题目

题型：不详难度：来源：

（6分）由H₂、C₂H₄、C₂H₂组成的1L混合气体，在一定条件下发生加成反应后，气体总体积变成了XL。请回答（气体体积均在标准状况下测定）
⑴当反应后三种气体均无剩余时，X的取值范围是                 ；
⑵若反应后三种气体均无剩余，X=0.4时，原混合气体H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积比为               ；
⑶若X=0.6时，且反应后混合气体密度为0.714g/L时，原混合气体H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积之比为           。

答案

⑴1/3<X<1/2  ⑵3：1：1  ⑶7：2：1

解析

（1）乙烯和乙炔与氢气发生加成反应的方程式分别是CH₂=CH₂＋H₂CH₃CH₃、C₂H₂＋2H₂CH₃CH₃。根据方程式可知，如果恰好是乙烯和氢气加成，则X＝0.5；如果恰好是乙炔和氢气加成，则X＝1/3，所以X的取值范围是1/3<X<1/2。
（2）设原混合气体H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积分别是x、y、z，则根据方程式可知，y＋2z＝x、x＋y＋z＝1、y＋z＝0.4，所以解得x＝0.6、y＝0.2、z＝0.2，因此原混合气体H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积比为3︰1︰1。
（3）反应后混合气体密度为0.714g/L，则混合气的平均相对分子质量是0.714。×22.4＝16。这说明氢气一定是过量的。因此反应后的气体是乙烷和氢气的混合气，则二者的体积之比是1︰1，所以反应后含有0.3L氢气和0.3L乙烷。设原混合气体H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积分别是a、b、c，则a＋b＋c＝1、b＋c＝0.3，所以a＝0.7。又因为b＋2c＝0.7－0.3＝0.4，所以c＝0.1，则b＝0.2，因此原混合气体H₂、C₂H₄、C₂H₂的体积比为7︰2︰1。