Question

求解一道高中化学计算题！

在温度129摄氏度时，将1L由CO和某烷烃（常温为气态）组成的混合物与9L氧气混合点燃，充分燃烧后，保持容器内气体的压强不变，恢复原温度，测得反应后气体的体积为10L。求该烷烃的化学式及该烷烃在混合气体中的体积分数。

还请有必要的解释或说明
谢谢

Answer 1

2CO+O2=点燃=2CO2
CxHy+（x+y/4）O2=点燃=xCO2+y/2 H2O
现在1LCO与烷烃混合物与9L氧气反应，反应后体积为10L，也就是不变。
因为CO点燃后体积减少：2+1-2>0
所以烷烃点燃后体积增加：1+x+y/4<x+y/2
所以有y>4
又烷烃在常温下为气态
所以可能的烷烃为C2H6、C3H8、C4H10
1molCO点燃，气体体积减少0.5mol
烷烃为C2H6时，1molC2H6点燃，气体体积增加0.5mol；
所以C2H6体积分数为1/2
烷烃为C3H8时，1molC3H8点燃，气体体积增加1mol；
所以C3H8体积分数为1/3
烷烃为C4H10时，1molC4H10点燃，气体体积增加1.5mol；
所以C4H10体积分数为1/4

Answer 2

经极端分析，整个反应氧气是充足的。

将1L由CO和某烷烃（常温为气态）组成的混合物与9L氧气混合点燃，充分燃烧后，保持容器内气体的压强不变，恢复原温度，测得反应后气体的体积为10L.
这句话说明反应结束后体积和压强都没有变化。CO完全燃烧减少的体积由烷烃完全燃烧增加的体积来弥补。
也就是说，CO完全燃烧减少的总的物质的量等于烷烃完全燃烧增加的总的物质的量。

设有烷烃xL，则CO为1-xL，物质的量分别除以22.4
CO完全燃烧减少的总的物质的量等于[（2+1-2）*（1-x）/22.4]/2=（1-x）/44.8
烷烃完全燃烧增加的总的物质的量等于（1+（3n+1）/2-n-(n+1)）*x/22.4=(1-n)*x/44.8
两者相等简化后得到1-x=(1-n)*x
（2-n）x=1 n只能等于1，为甲烷CH4，此时在混合气体中的体积分数100%。

（如果各位高手看出我的计算过程哪里不对，请告诉我，按理说应该有点CO的，呵呵）

Answer 3

解:设该烷烃的化学式为CnH(2n+2),该烷烃在混合气体中的体积分数为ω.
由于该烷烃在常温下为气态,因此,n≤4① .
由题意知,2CO+O2=点燃=2CO2 ~~~体积减少
~~~~~~~~~2~~~1~~~~~~~2~~~~~~(2+1)-2=1
~~~~~~~1L*(1-ω)~~~~~~~~~~~~~~~V(减)
则:V(减)=(0.5-0.5ω)L,
又由题意知,反应前后气体总体积不变,均为10L.因此烷烃燃烧后气体体积应增大,且V(增)=V(减).
CnH(2n+2)+[(3n+1)/2]O2=点燃=nCO2+(n+1)H2O(g) ~~~~~~~~~~~~~体积增大
~~~1~~~~~~~~~~(3n+1)/2~~~~~~~n~~~~~~~(n+1)~~~~[n+(n+1)]-[1+(3n+1)/2]=(n-1)/2)
~~1L*ω~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~V(增)
则:V(增)=(0.5ωn-0.5ω)L,
所以,有:(0.5-0.5ω)L=(0.5ωn-0.5ω)L,即ωn=1②,
由于烷烃燃烧后气体体积应增大,因此,
V(前总)＜V(后总),即[1+(3n+1)/2]＜[n+(n+1)],则n＞1③
由①和③知:1＜n≤4,所以,n=2,3,4
(1)当n=2时,代入②式得:ω=1/2=50%,此时烷烃的化学式为C2H6;
(2)当n=3时,代入②式得:ω=1/3=33.33%,此时烷烃的化学式为C3H8;
(3)当n=4时,代入②式得:ω=1/4=25%,此时烷烃的化学式为C4H10;
答:该烷烃的化学式可能为C2H6、C3H8、C4H10，在混合气体中的体积分数分别为50%、33.33%、25%.

祝你学习进步！

Answer 4

过量氧气啊，溢出气体就是氧气，当然用32g/mol
我再补充下吧，烃类燃烧无非产生两种气体:二氧化碳和水，这两种气体都被足量的氧化钠吸收了，所以只剩下多余的氧气