確定混和氣體的組成

確定混和氣體的組成第一頁，共十七頁，2022年，8月28日一.平均相對分子質(zhì)量法：假設(shè)混合烴的平均相對分子質(zhì)量為M，則必含相對分子質(zhì)量比M小或相等（由同分異構(gòu)體組成的混合氣體）的烴。如M<26烷、炔相混時，由于碳原子數(shù)最少的炔––––乙炔的相對分子質(zhì)量為26，則其中必有相對分子質(zhì)量小于26的烷烴，這樣的烷烴只能是CH4；同理當(dāng)M<28烷、烯相混時，該混合烴中也一定有CH4。第二頁，共十七頁，2022年，8月28日例1.某溫度和壓強(qiáng)下，有三種炔烴（分子中均只含一個C≡C）組成的混合氣體4g，與足量的H2充分加成后生成4.4g三種對應(yīng)的烷烴，則所得烷烴中一定有（）A.乙烷B.異丁烷C.丁烷D.丙烷第三頁，共十七頁，2022年，8月28日解析：設(shè)該混合炔烴的平均相對分子質(zhì)量為M，根據(jù)題設(shè)條件，可得以下關(guān)系式：M2×24g4.4g－4g解得：M＝40根據(jù)乙炔的相對分子質(zhì)量為26、丙炔的相對分子質(zhì)量為40；而混合氣體中必含一種相對分子質(zhì)量小于40的烴，這種炔烴只能是乙炔。由乙炔加成可得乙烷，則所得烷烴中一定有乙烷。故答案為A。第四頁，共十七頁，2022年，8月28日二.平均分子組成法：假設(shè)混合烴的平均分子式為CxHy，根據(jù)其平均分子組成情況有以下規(guī)律：若1<x<2，則混合烴中一定有CH4；若2<y<4，則混合烴中一定有C2H2；若混合烴由兩種氣體組成，當(dāng)x＝2且其中一種氣體分子含有兩個碳原子時，則另一種氣體分子也必含兩個碳原子。第五頁，共十七頁，2022年，8月28日例2.兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體0.1mol，完全燃燒得0.16molCO2和3.6g水，下列說法正確的是（）A.混合氣體中一定有甲烷B.混合氣體中一定是甲烷和乙烯C.混合氣體中一定沒有乙烷D.混合氣體中一定有乙炔第六頁，共十七頁，2022年，8月28日解析：根據(jù)題意，那么，n（烴）：n（C）：n（H）＝0.1mol：0.16mol：0.2mol×2＝1：1.6：4，得混合氣體的平均分子組成為。由碳原子情況可知，混合氣體中一定存在碳原子數(shù)小于1.6的烴，而滿足這一條件的烴只有CH4，所以該混合氣體中一定有CH4，故A正確；再由氫原子情況可知，混合烴分子中氫原子數(shù)為4，而已經(jīng)求得其中的一種為甲烷，其氫原子數(shù)為4，則另一種烴所含的氫原子數(shù)也應(yīng)該是4，而碳原子數(shù)為4的烴有乙烯和丙炔（C3H4）。所以B項(xiàng)肯定是乙烯的說法是不正確；由于乙烷分子中氫原子數(shù)為6，所以混合氣體中一定沒有乙烷，C項(xiàng)正確；由于乙炔分子中只有2個氫原子，不滿足氫原子數(shù)為4的題干條件，所以該混合氣體中不存在乙炔，D項(xiàng)錯誤。故答案為AC。第七頁，共十七頁，2022年，8月28日三、中間數(shù)值法利用各種物理量的平均值來解化學(xué)計算題的方法，稱為平均值法。此法是從求混合氣體平均分子量的公式推廣而來。它巧用了平均含義，即M1≠M(fèi)2且均大于零時，存在只要求出平均值，就可判斷M1、M2的取值范圍，該法省去復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算過程，從而迅速解出答案。應(yīng)當(dāng)指出上式中不單是指分子量，亦可代表相對原子質(zhì)量、體積、質(zhì)量、物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)等。所以應(yīng)用范圍很廣，特別適合于分析二元混合物的平均組成。第八頁，共十七頁，2022年，8月28日例4：一氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴組成的混合物共10克，混合氣體的密度是相同狀況下氫氣的12.5倍，該混合氣體通過溴水時，溴水的質(zhì)量增加8.4克，則該混合氣體是由什么組成的？第九頁，共十七頁，2022年，8月28日解析：（1）混合氣體平均分子量＝12.5×2＝25。（2）根據(jù)中間數(shù)值法，確定烷烴是甲烷。平均分子量等于25的烴有兩種情況：兩氣態(tài)烴的分子量都等于25，經(jīng)分析沒有這種氣態(tài)烴；兩氣態(tài)烴中有一種分子量小于25的烴，而分子量小于25的烴只有甲烷，所以兩種烴中其中一種必定是甲烷。（3）根據(jù)平均分子量求另一種烴，設(shè)烯烴為CnH2n。m(烯烴)＝8.4g，m(甲烷)＝10－8.4＝1.6gn＝2即烯烴是乙烯。第十頁，共十七頁，2022年，8月28日四、討論法此法一般適合與其他計算方法一起使用。特點(diǎn)是：由于題中包含不確定因素，必須通過全面的分析，一一列出幾種可能性，然后再根據(jù)已知條件一一對照幾種可能的結(jié)論，應(yīng)用化學(xué)概念、化學(xué)定律、原理進(jìn)行分析，逐一將有矛盾的結(jié)論淘汰，最后得到正確結(jié)論，所以這種解法的關(guān)鍵是進(jìn)行全面的分析和推斷。第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日例4.完全燃燒標(biāo)準(zhǔn)狀況下的某氣態(tài)烷烴和氣態(tài)烯烴（單烴）的混合物2.24L，生成CO26.6克

H2O

4.05克，混合物組成為_________。第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日五、十字交叉法對于具有相同性質(zhì)（指某些方面）的兩種體系。如果用表示與已知的兩個量M1、M2有關(guān)的平均值，n1、n2表示M1、M2對應(yīng)的分?jǐn)?shù)。以M為中心可把上式中五個相關(guān)量組合成（斜）十字交叉計算圖。由圖知，五個量中知其四，就可求出第五個量；或者知道M1、M2及M就可求兩體系的比例，這種運(yùn)算方法稱十字交叉法，十字交叉法既方便又快捷。第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日思路點(diǎn)撥：設(shè)平均分子式為，則由燃燒方程式0.1mol6.6g4.05g，平均分子式第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日十字交叉法一般只適用于兩種已知成分的混合體系，解題關(guān)鍵往往在于求平均值。要搞清十字交叉法中比值的含義：當(dāng)以一定質(zhì)量的混合體系為基準(zhǔn)，所得比例值為質(zhì)量比，當(dāng)以一定物質(zhì)的量或體積的混合體系為基準(zhǔn)，所得比值為物質(zhì)的量比。第十五頁，共十七頁，2022年，8月28日十字交叉法應(yīng)用范圍：組成混合體系的總量等于兩組的分量之和。溶液混合時一般體積無加和性，對于體積、物質(zhì)的量濃度不適用。十字交叉法廣泛應(yīng)用于有關(guān)同位素、相對原子量