Question

18．（1）有三種學(xué)過的烴完全燃燒后，生成CO₂和H₂O（g）體積比為2：1，試寫出它們的結(jié)構(gòu)簡式CH≡CH、．
（2）某烴A 0.2mol 在氧氣中完全燃燒后，生成CO₂和H₂O各1.2mol．試回答：
①若取一定量的烴A完全燃燒后，生成CO₂和H₂O各3mol，則有42g烴A參加了反應(yīng)，燃燒時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣100.8L．
②若烴A不能使溴水褪色，但在一定條件下能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，其一氯取代物只有一種，則烴A的結(jié)構(gòu)簡式為．
③若烴A能使溴水褪色，在催化劑作用下，與H₂加成，其加成產(chǎn)物經(jīng)測定分子中含有4個(gè)甲基，烴A可能有的結(jié)構(gòu)簡式為（CH₃）₃C-CH=CCH₂、CH₃-C（CH₃）=C（CH₃）-CH₃、CH₃CH（CH₃）-C（CH₃）=CH₂．
（3）A、B是相對(duì)分子質(zhì)量不相等的兩種非同系物的烴，無論二者以何種比例混合，只要混合物的總質(zhì)量不變，完全燃燒后所產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量就不變．
試寫出兩組符合上述情況的烴的結(jié)構(gòu)簡式（要求為不同類別）：HC≡CH和；CH₂=CH₂和．
A、B應(yīng)滿足的條件是實(shí)驗(yàn)式相同．
（4）美籍埃及人澤維爾用激光閃爍照相機(jī)拍攝到化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵斷裂和形成的過程，因而獲得1999年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．激光有很多用途，例如波長為10.3微米的紅外激光能切斷B（CH₃）₃分子中的一個(gè)B-C鍵，使之與HBr發(fā)生取代反應(yīng)：B（CH₃）₃+HBr$\stackrel{103微米的激光}{→}$B（CH₃）₂Br+CH₄，而利用9.6微米的紅外激光卻能切斷兩個(gè)B-C鍵，并與HBr發(fā)生二元取代反應(yīng)．
①試寫出二元取代的代學(xué)方程式：B（CH₃）Br₂+2HBr$\stackrel{9.6微米的激光}{→}$B（CH₃）Br₂+2CH₄
②現(xiàn)用5.6g B（CH₃）₃和9.72g HBr正好完全反應(yīng)，則生成物中除了甲烷外，其他兩種產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為多少？（本小題要求寫計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）烴完全燃燒后，生成CO₂和H₂O（g）體積比為2：1，C、H原子個(gè)數(shù)比為1：1，以此來解答；
（2）①烴燃燒生成二氧化碳和水，由0.2mol烴燃燒生成二氧化碳和水各1.2mol可知有機(jī)物的分子式為C₆H₁₂；由分子組成可知，生成CO₂和H₂O各3mol，烴為0.5mol，可確定烴的質(zhì)量和消耗的氧氣；
②若烴A不能使溴水褪色，但在一定條件下，能與Cl₂發(fā)生取代反應(yīng)，其一氯代物只有一種，說明烴中不含碳碳雙鍵，應(yīng)為環(huán)烷烴，即環(huán)己烷；
③烴A能使溴水褪色，在催化劑作用下，與H₂加成，其加成產(chǎn)物經(jīng)測定分子中含有4個(gè)甲基，說明烴中含有C=C，其中，含有4個(gè)甲基的有3種，其碳架結(jié)構(gòu)為（①②③處可分別不同時(shí)安排雙鍵）：，以此確定烯烴；
（3）根據(jù)無論以何種比例混合，只要混合物的總質(zhì)量一定，完全燃燒生成CO₂的質(zhì)量也一定，則說明混合物的各分子中含碳量相等，烴中只含有C、H因素，所以分子中含氫量也相同，故其最簡式相同，據(jù)此分析解答；
（4）①由反應(yīng)信息可知，B（CH₃）₃分子中的一個(gè)B-C鍵斷裂，Br原子取代甲基，甲基與H原子結(jié)合生成甲烷，B（CH₃）₃和HBr反應(yīng)生成其二溴代物為B（CH₃）Br₂，1molB（CH₃）₃發(fā)生二溴取代同時(shí)生成2mol甲烷；
