.8，解得n=3，故本題的正確選項為(C).
[評注]從上述解法可知，確定混合烴的組成時，雖然根據題知條件求出平均組成，如果只憑平均組成就下結論，就會出現失誤。因為平均組成只是相關量取值范圍的一個界限，而能滿足某一平均組成的混合烴常常會有多種組合，這些組合是否都符合題給條件，還要進行分析。本題中生成的CO₂和H₂O(氣)的體積差(或物質的量差)卻直接決定于混合烴各組分的相對含量、種類和組成。分析“差量”和相關量的關系并進行計算，即可求出各組份的量，從而確定組成，得出正確結論。所以在解上述題時，用“平均值法”一般只能確定符合題意的范圍，最后還要靠“差量分析法”作出正確的結論