Question

（1）人们在对烷烃分子空间结构的研究中发现某一系列的烷烃分子只有一种一卤代物．如：
这一系列烷烃具有一定的规律性，当一种烃分子中的-H全部被-CH₃取代后，它的一卤代物异构体数目不变．
①请写出这一系列烷烃分子式的通式

 

．
②人们在研究中发现另一系列烷烃分子也只有一种一卤取代物，请写出它们分子式的通式

 

．
（2）化合物A、B和C互为同分异构体．它们的元素分析数据为：碳92.3%，氢7.7%．1molA在氧气中充分燃烧产生179.2LCO₂（标准状况）．A是芳香烃，分子中所有的原子共平面；B是具有两个支链的链状化合物，分子中只有两种不同化学环境的氢原子，为非极性分子；C是饱和烃，分子中碳原子的化学环境完全相同．
①A、B和C的分子式为

 

．
②画出A、B和C的结构简式：
A

 

；B

 

：C

 

．

Answer 1

考点：有机物实验式和分子式的确定

专题：有机物分子组成通式的应用规律

分析：（1）①用数学中的数列通项求解的方法来解决，先将已知条件抽象为数学模型，观察分子式找出第n项分子式中氢原子数目为4×3^（n-1），再根据烷烃通式求出碳原子数目，据此写出通式；
②另一类烷烃应为乙烷、2，2，3，3-四甲基丁烷…，根据（1）方法解答；
（2）①先计算实验式，根据产生二氧化碳的量计算分子式；②根据性质推出结构简式．

解答： 解：（1）甲烷、新戊烷、十七烷分子中氢原子个数为等比数列：4、12、36…公比q=3，根据等比数列通项公式a_n=a₁q^（n-1），可知此烷烃的氢原子通项为4×3^（n-1），设第n项的分子式为C_mH_2m+2，可得2m+2=4×3^（n-1），
解得m=2×3^n-1-1，即该烷烃的碳原子通项为2×3^n-1-1，所以该系列烷烃的化学式的通式为C2×3n-1-1H4×3n-1，
故答案为：C2×3n-1-1H4×3n-1（n≥1，且为正整数）；
（2）乙烷、2，2，3，3-四甲基丁烷分子中氢原子个数为等比数列：6、18、…公比q=3，根据等比数列通项公式a_n=a₁q^（n-1），可知此烷烃的氢原子通项为6×3^（n-1），设第n项的分子式为C_mH_2m+2，可得2m+2=6×3^（n-1），解得m=3×3^n-1-1，即该烷烃的碳原子通项为3×3^n-1-1，所以该系列烷烃的化学式的通式为C3×3n-1-1H6×3n-1，
故答案为：C3×3n-1-1H6×3n-1（n≥1，且为正整数）；
（2）（2）①N（C）：N（H）=

92.3

12

：

7.7

1

=1：1，最简式为：CH，设分子式为：CnHn，n=

179.2L

22.4L/mol

=8，故分子式为：C₈H₈；故答案为：C₈H₈；
②A是芳香烃，分子中所有的原子共平面，则A为苯乙烯，结构简式为；B是具有两个支链的链状化合物，分子中只有两种不同化学环境的氢原子，为非极性分子，则B为：HC≡C-C（CH₃）=C（CH₃）-C≡CH；C是饱和烃，分子中碳原子的化学环境完全相同，则为立方烷：，故答案为：；HC≡C-C（CH₃）=C（CH₃）-C≡CH；．

点评：本题考查了有机物分子式和结构式的确定，利用等比数列确定分子通式是解题关键，也是难点．