Question

某气态烷烃和气态单烯烃组成的混合气体，其密度是同条件下H₂密度的13倍，把标准状况下2.24 L，该混合体通入足量的溴水中，溴水增重1.4 g。

(1)该混合烃的平均摩尔质量为________；其中一定含有________(写名称)。

(2)通过简计算，确定另一种烃的分子组成：_________。

(3)写出该混合烃中单烯烃所有可能的异构体(考虑顺反异构)任意写两种________。

Answer

26 g/mol 甲烷 C4H8 CH2=CH—CH2CH3、、、中任意两种

【解析】

M(混合)=13×2 g/mol=26 g/mol，烯烃的摩尔质量最小为28 g/mol，则烷烃的摩尔质量应小于26 g/mol，摩尔质量小于26 g/mol的只有CH4，所以混合气体中一定含有甲烷，溴水增重1.4 g为烯烃的质量，可计算出甲烷的质量，进而计算烯烃的物质的量，再计算烯烃的摩尔质量，结合烯烃的组成通式确定烯烃分子式，由单烯烃的同分异构体可能有碳链异构、位置异构、顺反异构分析判断。

(1) M(混合)=13×2 g/mol=26 g/mol，烯烃的摩尔质量最小为28 g/mol，则烷烃的摩尔质量应小于26 g/mol，由于烷烃摩尔质量最小的是甲烷，为16 g/mol，乙烷为30 g/mol，所以混合气体中一定含有甲烷；

(2)2.24 L标准状况下的混合气体的物质的量n(混合)==0.1 mol，混合气体质量为m(混)=0.1 mol×26 g/mol=2.6 g，在烷烃与烯烃混合物中只有烯烃能够与溴水发生反应，溴水增重1.4 g为烯烃的质量，则甲烷的质量m(CH4)=2.6 g-1.4 g=1.2 g，甲烷的物质的量n(CH4)==0.075 mol，则烯烃的物质的量为n(烯烃)=0.1 mol-0.075 mol=0.025 mol，设烯烃的化学式为CnH2n，则烯烃的摩尔质量M(CnH2n)==56 g/mol，12n+2n=56，解得n=4，故该烯烃分子式为C4H8；

(4)分子式为C4H8的单烯烃为丁烯，有4种烯烃的同分异构体，分别是1-丁烯、2-丁烯(顺反两种结构)、2-甲基-1-丁烯，它们的结构简式分别为：CH2=CH—CH2CH3、、、。