Question

气态烷烃X和气态单烯烃Y组成的混合气体的密度是相同状况下H2密度的13倍．取标准状况下该混合气体8.96L，通入足量溴水中，溴水增重5.6g．请回答：
（1）气体X的结构简式是

 

，气体Y的分子式是

 

；
（2）烃Z是X的同系物，且满足以下条件：①通常状况下为气态；②有同分异构体；③二溴代物有三种．则气体Z的结构简式为

 

；
（3）写出与等物质的量的HCl加成后，产物只有一种的Y的结构简式

 

．

Answer 1

考点：有关有机物分子式确定的计算

专题：有机物分子组成通式的应用规律

分析：（1）相同条件下，密度之比等于相对分子质量之比，据此计算混合气体的相对分子质量，进而确定含有的烷烃；根据n=

V

Vm

计算8.96L混合气体的物质的量，再根据m=nM计算混合气体的质量，溴水质量增重5.6g为烯烃的质量，进而计算烷烃的质量与物质的量，再计算烯烃的物质的量，由烯烃的质量与物质的量，根据M=

m

M

计算烯烃的摩尔质量，据此计算烯烃的分子式；
（2）X为烷烃，则Z属于烷烃，根据①通常状况下为气态、②有同分异构体可知，X只能为丁烷，再根据丁烷的同分异构体正丁烷和异丁烷的二溴代物的数目进行判断满足条件的Z的结构简式；
（3）根据Y可能的结构简式判断与等物质的量的HCl加成产物种类确定Y的结构简式．

解答： 解：（1）在同温同压下，混合气体对氢气的相对密度为13，故混合气体的平均相对分子质量为13×2=26，相对分子量小于26的烃只有甲烷，则混合气体中一定含有甲烷，即X为甲烷；标况下8.96L气体的物质的量为

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，故混合气体的总质量为：0.4mol×26g/mol=10.4g，质量增重5.6g为烯烃的质量，故甲烷的质量为：10.4g-5.6g=4.8g，甲烷的物质的量为：

4.8g

16g/mol

=0.3mol，烯烃的物质的量为：0.4mol-0.3mol=0.1mol，烯烃的摩尔质量为：

5.6g

0.1mol

=56g/mol，设烯烃的组成为（CH₂）_n，故14n=56，解得n=4，故该烯烃Y的分子式为C₄H₈，
故答案为：CH₄；C₄H₈；
（2）烃Z是X的同系物，则Z为烷烃，①通常状况下为气态，Z的碳原子数目≤4；②有同分异构体，由于甲烷、乙烷和丙烷不存在同分异构体，则Z为丁烷；丁烷存在正丁烷（CH₃CH₂CH₂CH₃）和异丁烷（CH₃CH（CH₃）₂）两种同分异构体，其中正丁烷的二溴代物有6种，异丁烷的二溴代物有3种，所以Z为异丁烷，其结构简式为：CH₃CH（CH₃）₂，
故答案为：CH₃CH（CH₃）₂；
（3）Y为的分子式C₄H₈，能够与氯化氢发生加成反应，则Y为丁烯，丁烯的同分异构体为：①CH₂=CH-CH₂CH₃、②CH₃-CH=CH-CH₃、③CH₂=C（CH₃）₂，其中①、③与HCl的加成产物有2种，而②与HCl加成产物只有1种，所以Y的结构简式为：CH₃-CH=CH-CH₃，
故答案为：CH₃-CH=CH-CH₃．

点评：本题考查了有机物分子式、结构简式的计算，题目难度中等，注意掌握确定有机物分子式、结构简式的方法，（1）中确定有机物的组成及分子式是解得难点、易错点，需要根据质量守恒、常见烃的组成特点进行判断．