Question

3．按要求填空
（1）某烃A的蒸气密度是同条件下氢气密度的64倍，则 A的分子式可能为C₉H₂₀或C₁₀H₈，若A中含有6个甲基，但不可能是烯烃与氢气的加成产物，则A的结构简式为（CH₃）₃CCH₂C（CH₃）₃；
（2）已知1mol烃B中 C、H两种元素的质量比为5：1，且所含电子总数为42N_A，则其分子式为C₅H₁₂，在它的同分异构体中，沸点最高的是CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃（写结构简式）；一氯代物只有一种的是新戊烷（写习惯名称）．
（3）在400℃，101.3k Pa时，3L某烃A在m L氧气中完全燃烧，燃烧后测得气体体积为（m+6）L（气体体积均在同温同压下测定）试回答下列问题：
①烃A的组成中应满足的条件A分子中含8个氢原子；
②若烃A在常温常压下为气态物质时，m的取值范围m≥18．

Answer 1

分析 （1）某烃A的蒸气密度是同条件下氢气密度的64倍，则 A的相对分子质量为64×2=128，分子中最大碳原子数目=$\frac{128}{12}$=10…8，再利用减少1个C原子添加12个H原子方法书写分子式；
若A中含有6个甲基，但不可能是烯烃与氢气的加成产物，说明相邻2个碳原子上并不都含有H原子，结合分子式确定其结构简式；
（2）C、H两种元素的质量比为5：1，则C、H原子的数目比为$\frac{5}{12}$：$\frac{1}{1}$=5：12，可知该烃的实验式为C₅H₁₂，由于H原子已经饱和碳的四价结构，所以实验式即为该烃的分子式；有3种同分异构体，分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷．支链越多，沸点越低，沸点最高的为正戊烷，一氯代物只有一种的是新戊烷；
（3）①烃燃烧通式C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，400℃时，生成的水为气态，利用气体体积差量计算；
②烃A在常温下为气态，则x≤4，然后根据3L A完全燃烧消耗氧气的量确定m的范围．

解答 解：（1）某烃A的蒸气密度是同条件下氢气密度的64倍，则 A的相对分子质量为64×2=128，分子中最大碳原子数目=$\frac{128}{12}$=10…8，故烃A的分子式为C₉H₂₀或C₁₀H₈，若A中含有6个甲基，但不可能是烯烃与氢气的加成产物，说明相邻2个碳原子上并不都含有H原子，则A的结构简式为（CH₃）₃CCH₂C（CH₃）₃，
故答案为：C₉H₂₀或C₁₀H₈；（CH₃）₃CCH₂C（CH₃）₃；
（2）C、H两种元素的质量比为5：1，则C、H原子的数目比为$\frac{5}{12}$：$\frac{1}{1}$=5：12，可知该烃的实验式为C₅H₁₂，由于H原子已经饱和碳的四价结构，所以实验式即为该烃的分子式；有3种同分异构体，分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷．支链越多，沸点越低，沸点最高的为CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，一氯代物只有一种的是新戊烷，
故答案为：C₅H₁₂；CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃；新戊烷；
（3）设烃的分子式为C_xH_y，则：
C_xH_y+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O（g） 气体体积差量△V
1                         （x+$\frac{y}{2}$-x-$\frac{y}{4}$-1）=$\frac{y}{4}$-1

3L                           （m+6-m-3）L=3L
故$\frac{y}{4}$-1=1，解得：y=8，
即该烃的分子式为：C_xH₈，说明烃A分子中含8个氢原子，
故答案为：A分子中含8个氢原子；
②若烃A在常温常压下为气态物质时，C_xH₈中的x必须满足x≤4，则：x+$\frac{8}{4}$≤$\frac{mL}{3L}$，解得：m≥3x+6，所以m≥18，
故答案为：m≥18．

点评 本题考查有机物分子结构的确定方法，属于拼合型题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度中等．