确定混和气体的组成

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1、确定混和气体的组成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。绍几种确定混合物组成的常用方法。一一.平均相对分子质量法：平均相对分子质量法：假设混合烃的平均相对分子质量为假设混合烃的平均相对分子质量为M，则必，则必含相对分子质量比含相对分子质量比M小或相等（由同分异构小或相等（由同分异构体组成的混合气体）的烃。如体组成的混合气体）的烃。如M26烷、炔相烷、炔相混时，由于碳原

2、子数最少的炔混时，由于碳原子数最少的炔乙炔的相乙炔的相对分子质量为对分子质量为26，则其中必有相对分子质量，则其中必有相对分子质量小于小于26的烷烃，这样的烷烃只能是的烷烃，这样的烷烃只能是CH4；同；同理当理当M28烷、烯相混时，该混合烃中也一定烷、烯相混时，该混合烃中也一定有有CH4。例例1.某温度和压强下，有三种炔某温度和压强下，有三种炔烃（分子中均只含一个烃（分子中均只含一个CC）组）组成的混合气体成的混合气体4g，与足量的，与足量的H2充充分加成后生成分加成后生成4.4g三种对应的烷三种对应的烷烃，则所得烷烃中一定有（烃，则所得烷烃中一定有（）A.乙烷乙烷 B.异丁烷异丁烷 C.丁烷

3、丁烷 D.丙烷丙烷解析：设该混合炔烃的平均相对分子质量解析：设该混合炔烃的平均相对分子质量为为M，根据题设条件，可得以下关系式：，根据题设条件，可得以下关系式：M 224g 4.4g4g解得：解得：M40根据乙炔的相对分子质量为根据乙炔的相对分子质量为26、丙炔的相、丙炔的相对分子质量为对分子质量为40；而混合气体中必含一种；而混合气体中必含一种相对分子质量小于相对分子质量小于40的烃，这种炔烃只能的烃，这种炔烃只能是乙炔。由乙炔加成可得乙烷，则所得烷是乙炔。由乙炔加成可得乙烷，则所得烷烃中一定有乙烷。烃中一定有乙烷。故答案为故答案为A。二二.平均分子组成法：假设混合烃的平平均分子组成法：假设

4、混合烃的平均分子式为均分子式为CxHy，根据其平均分子组成，根据其平均分子组成情况有以下规律：若情况有以下规律：若1x2，则混合烃，则混合烃中一定有中一定有CH4；若；若2y4，则混合烃中一，则混合烃中一定有定有C2H2；若混合烃由两种气体组成，；若混合烃由两种气体组成，当当x2且其中一种气体分子含有两个碳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原子时，则另一种气体分子也必含两个碳原子。碳原子。例例2.两种气态烃组成的混合气体两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得，完全燃烧得0.16mol CO2和和3.6g水，下水，下列说法正确的是（列说法正确的是（）A.混合

5、气体中一定有甲烷混合气体中一定有甲烷B.混合气体中一定是甲烷和乙烯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混合气体中一定没有乙烷D.混合气体中一定有乙炔混合气体中一定有乙炔解析：根据题意，那么，解析：根据题意，那么，n（烃）：（烃）：n（C）：）：n（H）0.1mol：0.16mol：0.2mol21：1.6：4，得混合气，得混合气体的平均分子组成为体的平均分子组成为。由碳原子情况可知，混合气体。由碳原子情况可知，混合气体中一定存在碳原子数小于中一定存在碳原子数小于1.6的烃，而满足这一条件的的烃，而满足这一条件的烃只有烃只有CH4，所以该混合气体中一定有，所以该混合气体中一定有C

6、H4，故，故A正确；正确；再由氢原子情况可知，混合烃分子中氢原子数为再由氢原子情况可知，混合烃分子中氢原子数为4，而，而已经求得其中的一种为甲烷，其氢原子数为已经求得其中的一种为甲烷，其氢原子数为4，则另一，则另一种烃所含的氢原子数也应该是种烃所含的氢原子数也应该是4，而碳原子数为，而碳原子数为4的烃的烃有乙烯和丙炔（有乙烯和丙炔（C3H4）。所以）。所以B项肯定是乙烯的说法是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不正确；由于乙烷分子中氢原子数为6，所以混合气体，所以混合气体中一定没有乙烷，中一定没有乙烷，C项正确；由于乙炔分子中只有项正确；由于乙炔分子中只有2个个氢原子，不满足

