Question

23．（10分）(1)一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物10g,其密度是相同条件下氢气密度的12.5倍,当此混合气体通过足量溴水时,溴水质量增重8.4 g,则这两种烃分别为         ，        ；体积比           　

（2）0.1mol某烃完全燃烧，生成10.8g H₂O和11.2LCO₂（标准状况下）。则该烃的分子式：            ；在其同分异构体中，一氯代物只有一种的结构简式是：              

（3） 往一容积为10 L的密闭容器中充入2 mol N₂、4 mol H₂进行合成氨反应N₂+3H₂2NH₃。5 min后达到平衡，该合成反应5 min内的速率v(NH₃)= 0.02 mol/（L·min）。试求平衡时，容器中N₂转化率是             。

Answer

（1）CH4，C2H4;1:3    （2）   C5H12    ；     （3）25%

【解析】（1）密度是相同条件下氢气密度的12.5倍，则其相对分子质量是12.5×2＝25。由于比25小的烃只有甲烷，因此烷烃是甲烷。甲烷和溴水不反应，所以溴水增加的质量就是烯烃的质量，即烯烃是8.4g，甲烷是1.6g，物质的量是0.1mol。混合气的物质的量是10g÷25g/mol＝0.4mol，所以烯烃的物质的量是0.3mol，其相对分子质量是8.4÷0.3＝28，即烯烃是乙烯，甲烷和乙烯的体积之比是1︰3.

（2）10.8g H2O和11.2LCO2（标准状况下）的物质的量分别是0.6mol和0.5mol。所以根据原子守恒可知，该烃的分子式为C5H12。在其同分异构体中，一氯代物只有一种的是新戊烷，正戊烷是3种，异戊烷是4种。新戊烷的结构简式为。

（3）5 min内的速率v(NH3)= 0.02 mol/（L·min），则生成氨气是0.02 mol/（L·min）×10L×5min＝1mol，则根据方程式可知，消耗氡气是0.5mol，所以氡气的转化率是0.5÷2×100％＝25％。