Question

【题目】中科院的科研人员在Na-Fe3O4和HMCM-22 的表面将CO2转化为烷烃，其过程如下图。

(1)Na-Fe3O4和HMCM-22 在反应中的作用为_______________

(2)(X)的系统命名的名称为_______________

(3)(Y)的一氯代物有_________________种

(4)(X)与(Y)的关系为 ________________

(5)在HMCM-22 表面生成摩尔质量为128g/mol且含两种氢的烷烃(Z)，写出其结构简式___________，

(6)在HMCM-22 表面生成一种同温同压蒸气密度是氢气57倍且含有一种氢的烷烃(M)，写出其与氯气反应生成一氯代烃的方程式______________________________

Answer 1

【答案】催化剂 2-甲基丁烷 4 同系物 C(CH2CH3)4、C(CH3)3CH2C(CH3)3 C(CH3)3C(CH3)3 + Cl2 (CH3)3C(CH3)2CH2 Cl + HCl

【解析】

(1) 催化剂是在化学反应中能改变反应速率，而本身的质量和组成在反应后保持不变的物质，催化剂在化学反应中起催化作用；

(2)根据烷烃的系统命名方法命名；

(3)根据等效氢原子数确定一氯代物有多少种；

(4) 结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物互为同系物；

(5) 12n+2n+2=128，解得n=9，所以Z的分子式为C9H20，由于含两种氢原子，根据对称性写出结构简式；

(6) 因气体的密度之比等于摩尔质量之比，烷烃M蒸气的摩尔质量为2g/mol×57=114g/mol，则12n+2n+2=114，解得n=8，所以烷烃M的分子式为C8H18，由于只含有一种氢原子，故M的结构简式为C(CH3)3C(CH3)3，M与氯气光照条件下发生取代反应，据此写出化学方程式。

(1) 由图可知，在Na-Fe3O4和HMCM-22 的表面将CO2转化为烷烃，所以Na-Fe3O4和HMCM-22 在反应中的作用为催化剂；

故答案为：催化剂；

(2) 图中最长碳链为4个碳，从左侧开始编号，所以该烷烃的名称为2-甲基丁烷；

故答案为：2-甲基丁烷；

(3) 根据对称性不难发现，Y的氢原子有4种，故一氯代物有4种；

故答案为：4；

(4)(X)与(Y)都是烷烃，且分子组成相差一个CH2原子团，所以(X)与(Y)互为同系物；

故答案为：同系物；

(5)设烷烃Z的分子式为CnH2n+2，则12n+2n+2=128，解得n=9，所以Z的分子式为C9H20，由于含两种氢原子，根据对称性写出结构简式有：C(CH2CH3)4、C(CH3)3CH2C(CH3)3；

故答案为：C(CH2CH3)4、C(CH3)3CH2C(CH3)3；

(6) 因气体的密度之比等于摩尔质量之比，烷烃M蒸气的摩尔质量为2g/mol×57=114g/mol，则12n+2n+2=114，解得n=8，所以烷烃M的分子式为C8H18，由于只含有一种氢原子，故M的结构简式为C(CH3)3C(CH3)3，M与氯气光照条件下发生取代反应，化学方程式为C(CH3)3C(CH3)3 + Cl2 (CH3)3C(CH3)2CH2 Cl+ HCl。

故答案为：C(CH3)3C(CH3)3 + Cl2 (CH3)3C(CH3)2CH2 Cl+ HCl。