Question

常温下呈气态的饱和烃X与不饱和烃Y的混合气体对氢气的相对密度为28.5，已知X与Y中含碳原子数相同，

（1）X和Y的分子式
（2）X和Y的体积比

Answer 1

混合气体对于氢气的相对密度为28.5，即其相对分子质量为28.5*2g/mol=57g/mol
此题可以考虑两种情况，对于不饱和烃，可能为烯，也可能为炔。以下分类讨论：
1）当不饱和烃为烯烃时
设X为CnH2n+2，则Y为CnH2n（n>1)。
考虑到两者平均相对分子质量为57，必然有一高于57（X），另一个低于57（Y)，因此n=4。即X为C4H10，Y为C4H8。设1mol该混合气体中分别有xmolX 和 ymolY，则：
x+y=1
58x+56y=57
联立解得x=y=0.5，即X和Y的体积比为1:1
2）当不饱和烃为炔烃（或者二烯）时
同1）可得分子式为C4H10和C4H6，则通过1）类似过程可以得到两者体积比为3:1
故综上所述
（1）X和Y的分子式为C4H10、C4H8或C4H10、C4H6
（2）X和Y的体积比为1:1或3:1

Answer 2

M（混合气体）=57
那么可知混合气体中一气体的摩尔质量大于57，另一种气体的摩尔质量小于57。
根据体积分析气体中的碳的个数只能是4。
饱和烃只能是C4H10；
不饱和烃则可能有4种，分子式为三个；C4H8、C4H6、C4H4。
当分子式为C4H8时，X和Y的体积比是（57-56）/（58-57）=1/1
当分子式为C4H6时，X和Y的体积比是（57-54）/（58-57）=3/1
当分子式为C4H4时，X和Y的体积比是（57-52）/（58-57）=5/1