Question

4．下列是八种环状的烃类物质：

（1）互为同系物的有环己烷和环辛烷（填名称），互为同分异构体的有苯和棱晶烷，环辛四烯和立方烷（填写名称，可以不填满，也可以再补充）．
（2）正四面体烷的二氯取代产物有1种；立方烷的二氯取代产物有3种；金刚烷的一氯取代产物有2种．
（3）写出与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式（举两例）并用系统命名法命名：1，4-二甲苯；1，3，5-三甲苯．
（4）光触媒是一种在光的作用下，降低化学反应所需的能量，促使化学反应加快速度，但其本身却不因化学反应而产生变化的物质．这种物质对于空气中的苯可以起到一定的作用，能使其氧化分解为两种稳定且无害的物质，试写出化学方程式：2C₆H₆+15O₂$\stackrel{光触媒}{→}$12CO₂+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据同系物和同分异构体的概念即可作出判断；
（2）根据正四面体烷的结构写出分子式；正四面体烷二氯代物的种类取决于一氯代物中氢原子的种类；金刚烷的一氯代物取决于氢原子的种类；立方烷的二氯代物取决于一氯代物中氢原子的种类；
（3）苯的同系物含有1个苯环，侧链为烷基，一氯代物只有两种的物质，说明只有2种氢原子，然后根据苯的同系物命名方法命名；
（4）苯能氧化生成二氧化碳和水．

解答 解：（1）同系物：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH₂原子团的化合物，则环己烷（C₆H₁₂）与环辛烷（C₈H₁₆）均为环烷烃，分子组成上相差2个CH₂，互为同系物；
同分异构体：分子式相同，结构不同的化合物，则苯与棱晶烷（分子式均为C₆H₆），环辛四烯与立方烷（分子式均为C₈H₈）互为同分异构体．
故答案为：环己烷；环辛烷；苯；棱晶烷；环辛四烯；立方烷；
（2）正四面体烷完全对称，只有一种氢原子，一氯代物只有1种，一氯代物中氢原子也只有1种，所以故二氯代物只有1种；
金刚烷分子中有两种氢原子，一种是次甲基氢，一种亚甲基氢，所以其一氯代物有2种；
立方烷分子中只有一种氢原子，其一氯代物有1种，而一氯代物有3种氢原子，分为在，则立方烷的二氯代物有3种；
故答案为：1；3；2；
（3）苯的同系物含有1个苯环，侧链为烷基，一氯代物只有两种的物质，说明只有2种氢原子，则与苯互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式为，名称为1，4-二甲苯；，名称为1，3，5-三甲苯；
故答案为：1，4-二甲苯；1，3，5-三甲苯；

（4）在光触媒作用下，苯能氧化生成二氧化碳和水：2C₆H₆+15O₂$\stackrel{光触媒}{→}$12CO₂+6H₂O，故答案为：2C₆H₆+15O₂$\stackrel{光触媒}{→}$12CO₂+6H₂O．

点评 本题主要考查了同系物、同分异构体的判断，限制条件下同分异构体的书写、烯烃氧化的化学性质，难度中等，注意同分异构体的种类确定．