Question

一道高一化学题，想得我头快炸了。求学霸来指点。题目内容如下，请学霸讲解一下。

室温下，一气态烃与过量氧气混合完全燃烧，恢复到室温，使燃烧产物通过浓硫酸，体积比反应前减少50mL再通过NaOH溶液，体积又减少了40mL，又已知该烃的密度是相同状况下H2密度的15倍，试求该烃的分子式。 答案是C2H6。

Answer 1

一气态烃与过量氧气混合完全燃烧，恢复到室温，使燃烧产物通过浓硫酸，体积比反应前减少50mL再通过NaOH溶液，体积又减少了40mL，

由这里可以推出 水蒸气的气体量大于50ml (恢复到室温,气体里面还有水蒸气)
而从后面那句话可以推出 CO2的量为40ml
设分子式为CxHy 则根据密度可以推出 12x+y=30
H元素的物质的量为 2a(a>50/22.4)mol C元素物质的量为40/22.4 mol
则C:H=(40/22.4):2a<40/100=1:2.5 可以推出C:H之比小于1:2.5
12x+y=30 当x=1是,y=18 符合x/y之比<1/2.5 但不符合有机物,一个碳原子最大与4个H原子结合.
12x+y=30 当x=2是,y=6 符合x/y之比<1/2.5 所以是C2H6
12x+y=30 当x=3是,y=-6 y不可能为负数,
所以此题答案只能是C2H6

Answer 2

设该烃的分子式为 CpHq 由题意该烃的分子量为30 即12p+q=30①

由于恢复到室温 水为液态 通过浓硫酸体积比反应前减少50mL 实际上是反应后体积比反应前减少50mL 再通过NaOH溶液，体积又减少了40mL 减少的是CO2

CpHq + (p+q/4)O2 == pCO2 + (q/2)H2O(液) Δn=q/4+1
p q/4+1
40ml 50ml
得到5p=q+4②
解①②得p=2 q=6

追问

这里的50ml指的不是水被吸收的体积吗。你的那个q/4+1看不懂什么意思啊！！！

追答

不是 可以近似认为燃烧后气体中没有水 浓硫酸什么都没吸收 Δn=q/4+1是指反应前后 气体物质的量 的改变量 反应前气体物质的量为 1+p+q/4 反应后气体物质的量为 p 注意水为液态 两者之差为1+q/4

实际上 如果熟练的话 这道题可以秒的

易得烃的分子量为30 碳原子数只能是 1或2 因为3个碳已经36了>30

若碳原子数是 1 那么氢原子数为18 这是不可能的
所以只能是 C2H6

追问

那通过浓硫酸时所吸收的50ml指的是什么？？？

追答

浓硫酸什么都没吸收

反应前后 气体体积的改变量 是50ml 那通过浓硫酸气体体积的改变量是0

题干上说的是 ”使燃烧产物通过浓硫酸，体积 比反应前 减少50mL”

Answer 3

该烃的密度是相同状况下H2密度的15倍——分子量是氢气的15倍=2*15=30；
你给的数据不对吧？

Answer 4

通入浓硫酸中体积减少50ml有水生成，表示起码还有H元素，是不是还含有Q元素呢？，这个还得看后面的计算。通入到氢氧化钠中减少的质量为反应生成CO2的量。

定理：在同温同压下，气体的密度比等于摩尔质量之比。就是说通过这里可以求出这一气态烃的米尔质量是30。然后你自己知道的，下面就是简单的数学了，

追问

都说是烃了，所以只有CH两种元素啊。30这我知道 可接下来的步骤不会啊

Answer 5

烃类燃烧只生成二氧化碳和水。设C为X，H为Y。则有12X+Y=30.
一个C生成一个CO2,4个H与一个O2生成2个水。所以（X+Y/4):(Y/2)=5:4推出8X=3Y。所以综合得X=2.Y=6.
最后所得化学式为C2H6。看清题目，是与反应前体积比。

追问

（X+Y/4):(Y/2)=5:4 这个是怎么来的 看不懂啊

追答

烃类燃烧，消耗烃类和氧气总共2X+Y/4，但生成X的二氧化碳，所以通过浓硫酸时与反应前减少的体积为X+Y4。Y /2为通过氢氧化钠溶液减少的体积，即水的体积。参照我上面说的，列等式，懂了不。

Answer 6

题目有2处不合理，1恢复室温水则液态，通过浓硫酸会有那么多减少的体积？2即使认为还是气态，根据答案可反推50应改为60。