Question

（1）寫出下列反應的化學方程式：
①苯與濃硝酸、濃硫酸的混合物反應（60℃）：

 

．
②乙烯與苯在催化劑加熱條件下反應：

 

．
（2）某有機分子結(jié)構(gòu)如下：

該分子中最多有

 

個C原子共處同一平面
（3）將C₈H₁₈完全裂化，生成的產(chǎn)物中只有C₄H₈、CH₄、C₃H₆、C₂H₆、C₂H₄，則氣體產(chǎn)物的平均相對分子量取值范圍為

 

．
（4）400K、101.3kPa時，1.5L某烴蒸氣能在aL氧氣中完全燃燒，體積增大至（a+3）L（相同條件下）．該烴在組成上必須滿足的基本條件是

 

．

Answer 1

考點：有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),化學方程式的有關(guān)計算,常見有機化合物的結(jié)構(gòu),有機化學反應的綜合應用

專題：計算題,有機化學基礎(chǔ)

分析：（1）①苯與濃硝酸、濃硫酸的混合物發(fā)生取代反應生成硝基苯；
②乙烯與苯在催化劑加熱條件下發(fā)生加成反應生成苯乙烷；
（2）苯環(huán)、碳碳雙鍵為平面結(jié)構(gòu)，碳碳三鍵為直線結(jié)構(gòu)，以此分析；
（3）根據(jù)C原子、H原子守恒，判斷C₈H₁₈裂化可能發(fā)生的反應情況，根據(jù)反應情況判斷1molC₈H₁₈裂化所得的混合氣體的物質(zhì)的量的范圍，再根據(jù)極限法計算平均相對分子質(zhì)量的范圍；
（4）400K水為氣體，設(shè)烴為CxHy，由CxHy+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O，利用氣體體積差量計算．

解答： 解：（1）①苯與濃硝酸、濃硫酸的混合物發(fā)生取代反應生成硝基苯，反應的方程式為，
故答案為：；
②乙烯與苯在催化劑加熱條件下發(fā)生加成反應生成苯乙烷，反應為，
故答案為：；


（2）苯環(huán)、碳碳雙鍵為平面結(jié)構(gòu)，碳碳三鍵為直線結(jié)構(gòu)，則中與苯環(huán)相連的C、苯環(huán)上6個C、碳碳雙鍵中的2個C、碳碳三鍵中的2個C及CH中的C一定共面，由CH上的C為四面體構(gòu)型，可3個原子共面，則2個甲基中由1個C與前面12個C原子共面，即最多13個C原子共面，
故答案為：13；
（3）按照題目所給C₈H₁₈的裂化產(chǎn)物考慮，C₈H₁₈裂化可能發(fā)生的反應共有以下幾種：
①C₈H₁₈→C₄H₈+C₃H₆+CH₄
②C₈H₁₈→C₄H₈+C₂H₄+C₂H₆
③C₈H₁₈→2C₃H₆+C₂H₆
④C₈H₁₈→C₃H₆+2C₂H₄+CH₄
⑤C₈H₁₈→3C₂H₄+C₂H₆
以上反應①、②、③是1molC₈H₁₈裂化生成3mol混合氣體；④、⑤反應是1molC₈H₁₈裂化生成4mol混合氣體．要得到題目所述的混合氣體，按①、②、③反應就可以實現(xiàn)；但是按④、⑤反應并不能得到題目所述的混合氣體，至少需要①、②中的一個反應參與或者共同參與，③也有可能同時參與．
這樣1molC₈H₁₈裂化所得的混合氣體的物質(zhì)的量為3mol≤n＜4mol，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量

1mol×114g/mol

4mol

＜

.

M

≤

1mol×114g/mol

3mol

，
即平均相對分子質(zhì)量為28.5＜M_r≤38，
故答案為：28.5＜M≤38；
（4）400K水為氣體，設(shè)烴為CxHy，由CxHy+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O，
由CxHy+（x+

y

4

）O₂

點燃

xCO₂+

y

2

H₂O△V
    1     x+

y

4

        x   

y

2

   

y

4

-1
   1.5L                          （a+3-a-1.5）L=1.5L
則

y

4

-1=1，解得y=8，該烴在組成上必須滿足的基本條件是C_xH₈，
故答案為：C_xH₈．

點評：本題考查較綜合，涉及有機物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、有機反應方程式的書寫、混合物的計算等，側(cè)重分析能力、計算能力的綜合考查，綜合性較強，題目難度中等．