题目内容

16．某些有机化合物的模型如图所示．

回答下列问题：
（1）属于比例模型的是乙、丙（填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”或“戊”，下同）．
（2）表示同一种有机化合物的是甲、丙．
（3）存在同分异构体的是戊，写出其同分异构体的结构简式CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）4．
（4）含碳量最低的是甲、丙，含氢量最低的分子中氢元素的质量百分含量是16.7%（保留一位小数）．
（5）C10H14属于苯的同系物的所有同分异构体共有22 种．

分析 甲、丁、戊分别是甲烷、丁烷、戊烷的球棍模型，乙、丙分别是乙烷和甲烷的比例模型；
（1）根据比例模型表示的是原子的相对大小及连接形式来解答，球棍模型是利用短线代替其共价键；
（2）同一种有机化合物的结构相同，表示方式可以不同；
（3）根据烷烃中碳原子数目≤3的烷烃不存在同分异构体现象，从丁烷开始才出现同分异构现象，根据碳链异构书写同分异构体；
（4）烷烃的通式为CnH2n+2，随n值增大，碳元素的质量百分含量逐渐增大；
（5）C10H14的苯的同系物，侧链为烷基，
①苯环上只含1个侧链，则侧链为-C4H9，且连接苯环的C原子上含有H原子，所以只判断丁烷烷基的同分异构体即可；
②4个碳原子形成2个取代基，一个碳原子一定是甲基，两个碳原子一定是乙基，三个碳原子可能是-CH2CH2CH3 或-CH（CH3）2，两个取代基连在苯环上可能有邻、间、对三种情况；
③4个碳原子形成3个取代基，3个取代基为甲基、甲基、乙基，采取定两个甲基的位置，移动乙基，据此书写异构体判断；
④4个碳原子形成4个取代基，则取代基只能为甲基．

解答 解：（1）乙、丙能表示的是原子的相对大小及连接形式，属于比例模型；
故答案为：乙、丙；
（2）甲、丙分别是甲烷的球棍模型与比例模型，属于同一种有机化合物；
故答案为：甲、丙；
（3）存在同分异构体的是戊（戊烷），其同分异构体的结构简式CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）4；
故答案为：戊；CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）4；
（4）烷烃的通式为CnH2n+2，随n值增大，碳元素的质量百分含量逐渐增大，含碳量最低的是甲烷，含氢量最低的分子是戊烷，氢元素的质量百分含量是
$\frac{12}{60+12}$×100%=16.7%；
故答案为：甲、丙；16.7%；
（5）C10H14的苯的同系物，侧链为烷基，
①苯环上只含1个侧链，则侧链为-C4H9，且连接苯环的C原子上含有H原子，丁烷烷基的碳链同分异构体有：，共4种结构；
②4个碳原子形成2个取代基，一个碳原子一定是甲基，两个碳原子一定是乙基，三个碳原子可能是-CH2CH2CH3 或-CH（CH3）2，第一类两个取代基分别为
甲基和-CH2CH2CH3 或-CH（CH3）2，它们连接在苯环上又有邻、间、对三种情况，共有6种结构，第二类两个取代基均为乙基，它们连接在苯环上又有邻、间、对三种情况，共有3种结构，则总共9种结构；
③4个碳原子形成3个取代基，3个取代基为甲基、甲基、乙基，采取定两个甲基的位置，移动乙基，
若两个甲基为邻位位置，即，为对称结构，乙基有如图所示的2种取代位置，有2种结构；
若两个甲基为间位位置，即，为对称结构，乙基有如图所示的3种取代位置，有3种结构；
若两个甲基为对位位置，即，为对称结构，乙基有如图所示的1种取代位置，有1种结构．
共有6种结构；
④4个碳原子形成4个取代基，则取代基只能为甲基，共与3种结构，1，2，3，4-四甲基苯、1，2，3，5-四甲基苯和1，2，3，6-四甲基苯，共有3种结构；
所以属于苯的同系物的所有同分异构体共有22种；
故答案为：22．

点评 本题考查有机物分子的比例模型、球棍模型，同分异构体等，学生利用模型得出有机物的结构简式是解答本题的关键，掌握支链的结构是确定同分异构体的关键．

练习册系列答案
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