Question

A為烴，B為烴的含氧衍生物，由等物質的量的A和B組成的混合物0.05mol在0.125mol的氧氣中完全燃燒，生成0.1mol CO₂和0.1mol H₂O．試通過計算回答：
（1）由A、B組成混合物的平均分子式為

C₂H₄O

（2）另取一定量的A和B完全燃燒，將其以任意物質的量比混合，且物質的量之和一定．
①若耗氧量一定，則A、B的分子式分別是

C₂H₂

、

C₂H₆O₂

②若生成的二氧化碳和水的物質的量一定，則A、B的分子式分別是

C₂H₄

、

C₂H₄O₂

（3）另取a mol 的以任意比混合的A和B的混合物，在過量的氧氣中完全燃燒．
①若耗氧量為定值，則耗氧量為

2.5a

mol（用含a的代數式表示，下同）
②若生成的CO₂的量為定值，則生成物水的質量范圍為

18ag＜m（H₂O）＜54ag

．

Answer 1

分析：（1）由A和B的混合物0.05mol在0.125mol的氧氣中完全燃燒生成0.1 molCO₂和0.1molH₂O，則0.05mol有機物混合物中含有氧原子物質的量為0.1mol×2+0.1mol-0.125mol×2=0.05mol，可知A和B的混合物平均組成分子式為C₂H₄O；
（2）由于A為烴，B為烴的含氧衍生物，且A和B為等物質的量，根據平均值含義（如A與B中碳原子數確定，有兩種可能：一種情況是兩者碳原子數均為2；另一情況是一種碳原子數大于2，一種碳原子數小于2），A、B的組合可能有五種．分別是CH₄和C₃H₄O₂、C₂H₄和C₂H₄O₂、C₂H₂和C₂H₆O₂、C₂H₆和C₂H₂O₂、C₃H₆和CH₂O₂．以此進行分析；
①由于A為烴，B為烴的含氧衍生物，則B中必含2個O原子，將其以任意物質的量比混合，且物質的量之和一定時，兩者碳原子數均為2，且組成中（x+

y

4

-

z

2

）相等；
②若生成的CO₂ 和 H₂O 的物質的量一定，則兩種物質中含有的C和H原子數分別相同；
（3）①A、B以任意物質的量比混合，且物質的量之和一定時，兩者碳原子數均為2，耗氧量一定，則為CH≡CH和，假定全為乙炔進行計算；
②若生成的CO₂的量為定值，則兩種物質中含有的C原子數相同，根據極值法確定，為乙炔是生成的水最少，為乙烷或乙醇生成的水最多．

解答：解：由A和B的混合物0.05mol燃燒生成0.1 molCO₂和0.1molH₂O以及耗氧量，可知A和B的混合物平均組成分子式為C₂H₄O．由于A為烴，B為烴的含氧衍生物，且A和B為等物質的量，根據平均值含義（如A與B中碳原子數確定，有兩種可能：一種情況是兩者碳原子數均為2；另一情況是一種碳原子數大于2，一種碳原子數小于2），A、B的組合可能有五種．分別是CH₄和C₃H₄O₂、C₂H₄和C₂H₄O₂、C₂H₂和C₂H₆O₂、C₂H₆和C₂H₂O₂、C₃H₆和CH₂O₂．
（1）由A和B的混合物0.05mol在0.125mol的氧氣中完全燃燒生成0.1 molCO₂和0.1molH₂O，則0.05mol有機物混合物中含有氧原子物質的量為0.1mol×2+0.1mol-0.125mol×2=0.05mol，可知A和B的混合物平均組成分子式為C₂H₄O；
故答案為：C₂H₄O；
（2）①由于A為烴，B為烴的含氧衍生物，則B中必含2個O原子，將其以任意物質的量比混合，且物質的量之和一定時，兩者碳原子數均為2，耗氧量一定，應為CH≡CH和，
故答案為：C₂H₂、C₂H₆O₂；
②若生成的CO₂ 和 H₂O 的物質的量一定，則兩種物質中含有的C和H原子數分別相同，應為CH₂=CH₂和CH₃COOH，
故答案為：C₂H₄、C₂H₄O₂；
（3）①由于A為烴，B為烴的含氧衍生物，則B中必含2個O原子，將其以任意物質的量比混合，且物質的量之和一定時，兩者碳原子數均為2，耗氧量一定，應為CH≡CH和，故amol該混合物的耗氧量為amol×（2+0.5）=2.5amol，
故答案為：2.5amol；
②若生成的CO₂的量為定值，則兩種物質中含有的C原子數相同，兩者碳原子數均為2，根據極值法確定，全乙炔是生成的水最少為amol×18g/mol=18ag，
全為乙烷或乙醇生成的水最多為

amol×6

2

×18g/mol=54ag，
故生成物水的質量范圍為：18ag＜m（H₂O）＜54ag，
故答案為：18ag＜m（H₂O）＜54ag．

點評：本題考查有機物分子式的確定，題目難度中等，計算出平均分子式，根據生成產物和耗氧量計算，本題為該類題目的典型．