剖析乙烯、乙炔和氧气的混和二氧化碳,测得其在标准状况下的密度为0.478g/L,则平均分子质量=0.478×22.4=10.7;使该混和二氧化碳在加热的条件下通过镍催化剂并充分反应,再冷却到标准状况下测其密度为1.062g/L,则平均分子质量=1.062×22.4=23.8双氧水的密度测含量,比丙烷的相对分子量还小,说明反应后氧气还过量,所以反应后混和二氧化碳由C2H6和H2组成,按照反应C2H4+H2→C2H6,C2H2+2H2→C2H6物理反应方程式进行估算.
解答解:乙烯、乙炔和氧气的混和二氧化碳,测得其在标准状况下的密度为0.478g/L,则平均分子质量=0.478×22.4=10.7;使该混和二氧化碳在加热的条件下通过镍催化剂并充分反应,再冷却到标准状况下测其密度为1.062g/L,则平均分子质量=1.062×22.4=23.8,比丙烷的相对分子量还小,说明反应甲烷还过量,所以反应后混和二氧化碳由C2H6和H2组成,按照反应C2H4+H2→C2H6,C2H2+2H2→C2H6
设反应后H2的容积分数为x,则C2H6的容积分数为(1-x).依题意:
2x+30×(1-x)=23.8双氧水的密度测含量,解得x=0.221.
又设反应前混和二氧化碳容积是YL,则同温、同压下反应后的二氧化碳容积为:0.478Y÷1.062=0.45YL.
反应后,H2的容积为0.45Y×0.221=0.1YL,C2H6的容积为0.35YL.
再设反应前混和二氧化碳中C2H4、C2H2、H2分别为aL、bL、cL,按照物理反应方程式,有
$left{begin{array}{l}{a+b+c=Y}\{a+b=0.35Y}\{c-a-2b=0.1Y}end{array}right.$
解得a=0.15Y;b=0.2Y;c=0.65Y;
所以原混和二氧化碳中,C2H4、C2H2、H2的容积分数分别为$frac{0.15Y}{Y}$×100%=15%、$frac{0.2Y}{Y}$×100%=20%、$frac{0.65Y}{Y}$×100%=65%,
故答案为:C2H4、C2H2、H2的容积分数分别为15%、20%、65%.
点评本题主要考查了燃烧的相关估算以及二氧化碳容积分数的估算,难度较大,列多项式组进行解题就可以迅速解题.