Question

12．在烷烃分子中的基团： 中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用N₁、N₂、N₃、N₄表示．例如：

分子中，N₁=6，N₂=1，N₃=2，N₄=1．试根据不同烷烃的组成结构，分析出烷烃（除甲烷外）中各原子数的关系．
（1）烷烃分子中氢原子数N₀与N₁、N₂、N₃、N₄之间的关系是N₀=2（N₁+N₂+N₃+N₄）+2或3N₁+2N₂+N₃
（2）4种碳原子数之间的关系为N₁=N₃+2N₄+2
（3）若分子中N₂=N₃=N₄=1，则该分子的结构简式可能为（任写一种）（CH₃）₃CCH（CH₃）CH₂CH₃ ．

Answer 1

分析 （1）根据烷烃通式确定C原子与H原子之间的数量关系；或根据伯、仲、叔、季碳原子上含有H原子数目确定；
（2）由（1）中的关系式确定；
（3）根据（2）中关系式求出碳原子总数，写出分子式，写出符号条件的可能的同分异构体，据此解答．

解答 解：（1）由于烷烃的通式为C_nH_2n+2，C原子与H原子之间的数量关系为N₀=2（N₁+N₂+N₃+N₄）+2，伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0，所以C原子与H原子之间的数量关系为N₀=3N₁+2N₂+N₃，
故答案为：2（N₁+N₂+N₃+N₄）+2或3N₁+2N₂+N₃；
（2）由（1）中可得，2（N₁+N₂+N₃+N₄）+2=3N₁+2N₂+N₃，故N₃+2N₄+2=N₁，
故答案为：N₃+2N₄+2；
（3）由（2）中N₃+2N₄+2，当N₂=N₃=N₄=1时，N₁=5，碳原子总数为8，则该烷烃的分子式为C₈H₁₈，满足N₂=N₃=N₄=1的结构可能有3种：（CH₃）₃CCH（CH₃）CH₂CH₃ 、（CH₃）₃CCH₂CH（CH₃）₂、（CH₃）₂CHC（CH₃）₂CH₂CH₃，
故答案为：（CH₃）₃CCH（CH₃）CH₂CH₃ ．

点评 本题考查同分异构体书写，烷烃中C原子与H原子之间的数量关系，题目难度中等，限制条件的同分异构体书写是高考的热点，也是难点，平时加强练习．