Question

3．按要求填空
（1）某烴A的蒸氣密度是同條件下氫氣密度的64倍，則 A的分子式可能為C₉H₂₀或C₁₀H₈，若A中含有6個甲基，但不可能是烯烴與氫氣的加成產(chǎn)物，則A的結(jié)構(gòu)簡式為（CH₃）₃CCH₂C（CH₃）₃；
（2）已知1mol烴B中 C、H兩種元素的質(zhì)量比為5：1，且所含電子總數(shù)為42N_A，則其分子式為C₅H₁₂，在它的同分異構(gòu)體中，沸點最高的是CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃（寫結(jié)構(gòu)簡式）；一氯代物只有一種的是新戊烷（寫習(xí)慣名稱）．
（3）在400℃，101.3k Pa時，3L某烴A在m L氧氣中完全燃燒，燃燒后測得氣體體積為（m+6）L（氣體體積均在同溫同壓下測定）試回答下列問題：
①烴A的組成中應(yīng)滿足的條件A分子中含8個氫原子；
②若烴A在常溫常壓下為氣態(tài)物質(zhì)時，m的取值范圍m≥18．

Answer 1

分析 （1）某烴A的蒸氣密度是同條件下氫氣密度的64倍，則 A的相對分子質(zhì)量為64×2=128，分子中最大碳原子數(shù)目=$\frac{128}{12}$=10…8，再利用減少1個C原子添加12個H原子方法書寫分子式；
若A中含有6個甲基，但不可能是烯烴與氫氣的加成產(chǎn)物，說明相鄰2個碳原子上并不都含有H原子，結(jié)合分子式確定其結(jié)構(gòu)簡式；
（2）C、H兩種元素的質(zhì)量比為5：1，則C、H原子的數(shù)目比為$\frac{5}{12}$：$\frac{1}{1}$=5：12，可知該烴的實驗式為C₅H₁₂，由于H原子已經(jīng)飽和碳的四價結(jié)構(gòu)，所以實驗式即為該烴的分子式；有3種同分異構(gòu)體，分別為正戊烷、異戊烷、新戊烷．支鏈越多，沸點越低，沸點最高的為正戊烷，一氯代物只有一種的是新戊烷；
（3）①烴燃燒通式C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，400℃時，生成的水為氣態(tài)，利用氣體體積差量計算；
②烴A在常溫下為氣態(tài)，則x≤4，然后根據(jù)3L A完全燃燒消耗氧氣的量確定m的范圍．

解答 解：（1）某烴A的蒸氣密度是同條件下氫氣密度的64倍，則 A的相對分子質(zhì)量為64×2=128，分子中最大碳原子數(shù)目=$\frac{128}{12}$=10…8，故烴A的分子式為C₉H₂₀或C₁₀H₈，若A中含有6個甲基，但不可能是烯烴與氫氣的加成產(chǎn)物，說明相鄰2個碳原子上并不都含有H原子，則A的結(jié)構(gòu)簡式為（CH₃）₃CCH₂C（CH₃）₃，
故答案為：C₉H₂₀或C₁₀H₈；（CH₃）₃CCH₂C（CH₃）₃；
（2）C、H兩種元素的質(zhì)量比為5：1，則C、H原子的數(shù)目比為$\frac{5}{12}$：$\frac{1}{1}$=5：12，可知該烴的實驗式為C₅H₁₂，由于H原子已經(jīng)飽和碳的四價結(jié)構(gòu)，所以實驗式即為該烴的分子式；有3種同分異構(gòu)體，分別為正戊烷、異戊烷、新戊烷．支鏈越多，沸點越低，沸點最高的為CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，一氯代物只有一種的是新戊烷，
故答案為：C₅H₁₂；CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃；新戊烷；
（3）設(shè)烴的分子式為C_xH_y，則：
C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{點燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O（g） 氣體體積差量△V
1                         （x+$\frac{y}{2}$-x-$\frac{y}{4}$-1）=$\frac{y}{4}$-1

3L                           （m+6-m-3）L=3L
故$\frac{y}{4}$-1=1，解得：y=8，
即該烴的分子式為：C_xH₈，說明烴A分子中含8個氫原子，
故答案為：A分子中含8個氫原子；
②若烴A在常溫常壓下為氣態(tài)物質(zhì)時，C_xH₈中的x必須滿足x≤4，則：x+$\frac{8}{4}$≤$\frac{mL}{3L}$，解得：m≥3x+6，所以m≥18，
故答案為：m≥18．

點評 本題考查有機物分子結(jié)構(gòu)的確定方法，屬于拼合型題目，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度中等．