Question

常溫下，一種烷烴A和一種單烯烴B組成的混合氣體，A或B分子最多只含有4個碳原子，且B分子的碳原子數比A分子的多。
（1）將1L混合氣體充分燃燒，在同溫同壓下得到2.5LCO₂氣體。試通過計算推斷原混合氣體中A和B所有可能的組合及其體積比，并將結果填入下表：

組合編號	A的分子式	B的分子式	A和B的體積比（VA ：VB）
①
②
③
④

 
為進一步確定A、B分子式，繼續實驗：
（2）120℃時，取1L該混合氣體與9L氧氣混合，充分燃燒后，當恢復到120℃和燃燒前的壓強時，體積增大了6.25﹪。試通過計算確定唯一符合題意的A、B的分子式。

Answer 1

（1）（分子式各0.5分，體積比各1分，共8分）

組合編號	A的分子式	B的分子式	A和B的體積比（VA ：VB）
①	CH4	C3H6	1 ：3
②	CH4	C4H8	1 ：1
③	C2H6	C3H6	1 ：1
④	C2H6	C4H8	3 ：1

 
（2）C₂H₆、C₄H₈

試題分析：（1）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，以此類推可②CH₄、C₄H₈、1：1③C₂H₆、C₃H₆、1：1④C₂H₆、C₄H₈、3：1；
（2）設1升氣態烴與氧充分燃燒后體積變化為△V升，則
CH₄+2O₂CO₂+2H₂O（氣） △V1=0（升）
C₂H₆+O₂2CO₂+3H₂O（氣）△V2=0.5（升）
C₃H₆+O₂3CO₂+3H₂O（氣）△V3=0.5（升）
C₄H₈+6O₂4CO₂+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=0.375（升）
組合②=0.5（升）
組合③=0.5（升）
組合④=0.625（升）
則×100%=6.25%
故組合④符合題意，即A：C₂H₆；B：C₄H₈。