有*炔和*氣的混合氣體5L，在催化劑作用下，經充分反應後得到的氣體的體積為V(所有體積均在同温同壓下測定)。（...

問題詳情：

有*炔和*氣的混合氣體5L，在催化劑作用下，經充分反應後得到的氣體的體積為V(所有體積均在同温同壓下測定)。

（1）若將上述5L氣體在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和水，消耗同温同壓下氧氣的體積V(O2)為___(取值範圍)。

（2）若*氣的體積為1L，反應後的體積V＝___L。

（3）若*氣在混合氣體中的體積分數為x，試用x表示反應後的體積V=___。

【回答】

2.5L＜V(O2)＜20L    4    0＜x≤，V＝(5－5x)L；＜x＜1，V＝(10x－5)L   

【分析】

在催化劑作用下，*炔和*氣發生的反應可能為①C3H4+H2C3H6，②C3H4+2H2C3H8，當V（C3H4）：V（H2）＜時，*氣過量，剩餘氣體的氣體體積為C3H8和剩餘H2的混合物；當V（C3H4）：V（H2）≥時，*氣不足，得到的產物是C3H6或C3H8或二者的混合物。

【詳解】

（1）若5L*炔和*氣的混合氣體全部為*炔，*炔完全燃燒的化學方程式為C3H4+4O2 3CO2+2H2O，由化學方程式可知，5L*炔完全燃燒消耗同温同壓下氧氣的體積V(O2)為5L×4=20L，若5L*炔和*氣的混合氣體全部為*氣，*氣完全燃燒的化學方程式為2H2+O2 2H2O，由化學方程式可知，5L*氣完全燃燒消耗同温同壓下氧氣的體積V(O2)為5L×=2.5L，則5L氣體在氧氣中完全燃燒消耗同温同壓下氧氣的體積V(O2)為2.5L＜V(O2)＜20L，故*為：2.5L＜V(O2)＜20L；

（2）若*氣的體積為1L，*炔的體積為4L，則在催化劑作用下，*炔和*氣發生反應C3H4+H2C3H6，由方程式可知*氣不足量，反應得到*炔和*烯的混合氣體，由碳原子個數守恆可知，反應後*炔和*烯的混合氣體體積與反應前*炔氣體體積相同，為4L，故*為：4；

（3）在催化劑作用下，*炔和*氣發生的反應可能為①C3H4+H2C3H6，②C3H4+2H2C3H8，當V（C3H4）：V（H2）＜時，即＜x＜1，*氣過量，剩餘氣體的氣體體積為C3H8和剩餘H2的混合物，V=V（C3H8）+V剩餘（H2）=[5（1-x）L+5x-2×5（1-x）]=(10x-5)L；當V（C3H4）：V（H2）≥時，即0＜x≤，*氣不足，得到的產物是C3H6或C3H8或二者的混合物，剩餘氣體的體積等於反應物C3H4的體積，V=V（C3H4）=5（1-x）L，故*為：0＜x≤，V＝(5－5x)L；＜x＜1，V＝(10x－5)L。

【點睛】

混合氣體燃燒消耗同温同壓下氧氣的體積可用極限法確定是解答的技巧，也是解答的關鍵。

知識點：烴的衍生物單元測試

題型：計算題