丁烷催化分解,某碳链按两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃,若丁烷的裂解率为90%,且裂解后两种烷烃

丁烷的两种裂解方式为：C4H10--->CH4+CH2=CHCH3 C4H10--->C2H6+CH2=CH2
两种烷烃为甲烷和乙烷,质量相等,则其摩尔比为：
n甲烷：n乙烷=m甲烷/M甲烷：m乙烷/M乙烷=1/16：1/30=30:16=15:8
设原有1mol丁烷进行裂解,裂解率为90%,则实际裂解丁烷为0.9mol,剩余丁烷0.1mol
有方程式可知,1mol丁烷裂解产生1mol烷烃,∴有(15+8)x=0.9,解得x=0.9/23
∴相对分子量最小的甲烷的摩尔数为：n甲烷=15x=15/23*0.9=0.587 mol
由方程式可知,1mol丁烷裂解产生2mol气体产物,∴0.9mol丁烷裂解产生产物为1.8mol
加上剩余的0.1mol丁烷,混合物总物质的量为1.8+0.1=1.9 mol
∴甲烷所占比例为：15/23*0.9/1.9=0.3089=30.89%
由于在气体混合物中,气体的体积分数等于其摩尔分数,
∴相对分子质量最小的气态烃(甲烷)在混合气体中的体积分数为30.89%
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