Question

已知：
在油田开采的石油中，通常溶有一种碳氢化合物，其分子的立体结构如下图所示（该图为键线式）

（1）由图可知其化学式为

 

．
（2）该笼状结构有

 

个六元碳环构成，其中有

 

个碳原子为三个环共有．
（3）该物质的一氯代物有

 

种．
（4）将0.1mol该物质在一定量O₂中燃烧，两者恰好反应完全，生成的气体产物再通过碱石灰吸收，碱石灰增重40.8g，则消耗O₂的物质的量为多少？

Answer 1

分析：（1）图为有机物结构的键线式，以线代替碳碳键，交点、端点是碳原子，C、H原子不标出，以H原子饱和碳的四价结构，杂原子及杂原子上的H原子应标出．结合有机物的结构书写分子式；
（2）由图中结构可知分子中含有4个六元环，有4个碳原子为三个环共有；
（3）含4个CH，5个CH₂，共2种位置的H，氢原子的种类等于一氯代物的种类；
（4）先根据质量守恒求出水的质量，再根据碱石灰增重的质量为水和二氧化碳的质量，利用碳守恒求出一氧化碳的质量，最后根据氧元素守恒求出氧气的质量；

解答：解：（1）由图中结构可知，分子中含有10个C原子，三个环共有碳原子上含有1个H原子，为两个六元环共有的碳原子连2个氢原子，故含有的H原子数目为4+6×2=16，故该有机物的分子式为C₁₀H₁₆，
故答案为：C₁₀H₁₆；
（2）由图中结构可知分子中含有4个六元环，有4个碳原子为三个环共有；
故答案为：4；4；
（3）含4个CH，5个CH₂，共2种位置的H，所以该物质的一氯代物有2种，
故答案为：2；
（4）0.1molC₁₀H₁₆燃烧可生成0.8molH₂O，则生成的CO₂的质量为：m（CO₂）=40.8g-0.8mol×18g/mol=26.4g，即0.6mol，根据碳元素守恒，则n（CO）=0.1mol×10-0.6mol=0.4mol；故该反应消耗的O₂为：n（O₂）=

(0.8mol+0.6mol×2+0.4mol)

2

=1.2mol；
答：消耗O₂的物质的量为1.2mol．

点评：本题考查有机物的结构、性质和化学计算，侧重有机物空间结构的考查，注意碳形成4个化学键及空间对称性是解答的关键，题目难度中等．