Question

某混合气体由一种气态烷烃和一种气态烯烃组成，在同温同压下，混合气体对氢气的相对密度为13，在标准状况下，将56．0L（标况）混合气体通入足量溴水，溴水质量增重35．0g，通过计算回答：

（1）推出混合气体中气态烷烃的化学式；依据题意知混合气体的平均相对分子质量为     ，则烷烃一定为         。

（2）求混合气体中两种气体的物质的量之比

（3）写出混合气体中气态烯烃可能的结构简式

Answer

(1) 26 CH4

(2) C4H8 n(CH4):n(C4H8)=30÷16:35÷56=3:1

解析：混合烃总质量为M(混合烃)=56．0L÷22．4L/mol×26g/mol=65 g

设烯烃的分子式为CnH2n,则有m(CnH2n)=35 g,m(CH4)=65g－35g =30g;

则有65÷(30÷16+35÷14n)=26，解得:n=4,

则烯烃为C4H8；n(CH4):n(C4H8)=30÷16:35÷56=3:1

(3)CH2=CH－CH2CH3,CH3－CH=CH－CH3, CH2=C(CH3)2

【解析】试题分析：同温同压下，气体相对密度之比等于其相对分子质量之比，故混合气体的相对分子质量为13×2=26，则两种烃一种相对分子质量大于26，另一种小于26，小于26的只有甲烷，所以烷烃为甲烷，气体的物质的量为 2.5mol，气体的总质量为26g/mol×2.5mol=65g，溴水质量增重35.0g，则甲烷的质量为65g-35g=30g，
n（CH4）= =1.875mol，烯烃的物质的量为2.5mol-1.875mol=0.625mol，则烯烃的相对分子质量为 =56g/mol。

解析：（1）同温同压下，气体相对密度之比等于其相对分子质量之比，故混合气体的相对分子质量为13×2=26，则两种烃一种相对分子质量大于26，另一种小于26，小于26的只有甲烷，所以烷烃为甲烷，分子式为CH4；

（2）气体的物质的量为2.5mol，气体的总质量为26g/mol×2.5mol=65g，溴水质量增重35.0g，则甲烷的质量为65g-35g=30g；
n（CH4）=1.875mol，烯烃的物质的量为2.5mol-1.875mol=0.625mol，
则烷烃与烯烃的物质的量之比为1.875mol：0.625mol=3：1；

（3）烯烃的相对分子质量为56；

设分子式为CnH2n ,有12n+2n=56，解得:n=4，应为C4H8，可能为CH2═CH-CH2-CH3、CH3-CH═CH-CH3、CH2═CH（CH3）CH3。

点睛：根据阿伏加德罗定律的推论，同温同压下，气体密度比等于其相对分子质量之比；烯烃与溴水发生加成反应、烷烃与溴水不反应。