Question

（1）人們在對烷烴分子空間結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)某一系列的烷烴分子只有一種一鹵代物．如：
這一系列烷烴具有一定的規(guī)律性，當(dāng)一種烴分子中的-H全部被-CH₃取代后，它的一鹵代物異構(gòu)體數(shù)目不變．
①請寫出這一系列烷烴分子式的通式

 

．
②人們在研究中發(fā)現(xiàn)另一系列烷烴分子也只有一種一鹵取代物，請寫出它們分子式的通式

 

．
（2）化合物A、B和C互為同分異構(gòu)體．它們的元素分析數(shù)據(jù)為：碳92.3%，氫7.7%．1molA在氧氣中充分燃燒產(chǎn)生179.2LCO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．A是芳香烴，分子中所有的原子共平面；B是具有兩個支鏈的鏈狀化合物，分子中只有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，為非極性分子；C是飽和烴，分子中碳原子的化學(xué)環(huán)境完全相同．
①A、B和C的分子式為

 

．
②畫出A、B和C的結(jié)構(gòu)簡式：
A

 

；B

 

：C

 

．

Answer 1

考點：有機物實驗式和分子式的確定

專題：有機物分子組成通式的應(yīng)用規(guī)律

分析：（1）①用數(shù)學(xué)中的數(shù)列通項求解的方法來解決，先將已知條件抽象為數(shù)學(xué)模型，觀察分子式找出第n項分子式中氫原子數(shù)目為4×3^（n-1），再根據(jù)烷烴通式求出碳原子數(shù)目，據(jù)此寫出通式；
②另一類烷烴應(yīng)為乙烷、2，2，3，3-四甲基丁烷…，根據(jù)（1）方法解答；
（2）①先計算實驗式，根據(jù)產(chǎn)生二氧化碳的量計算分子式；②根據(jù)性質(zhì)推出結(jié)構(gòu)簡式．

解答： 解：（1）甲烷、新戊烷、十七烷分子中氫原子個數(shù)為等比數(shù)列：4、12、36…公比q=3，根據(jù)等比數(shù)列通項公式a_n=a₁q^（n-1），可知此烷烴的氫原子通項為4×3^（n-1），設(shè)第n項的分子式為C_mH_2m+2，可得2m+2=4×3^（n-1），
解得m=2×3^n-1-1，即該烷烴的碳原子通項為2×3^n-1-1，所以該系列烷烴的化學(xué)式的通式為C2×3n-1-1H4×3n-1，
故答案為：C2×3n-1-1H4×3n-1（n≥1，且為正整數(shù)）；
（2）乙烷、2，2，3，3-四甲基丁烷分子中氫原子個數(shù)為等比數(shù)列：6、18、…公比q=3，根據(jù)等比數(shù)列通項公式a_n=a₁q^（n-1），可知此烷烴的氫原子通項為6×3^（n-1），設(shè)第n項的分子式為C_mH_2m+2，可得2m+2=6×3^（n-1），解得m=3×3^n-1-1，即該烷烴的碳原子通項為3×3^n-1-1，所以該系列烷烴的化學(xué)式的通式為C3×3n-1-1H6×3n-1，
故答案為：C3×3n-1-1H6×3n-1（n≥1，且為正整數(shù)）；
（2）（2）①N（C）：N（H）=

92.3

12

：

7.7

1

=1：1，最簡式為：CH，設(shè)分子式為：CnHn，n=

179.2L

22.4L/mol

=8，故分子式為：C₈H₈；故答案為：C₈H₈；
②A是芳香烴，分子中所有的原子共平面，則A為苯乙烯，結(jié)構(gòu)簡式為；B是具有兩個支鏈的鏈狀化合物，分子中只有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，為非極性分子，則B為：HC≡C-C（CH₃）=C（CH₃）-C≡CH；C是飽和烴，分子中碳原子的化學(xué)環(huán)境完全相同，則為立方烷：，故答案為：；HC≡C-C（CH₃）=C（CH₃）-C≡CH；．

點評：本題考查了有機物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定，利用等比數(shù)列確定分子通式是解題關(guān)鍵，也是難點．