Question

6．Ⅰ400K、101.3kPa时，1.5L某烃蒸气能在aL氧气中完全燃烧，体积增大至（a+3）L（相同条件下）．问：
①该烃在组成上必须满足的基本条件是分子中氢原子数为8．
②当a=10L时，该烃可能的分子式为C₄H₈或C₃H₈．
③当该烃的分子式为C₇H₈时，a的取值范围为a≥13.5．
Ⅱ有A、B两种烃，它们的组成相同，都约含86%的碳，烃A对氢气的相对密度是28；烃B式量是烃A的一半，烃A、B都能使溴的四氯化碳溶液褪色，根据以上实验事实回答问题．
（1）推断A、B两烃的化学式．      AC₄H₈；BC₂H₄．
（2）若A的核磁共振氢谱中有四个吸收峰，则 A 的系统命名的名称是1-丁烯；若A的核磁共振氢谱中有二个吸收峰，则A 的结构简式可能为CH₃CH=CHCH₃或CH₂=C（CH₃）₂（不要求顺反异构）
（3）A分子中碳原子的原子轨道杂化方式有sp²和sp³，1个A分子中含有的σ键与π键的个数比为11：1，A的固体形成的晶体属于分子晶体晶体．A和B两种物质的熔沸点是A＞ B（填＞、＜或=）

Answer 1

分析 （1）①依据烃燃烧的通式400K时，生成的水为气态，根据烃燃烧通式CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，利用气体体积差量计算；
②135℃，101.3kPa时水为气体，设烃为C_xH_y，由CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O，利用气体体积差量确定y值，然后结合a=8L时1.5（x+$\frac{y}{4}$）≤10，据此确定该烃的分子式；
③烃的分子式为C₇H₈，烃完全燃烧，则满足1.5（x+$\frac{y}{4}$）≤a，据此计算．
（1）根据烃A分子中碳的质量分数，计算分子中C原子、H原子数目，写出A的分子式；由于A、B的最简式相同，再结合烃B式量比空气的平均式量稍小，推断B的分子式；
（2）A的核磁共振氢谱中有四个吸收峰，据此确定A的结构简式为A为，并命名；A的核磁共振氢谱中有二个吸收峰，则A 的结构简式可能为CH₃CH=CHCH₃，CH₂=C（CH₃）₂；
（3）A分子中含碳碳双键，采用sp²杂化，A分子又中含碳碳单键，采用sp³杂化；其中单键为σ键，双键中含有1个σ键与1个π键；非金属元素形成的物质是分子晶体；极性分子的熔沸点大于非极性分子的熔沸点；

解答 解：Ⅰ①设烃的分子式为CxHy，则：
CxHy+（x+$\frac{y}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$xCO₂+$\frac{y}{2}$H₂O～气体体积差量△V=$\frac{y}{4}$-1
1                                                                             $\frac{y}{4}-1$
1.5                                                                        （a+3-a-1.5）
解得：y=8；
即该烃的分子式为：C_xH₈子中氢原子数为8，
故答案为：分子中氢原子数为8；
②若a=8时，由于该烃完全燃烧，则：1.5（x+$\frac{y}{4}$）≤10，解得：x≤$\frac{14}{3}$，x可能为3或4，
则该烃的分子式可能为C₄H₈或C₃H₈，
故答案为：C₄H₈或C₃H₈；
③当该烃的分子式为C₇H₈时，烃完全燃烧1.5（x+$\frac{y}{4}$）≤a，解得a≥13.5，
故答案为：a≥13.5；
Ⅱ（1）由于碳元素的质量分数为85.7%，所以烃A中C原子的数目为$\frac{56×86%}{12}$=4，所以烃A中H原子的数目为$\frac{56-12×4}{1}$=8，所以烃A的分子式为C₄H₈；
A、B的最简式相同，最简式为CH₂，B式量比空气的平均式量稍小，最简式CH₂，所以B的分子式为C₂H₄，
故答案为：C₄H₈；C₂H₄；
（2）A的核磁共振氢谱中有四个吸收峰，据此确定A的结构简式为A为，故命名为1-丁烯；A的核磁共振氢谱中有二个吸收峰，则A 的结构简式可能为CH₃CH=CHCH₃，CH₂=C（CH₃）₂，
故答案为：1-丁烯；CH₃CH=CHCH₃； CH₂=C（CH₃）₂；
（3）A分子中含碳碳双键，采用sp²杂化，A分子又中含碳碳单键，故又采用sp³杂化，故杂化方式有sp²和 sp³；其中单键为σ键，双键中含有1个σ键与1个π键，故1个A分子中含有的σ键与π键的个数比为11：1；A中所含的元素是非金属元素，非金属元素形成的物质是分子晶体，故A的固体形成的晶体属于，分子晶体；极性分子的熔沸点大于非极性分子的熔沸点，A为极性分子，B为非极性分子，故熔沸点A＞B，
故答案为：sp²和 sp³；  11：1；分子晶体，＞．

点评 本题（1）主要考查烃燃烧的有关计算，难度中等，注意利用烃燃烧的通式，结合差量法进行解答，注意水是气态，侧重学生分析计算能力的综合考查．