Question

当甲烷的四个氢被甲基替换后，得到新戊烷，新戊烷的所有氢原子再被甲基替换得到新的烷烃，……

（1）试写出甲烷按上述方法连续进行三次甲基替换操作后所得烷烃的分子式

（2）若按上述方法连续进行n次替换操作，则所得烷烃的分子式为 ，该烷烃的一氯代物有 种。

（3）那么问题来了，乙烷的氢原子连续被甲基替换n次后，则所得烷烃的分子式为 ，该烷烃的一氯代物有 种。

 

Answer 1

（1）C53H108 （2）C(2×3n-1)H4×3n 1 （3）C(3×3n-1)H6×3n 1

【解析】

试题解析：(1) 甲烷的四个氢被甲基替换后得到新戊烷(C5H12), 戊烷(C5H12)中12个氢原子被甲基取代后为C5(CH3)12，分子式为C17H36，C17H36中的氢原子再被甲基取代后为C17(CH3)36，分子是为C53H108；（2）根据第一次甲基替换操作后多了4个碳原子、第二次甲基替换操作后多了12个碳原子、第三次甲基替换操作后多了36个碳原子，碳原子数增加成等比数列，公比为3，第n次甲基替换操作后多了4×3n-1个碳原子，则总碳原子数为n次加和再加1，为2×3n-1，根据烷烃的通式得分子式为C(2×3n-1)H4×3n，该烷烃所有的氢原子是相同的，其一氯代物只有一种；（3）根据第一次甲基替换操作后多了6个碳原子、第二次甲基替换操作后多了18个碳原子、第三次甲基替换操作后多了54个碳原子，碳原子数增加成等比数列，公比为3，第n次甲基替换操作后多了6×3n-1个碳原子，则总碳原子数为n次加和再加2，为3×3n-1，根据烷烃的通式得分子式为C(3×3n-1)H6×3n，该烷烃所有的氢原子是相同的，其一氯代物只有一种.

考点：烷烃的通式