确定混和气体的组成

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1、确定混和气体的组成研究物质的组成是化学学习的重要任务之一。在烃知识学习中，混合物组分的确定及分析方法则是学习的一个重点。下面介绍几种确定混合物组成的常用方法。一.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烷、炔相混时，由于碳原子数最少的炔––––乙炔的相对分子质量为26，则其中必有相对分子质量小于26的烷烃，这样的烷烃只能是CH4；同理当M<28烷、烯相混时，该混合烃中也一定有CH4。例1.某温度和压强下，有三种炔烃（分子中均只含一个C≡C）组成的混合气体4g，与足量

2、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.丙烷解析：设该混合炔烃的平均相对分子质量为M，根据题设条件，可得以下关系式：M2×24g4.4g－4g解得：M＝40根据乙炔的相对分子质量为26、丙炔的相对分子质量为40；而混合气体中必含一种相对分子质量小于40的烃，这种炔烃只能是乙炔。由乙炔加成可得乙烷，则所得烷烃中一定有乙烷。故答案为A。二.平均分子组成法：假设混合烃的平均分子式为CxHy，根据其平均分子组成情况有以下规律：若1

3、合烃由两种气体组成，当x＝2且其中一种气体分子含有两个碳原子时，则另一种气体分子也必含两个碳原子。例2.两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水，下列说法正确的是（）A.混合气体中一定有甲烷B.混合气体中一定是甲烷和乙烯C.混合气体中一定没有乙烷D.混合气体中一定有乙炔解析：根据题意，那么，n（烃）：n（C）：n（H）＝0.1mol：0.16mol：0.2mol×2＝1：1.6：4，得混合气体的平均分子组成为。由碳原子情况可知，混合气体中一定存在碳原子数小于1.6的烃，而满足这一条件的烃只有CH4，所以该混合气体中

4、一定有CH4，故A正确；再由氢原子情况可知，混合烃分子中氢原子数为4，而已经求得其中的一种为甲烷，其氢原子数为4，则另一种烃所含的氢原子数也应该是4，而碳原子数为4的烃有乙烯和丙炔（C3H4）。所以B项肯定是乙烯的说法是不正确；由于乙烷分子中氢原子数为6，所以混合气体中一定没有乙烷，C项正确；由于乙炔分子中只有2个氢原子，不满足氢原子数为4的题干条件，所以该混合气体中不存在乙炔，D项错误。故答案为AC。三、中间数值法利用各种物理量的平均值来解化学计算题的方法，称为平均值法。此法是从求混合气体平均分子量的公式推广而来。它巧用了平均含义，即M1≠M2且均大于

5、零时，存在只要求出平均值，就可判断M1、M2的取值范围，该法省去复杂的数学计算过程，从而迅速解出答案。应当指出上式中不单是指分子量，亦可代表相对原子质量、体积、质量、物质的量、摩尔质量及质量分数等。所以应用范围很广，特别适合于分析二元混合物的平均组成。例4：一气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10克，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8.4克，则该混合气体是由什么组成的？解析：（1）混合气体平均分子量＝12.5×2＝25。（2）根据中间数值法，确定烷烃是甲烷。平均分子量等于25的烃有两种情况：两气态烃的分子

6、量都等于25，经分析没有这种气态烃；两气态烃中有一种分子量小于25的烃，而分子量小于25的烃只有甲烷，所以两种烃中其中一种必定是甲烷。（3）根据平均分子量求另一种烃，设烯烃为CnH2n。m(烯烃)＝8.4g，m(甲烷)＝10－8.4＝1.6gn＝2即烯烃是乙烯。四、讨论法此法一般适合与其他计算方法一起使用。特点是：由于题中包含不确定因素，必须通过全面的分析，一一列出几种可能性，然后再根据已知条件一一对照几种可能的结论，应用化学概念、化学定律、原理进行分析，逐一将有矛盾的结论淘汰，最后得到正确结论，所以这种解法的关键是进行全面的分析和推断。例4.完全燃烧标

7、准状况下的某气态烷烃和气态烯烃（单烃）的混合物2.24L，生成CO26.6克H2O4.05克，混合物组成为_________。五、十字交叉法对于具有相同性质（指某些方面）的两种体系。如果用表示与已知的两个量M1、M2有关的平均值，n1、n2表示M1、M2对应的分数。以M为中心可把上式中五个相关量组合成（斜）十字交叉计算图。由图知，五个量中知其四，就可求出第五个量；或者知道M1、M2及M就可求两体系的比例，这种运算方法称十字交叉法，十字交叉法既方便又快捷。思路点拨：设平均分子式为，则由燃烧方程式0.1mol6.6g4.05g，平均分子式十字交叉法一般只适用

8、于两种已知成分的混合体系，解题关键往往在于求平均值。要搞清十字交叉法中比值的含义