练习4-用平均值法确定混合烃的组成

1有机化学用平均值法确定混合烃的组成姓名当两种或两种以上的物质混合时，不论以何种比例混合，总存在一个平均值，解题时若能抓住这个平均值，就能避繁就简，迅速解题。平均值法的基本原理是：x是与a有关的两个量x1、x2的平均值，即xaxax121，且01a，则x应介于xx12与之间。在有机计算中常用到平均相对分子质量法与平均分子式法解题。平均相对分子质量法假设混合烃的平均相对分子质量为M，则必含相对分子质量比M小或相等（由同分异构体组成的混合气体）的烃。如：M≤26，则混合烃中一定有CH4。1.平均相对分子质量法【例1】两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16g/L，则关于此混合物组成的说法正确的是（）A．一定有甲烷B．一定有乙烷C．可能是甲烷和己烷的混合物D．可能是甲烷和新戊烷的混合物【例2】某温度和压强下，有三种炔烃（分子中均只含一个碳碳三键）组成的混合气体4g，与足量的H2充分加成后生成4.4g三种对应的烷烃，则所得烷烃中一定有（）A．乙烷B．异丁烷C．丁烷D．丙烯2、平均分子式法假设混合烃的平均分子式为CxHy，根据其平均分子式有以下规律：若1x2，则混合烃中一定有CH4；若2y4，则混合烃中一定有C2H2；若混合烃由两种气体组成，当y=4且其中一种分子中含有4个氢原子，则另一种气体分子中也必含有4个氢原子。若混合烃由两种烃组成，当确定了混合烃的平均分子式，可以利用十字交叉法确定两种烃的物质的量之比（体积比）。【例3】两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16molCO2和3.6gH2O，下列说法正确的是（）A．混合气体一定是CH4和C2H4B．混合气体中一定有CH4，可能含有C2H4C．混合气体可能含有C2H2D．混合气体中一定有CH4，可能含有C2H62【例4】两种气态烃以任意比混合，在105℃时1L混合烃与9LO2混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10L。下列各组混合烃不符合此条件的是（）A．CH4，C2H4B．CH4，C3H6C．C2H4，C3H4D．C2H2，C3H6【例5】两种气态烃以一定比例混合，在105℃时1L混合烃与9LO2混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积是11L，下列各组混合烃不符合此条件的是（）A．C3H6、C4H10B．C3H8、C4H8C．C2H4、C4H10D．CH4、C3H8【例6】某甲烷和乙烯的混和气体完全燃烧，生成的CO2和H2O的质量比是44:27，则混和气体中甲烷和乙烯的物质的量比是（）A．1:2B．2:1C．2:3D．3:2【练习1】某烷烃和烯烃的混合气体密度是1.07g/L（标准状况下），该烷烃的烯烃体积比是4:1。则这两中烃是（）A．CH4、C2H4B．C2H6、C2H4C．CH4、C4H8D．CH4、C3H6【练习2】有1L三种气态烃的混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来状况（常温常压），体积共缩小2L，则这三种烃不可能是（）A．CH4、C2H4、C3H6B．C2H4、C3H8、C2H6C．C2H2、C2H4、C3H6D．C2H2、C2H6、C3H8【练习3】一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物10g，混合气体的密度是相同状况下氢气的12.5倍，该混合气体通过溴水时，溴水的质量增加8.4g，则该混合气体是由什么组成的？【练习4】有两种气态烃的混合物。已知它们都能使溴水褪色，且分子中碳原子数均小于5,1体积该混合气体完全燃烧后，可得到3.6体积二氧化碳和3体积水蒸气（气体体积均在同温同压下测定）。（1）混合物中两种烃的类别可能是。A．烷，烯B．烯，烯C．烯，炔D．炔，炔你作出上述判断的理由是。（2）通过计算确定这两种烃的分子式以及它们在混合物中的体积比。3例6.101105.Pa、110℃时，在密闭容器中将某烷烃和烯烃的混合气体（密度与相同状况下N2相同）1体积与5体积氧气（过量）在点燃条件下充分反应。反应结束后气体恢复到110℃，测得混合气体的压强比点燃前增加5%，求此混合气体的成分和体积分数（烯烃只要求用化学式表示）。解析：由题意知，混合气体的平均相对分子质量为28，混合气由烷烃或烯烃组成，平均相对分子质量小于28的烷烃和烯烃只有甲烷，则混合气中一定含有CH4，而甲烷燃烧前后气体体积不变，故燃烧后混合气的压强增大是由烯烃燃烧后气体物质的量增大导致的。则有nnppp（前）（后）·5%115%所以nmolnmol（后），61056303...设混合气体中烯烃（CHnn2）的体积分数为x，则甲烷的体积分数为1xCHnOnCOnHOnnxnn22223212103.列式：nx2061.16114282xnx解得：nx403，.则混合气体由CH4和CH48组成，体积分数分别为70%和30%。例7.完全燃烧乙烷、乙烯和某气态烃的混合物，生成的CO2质量为反应前混合烃的2.86倍，通过计算确定未知烃的化学式为___________，上述三种烃的物质的量之比依次为___________。解析：设反应前取混合烃的质量为1g，则生成的CO2的质量为2.86g其中nCnCOggmolmol()()./.2286440065nHgmolgmolgmolmolnCnH().//.()()....1006512102200650221344：：：4则混合烃的平均分子式为CH1344..，可知该混合烃中必有一种碳原子小于1.3的烃，即混合烃中未知烃必为CH4，由碳原子的平均值，运用“十字交叉法”得：030737..所以nCHnCHnCH2624437又由氢原子的平均值运用“十字交叉法”得：160441..所以nCHnCHnCH4242641设所取混合物共有10mol，其中CH4为7mol，CH26为xmol，CH24为3xmol，则有7341xx。解得：xmol2，则nCHmol241故nCHnCHnCH26244217：：：：答：未知烃为CH4，乙烷、乙烯、甲烷物质的量之比为2：1：7。