7、氢原子数为氢原子，不满足氢原子数为4的题干条件，所以该混合的题干条件，所以该混合气体中不存在乙炔，气体中不存在乙炔，D项错误。项错误。故答案为故答案为AC。三三、中间数值法、中间数值法利用各种物理量的平均值来解化学计算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。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此法是从求混合气体平均分子量的公式 推广而来。推广而来。它巧用了平均含义，即它巧用了平均含义，即M1M2且均大于零时，存且均大于零时，存在在 只要求出平均值只要求出平均值，就可判断，就可判断M1、M2的取值范的取值范围，该法省去复杂的数学计算过程，从而迅速解围，该法

8、省去复杂的数学计算过程，从而迅速解出答案。出答案。应当指出上式中应当指出上式中 不单是指分子量，亦可代表相对不单是指分子量，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。析二元混合物的平均组成。例例4：一气态烷烃和一种气态烯烃：一气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共组成的混合物共10克，混合气体的克，混合气体的密度是相同状况下氢气的密度是相同状况下氢气的12.5倍，倍，该混合气体通过溴水该混合气体通过溴水时时，溴水的质，溴水的质量增加量增

9、加8.4克，则该混合气体是由克，则该混合气体是由什么组成的？什么组成的？解析：（解析：（1）混合气体平均分子量）混合气体平均分子量 12.5225。（2）根据中间数值法，确定烷烃是甲烷。）根据中间数值法，确定烷烃是甲烷。平均分子量等于平均分子量等于25的烃有两种情况：两气态烃的的烃有两种情况：两气态烃的分子量都等于分子量都等于25，经分析没有这种气态烃；两气，经分析没有这种气态烃；两气态烃中有一种分子量小于态烃中有一种分子量小于25的烃，而分子量小于的烃，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的烃只有甲烷，所以两种烃中其中一种必定是甲烷。甲烷。（3）根据平均分子量求另一种烃，

10、设烯烃为）根据平均分子量求另一种烃，设烯烃为CnH2n。m(烯烃烯烃)8.4g，m(甲烷甲烷)108.41.6gn2即烯烃是乙烯。即烯烃是乙烯。四四、讨论法、讨论法此法一般适合与其他计算方法一起使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，最后得到正确将有矛盾的结论淘汰，

11、最后得到正确结论，所以这种解法的关键是进行全结论，所以这种解法的关键是进行全面的分析和推断。面的分析和推断。例例4.完全燃烧标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CO2 6.6 克 H2O 4.05克，混合物组成为_。五、十字交叉法五、十字交叉法对于具有相同性质（指某些方面）的对于具有相同性质（指某些方面）的两种体系。如果用两种体系。如果用 表示与已知的两个表示与已知的两个量量M1、M2有关的平均值，有关的平均值，n1、n2表示表示M1、M2对应的分数。对应的分数。以以 M 为中心可把上式中五个相关量组为中心可把上式中五个相关量组合成（斜）十字交叉计算图。合成（斜）十

12、字交叉计算图。由图知，五个量中知其四，就可求出由图知，五个量中知其四，就可求出第五个量；或者知道第五个量；或者知道M1、M2及及 M 就就可求两体系的比例，这种运算方法称可求两体系的比例，这种运算方法称十字交叉法，十字交叉法既方便又快十字交叉法，十字交叉法既方便又快捷。捷。思路点拨：设平均分子式为思路点拨：设平均分子式为，则由燃烧方程式0.1mol 6.6g 4.05g，平均分子式十字交叉法一般只适用于两种已知成分十字交叉法一般只适用于两种已知成分的混合体系，解题关键往往在于求平均的混合体系，解题关键往往在于求平均值。要搞清十字交叉法中值。要搞清十字交叉法中 比值的含义：比值的含义：当以一定质

13、量的混合体系为基准，所得当以一定质量的混合体系为基准，所得比例值为质量比，当以一定物质的量或比例值为质量比，当以一定物质的量或体积的混合体系为基准，所得比值为物体积的混合体系为基准，所得比值为物质的量比。质的量比。十字交叉法应用范围：组成混合体系的十字交叉法应用范围：组成混合体系的总量等于两组的分量之总量等于两组的分量之和和。溶液混合时。溶液混合时一般体积无加和性，对于体积、物质的一般体积无加和性，对于体积、物质的量浓度不适用。十字交叉法广泛应用于量浓度不适用。十字交叉法广泛应用于有关同位素、相对原子量、溶质质量、有关同位素、相对原子量、溶质质量、二组分混合物平均分子量、化学反应中二组分混合物平均分子量、化学反应中的物质的量、体积、电子转移数及反应的物质的量、体积、电子转移数及反应热等方面计算。热等方面计算。例例5 C2H4、C3H4混合气体平均分子混合气体平均分子量为量为30，求混合物中两种烃的体积比。，求混合物中两种烃的体积比。