②根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算5.6g B（CH₃）₃和9.72g HBr的物質(zhì)的量，假設(shè)生成的B（CH₃）₂Br為xmol，生成B（CH₃）Br₂為ymol，結(jié)合B原子及溴原子守恒，列方程計(jì)算．

解答 解：（1）烴完全燃燒后，生成CO₂和H₂O（g）體積比為2：1，C、H原子個(gè)數(shù)比為1：1，烴可能為：CH≡CH、等，
故答案為：CH≡CH；．
CH≡CH、、（每空（1分）只要答案合理）
（2）某烴A 0.2mol 在氧氣中完全燃燒后，生成CO₂和H₂O各1.2mol，則分子中含有N（C）=6，n（H）=12，分子式為C₆H₁₂，
①若取一定量的該烴A完全燃燒后，生成CO₂和H₂O各3mol，由分子組成可知烴為0.5mol，質(zhì)量為0.5mol×（84g/mol）=42g，
消耗氧氣的物質(zhì)的量為0.5mol×（6+$\frac{12}{4}$）=4.5mol，
體積為4.5mol×22.4L/mol=100.8L，
故答案為：42；100.8；
②C₆H₁₂只有1個(gè)不飽和度，若烴A不能使溴水褪色，則其為環(huán)烷烴．其中，能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，其一氯代物只有一種的是環(huán)己烷，即，
故答案為：；
③烴A能使溴水褪色，在催化劑作用下，與H₂加成，其加成產(chǎn)物經(jīng)測定分子中含有4個(gè)甲基，說明烴中含有C=C，其中，含有4個(gè)甲基的有3種，其碳架結(jié)構(gòu)為（①②③處可分別不同時(shí)安排雙鍵）：，烴A可能有的結(jié)構(gòu)簡式為（CH₃）₃C-CH=CCH₂、CH₃-C（CH₃）=C（CH₃）-CH₃、CH₃CH（CH₃）-C（CH₃）=CH₂等，
故答案為：（CH₃）₃C-CH=CCH₂、CH₃-C（CH₃）=C（CH₃）-CH₃、CH₃CH（CH₃）-C（CH₃）=CH₂；
（3）（1）烯烴的通式為C_nH_2n，其最簡式為CH₂，所以任意兩種烯烴混合，只要混合物的總質(zhì)量一定，完全燃燒后所產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量就不變，如：CH₂=CH-CH₃和CH₂=CH₂；
乙炔和苯的最簡式都是CH，所以二者混合只要混合物的總質(zhì)量一定，完全燃燒后所產(chǎn)生的CO₂的質(zhì)量就不變，
兩種烴無論以何種比例混合，只要混合物的總質(zhì)量一定，完全燃燒生成CO₂的質(zhì)量也一定，說明混合物各組分分子中含碳量相等，由于烴中只含有C、H元素，則含氫量也相等，故烴的實(shí)驗(yàn)式一定相同，
故答案為：HC≡CH；；CH₂=CH₂；；實(shí)驗(yàn)式相同；
（4）①由反應(yīng)信息可知，B（CH₃）₃分子中的一個(gè)B-C鍵斷裂，Br原子取代甲基，甲基與H原子結(jié)合生成甲烷，B（CH₃）₃和HBr反應(yīng)生成其二溴代物為B（CH₃）Br₂，1molB（CH₃）₃發(fā)生二溴取代同時(shí)生成2mol甲烷，反應(yīng)方程式為：B（CH₃）Br₂+2HBr$\stackrel{9.6微米的激光}{→}$B（CH₃）Br₂+2CH₄，
故答案為：B（CH₃）Br₂+2HBr$\stackrel{9.6微米的激光}{→}$B（CH₃）Br₂+2CH₄；
②5.6g B（CH₃）₃的物質(zhì)的量為：$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，9.72g HBr的物質(zhì)的量為：$\frac{9，72g}{81g/mol}$=0.12mol，
假設(shè)生成的B（CH₃）₂Br為xmol，生成B（CH₃）Br₂為ymol，根據(jù)B原子及溴原子守恒，則：x+y=0.1、x+2y=0.12，
解得：x=0.08、y=0.02，
故B（CH₃）₂Br與B（CH₃）Br₂的物質(zhì)的量之比為：0.08mol：0.02mol=4：1，
答：B（CH₃）₂Br與B（CH₃）Br₂的物質(zhì)的量之比為4：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，題目難度中等，涉及混合物反應(yīng)的計(jì)算、有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡式的確定、化學(xué)方程式書寫等知識(shí)，注意掌握常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．