有丙炔和氢气的混合气体5L,在催化剂作用下,经充分反应后得到的气体的体积为V(所有体积均在同温同压下测定)。
(1)若将上述5L气体在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水,消耗同温同压下氧气的体积V(O2)为___(取值范围)。
(2)若氢气的体积为1L,反应后的体积V=___L。
(3)若氢气在混合气体中的体积分数为x,试用x表示反应后的体积V=___。
2.5L<V(O2)<20L 4 0<x≤,V=(5-5x)L;<x<1,V=(10x-5)L
【分析】
在催化剂作用下,丙炔和氢气发生的反应可能为①C3H4+H2C3H6,②C3H4+2H2C3H8,当V(C3H4):V(H2)<时,氢气过量,剩余气体的气体体积为C3H8和剩余H2的混合物;当V(C3H4):V(H2)≥时,氢气不足,得到的产物是C3H6或C3H8或二者的混合物。
【详解】
(1)若5L丙炔和氢气的混合气体全部为丙炔,丙炔完全燃烧的化学方程式为C3H4+4O2 3CO2+2H2O,由化学方程式可知,5L丙炔完全燃烧消耗同温同压下氧气的体积V(O2)为5L×4=20L,若5L丙炔和氢气的混合气体全部为氢气,氢气完全燃烧的化学方程式为2H2+O2 2H2O,由化学方程式可知,5L氢气完全燃烧消耗同温同压下氧气的体积V(O2)为5L×=2.5L,则5L气体在氧气中完全燃烧消耗同温同压下氧气的体积V(O2)为2.5L<V(O2)<20L,故答案为:2.5L<V(O2)<20L;
(2)若氢气的体积为1L,丙炔的体积为4L,则在催化剂作用下,丙炔和氢气发生反应C3H4+H2C3H6,由方程式可知氢气不足量,反应得到丙炔和丙烯的混合气体,由碳原子个数守恒可知,反应后丙炔和丙烯的混合气体体积与反应前丙炔气体体积相同,为4L,故答案为:4;
(3)在催化剂作用下,丙炔和氢气发生的反应可能为①C3H4+H2C3H6,②C3H4+2H2C3H8,当V(C3H4):V(H2)<时,即<x<1,氢气过量,剩余气体的气体体积为C3H8和剩余H2的混合物,V=V(C3H8)+V剩余(H2)=[5(1-x)L+5x-2×5(1-x)]=(10x-5)L;当V(C3H4):V(H2)≥时,即0<x≤,氢气不足,得到的产物是C3H6或C3H8或二者的混合物,剩余气体的体积等于反应物C3H4的体积,V=V(C3H4)=5(1-x)L,故答案为:0<x≤,V=(5-5x)L;<x<1,V=(10x-5)L。
【点睛】
混合气体燃烧消耗同温同压下氧气的体积可用极限法确定是解答的技巧,也是解答的关键。
(1)氨气是重要的化工原料,主要用作化肥、冷冻剂等。现向一固定容积的反应器中通入2molN2和6molH2在催化剂作用下加热至平衡状态,测得此时容器内压强比反应前减小了,列式计算H2的平衡转化率___。
(2)燃料的燃烧将化学能转化成热能,提供了人类生存和发展所需要的能量和动力。现将标况下8.96L乙烷和乙烯的混合气体和足量氧气充分混合并点燃,燃烧产物经过浓硫酸充分吸收后增重16.2g,则混合气体中乙烷和乙烯的物质的量之比为多少___?
40% 1:3
【详解】
(1)设反应达到平衡时,氮气反应了xmol,
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始(mol) 2 6 0
变化(mol) x 3x 2x
平衡(mol) (2-x) (6-3x) 2x
根据题意,有,解得x=0.8;
氢气的平衡转化率。
(2)设混合气体中乙烷的物质的量为xmol,乙烯的物质的量为ymol
;
;
依题意有x+y=0.4,3x+2y=0.9;
解得y=0.3,x=0.1,故混合气体中乙烷和乙烯的物质的量之比为1:3。
下列烷烃的一氯取代物中没有同分异构体的是( )
A.2—甲基丙烷 B.丙烷 C.丁烷 D.乙烷
D
【详解】
A.2-甲基丙烷中有2种H原子,其一氯代物有2种,故A不选;
B.丙烷分子中有2种H原子,其一氯代物有2种,故B不选;
C.丁烷有正丁烷、异丁烷,正丁烷分子中有2种H原子,其一氯代物有2种,异丁烷中有2种H原子,其一氯代物有2种,故丁烷的一氯代物有4种,故C不选;
D.乙烷分子中只有1种H原子,其一氯代物只有一种,故D选;
故选D。
下列关于卤代烃的叙述中正确的是
A.所有卤代烃在适当条件下都能发生水解反应
B.所有卤代烃都是通过取代反应制得的
C.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
D.所有卤代烃都是难溶于水且密度比水小的液体
A
【详解】
A. 卤代烃在NaOH的水溶液中均可发生水解反应,即所有卤代烃在适当条件下都能发生水解反应,A项正确;
B. 卤代烃可利用烯烃加成反应制备,如乙烯与HCl可发生加成反应生成氯乙烷,B项错误;
C. 与−X相连C的邻位C上有H才可以发生消去反应,如CH3Cl、(CH3)3CCH2Cl不能发生消去反应,C项错误;
D. 一般卤代烃难溶于水,卤代烃不一定为液体,如CH3Cl为气体,卤代烃的密度不一定比水的密度小,如四氯化碳的密度比水的密度大,D项错误;
答案选A。
某烷烃分子内含有16个氢原子,则其分子式为
A.C4H16 B.C7H16 C.C8H16 D.C16H32
B
【解析】
烷烃的分子通式:CnH2n+2,就是说n个碳原子,2n+2个氢原子.如果有16个氢原子,那么 16= 2n + 2.也就是烷烃的碳原子个数为(16-2)/2=7,所以分子式为C7H16,故答案为B。
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