第一节 甲烷

　　例1 甲烷和丙烷组成的混合气体，其混合气体对氢气的相对密度为15，则混合气体中甲烷和丙烷的物质的量比为多少？

　　解法1

　　设甲烷的物质的量为n，丙烷的物质的量为m

　　混合气体的相对质量为15×2=30



　　解得：

　　解法2

　　十字交差法（主要用于选择题）

　　

　　巩固试题：平均相对分子质量为27.2的甲烷和乙烯（C₂H₄）的混合气体，它们的物质的量之比为

　　 A. 1:14    B. 14:1    C. 1:2    D. 8:15

　　答案：选A

　　例2 在相同温度下，相同质量的下列气体分别通入相同容积的容器中，容器内压强最小的是                                      (    )

　　A．CO₂         B．HCl         C．SO₂         D．CH₄

　　解：相同温度下，相同质量相同容积的不同气体的压强比等于摩尔质量的反比，所以相对分子质量越大，压强越小。也可以参考 。

　　答案：选C。

　　例3 甲烷和氯气以物质的量1 ：1混合，在光照条件下，得到的产物是（          ）

　　①CH₃Cl   ②CH₂Cl₂          ③CHCl₃            ④ CCl₄

　　A．只有① 　　B．①和②的混合物 　　C．只有②　D．①②③④的混合物

　　选题目的：学生对于甲烷的取代反应的理解往往不够深刻，此题正好纠正它们认识上的错误。

　　解析：甲烷和氯气按等物质的量反应，而不可能是1个甲烷分子与1个氯分子在反应，所以无论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物。不能认为甲烷和氯气1 ：1，就生成CHCl₃。1：2就生成CH₂Cl₂等。

　　答案：D

　　启示：本题常常错选A，认为甲烷和氯气物质的量之比（或者同温同压下等体积混合）1 ：1，只是发生第一步反应得到CH₃Cl。

　　例4  将75mL的甲烷、氢气和一氧化碳的混合气与200mL氧气混合点燃，经过充分反应并干燥，体积减少100mL，再将剩余气体通过碱液吸收，还有125mL。上述体积均在298K，1.01×10⁵Pa测定。

　　（1）判断混合气体是否能完全燃烧？

　　（2）总体积减少100mL后，所得气体是什么？多少毫升？

　　（3）共生成二氧化碳多少毫升？最后剩余125mL气体是什么？

　　（4）原混合气体各组分的体积分别是多少毫升？

　　解析：

　　（1）采用极限法，判断氧气过量

　　即CH₄ ＋ 2O₂→，2H₂ ＋ O₂→，2CO＋ O₂→，所以75mL气体无论是哪一种，氧气都剩余，因而75mL混合物完全燃烧。

　　（2）燃烧并干燥气体是二氧化碳和剩余氧气，体积等于200＋75－10＝175mL

　　（3）因为最后剩余气体是氧气，所以共生成二氧化碳的体积为：175－125＝50mL

　　（4）设原混合气体中甲烷的体积为xmL，氢气的为ymL，一氧化碳的为zmL，

则CH₄ ＋ 2O₂ ＝ CO₂ ＋ 2H₂O

　x       2x

　2H₂ ＋ O₂ ＝2H₂O

　y     0.5y

　2CO＋ O₂ ＝ 2CO₂

　z     0.5z

　　依据题意得：

　　因此x＝25mL，y＝25mL，z＝25mL

　　答：略。

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