Question

7．I．乙烯是由裂解氣的主要成分，它的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工水平．如圖是石蠟油在熾熱碎瓷片的作用下產(chǎn)生乙烯并檢驗其性質(zhì)的實驗，完成下列問題．

（1）A中碎瓷片的作用是催化作用．
（2）B中反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)．C中實驗現(xiàn)象是溴的四氯化碳溶液褪色．
II．現(xiàn)有CH₄、C₂H₄、C₆H₆三種有機化合物：
（3）等質(zhì)量的以上物質(zhì)完全燃燒時耗去O₂的量最多的是CH₄．生成二氧化碳最多的是C₆H₆，生成水最多的是CH₄．
III．（4）分子式為C₉H₁₂的苯的同系物有8種，若在苯環(huán)上發(fā)生硝化反應(yīng)時，生成的一硝基取代物只有一種，該烴的結(jié)構(gòu)簡式為．
（5）分子中含有22 個共價鍵的烷烴，烷烴的分子式：C₇H₁₆．
（6）支鏈只有一個乙基且式量最小的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式，其名稱為3-乙基戊烷．
（7）將某種烷烴進行氯代反應(yīng)，測出一氯代物有4種．3.6g 該烴完全生成一氯代物時，放出的氣體用蒸餾水完全吸收，所得溶液用0.1mol•L^-1NaOH 溶液500mL恰好中和．則此烷烴的分子式為C₅H₁₂，其結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂CH（CH₃）₂．

Answer 1

分析 I．石蠟在碎瓷片的作用下發(fā)生裂解生成乙烯，B用于檢驗乙烯，乙烯可與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使高錳酸鉀溶液褪色，C用于檢驗乙烯發(fā)生加成反應(yīng)的性質(zhì)；
II．在質(zhì)量相等時分子組成中含氫量越高，生成的水越多；等質(zhì)量的烴完全燃燒，H元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，耗氧量越大，含碳量越高生成的二氧化碳越多；
III．（4）分子式為C₉H₁₂的單環(huán)芳烴的同分異構(gòu)體有二種丙苯：正丙苯和異丙苯，三種甲乙苯：鄰間對三種，三種三甲苯：鄰三甲苯、偏三甲苯和均三甲苯等；
（5）烷烴的組成為C_nH_2n+2，含有的共價鍵數(shù)目為3n+1；
（6）烷烴中含有取代基乙基，則主鏈至少含有5個C原子，據(jù)此寫出滿足條件的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式；
（7）烴與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯代烴，關(guān)系式為C_nH_2n+2～C_nH_2n+1Cl～HCl～NaOH，反應(yīng)消耗NaOH為0.5L×0.1mol/L=0.01mol，則一氯代烴的物質(zhì)的量為0.01mol，故鏈烴的物質(zhì)的量為0.01mol，則鏈烴的相對分子質(zhì)量為$\frac{3.6g}{0.05mol}$=72g/mol，由于$\frac{72}{14}$=5…2，屬于烷烴，該烴分子式為C₅H₁₂，該烴的一氯代物有4種，該烴分子中只有4種氫原子，以此解答．

解答 解：I．（1）由題意：石蠟油在熾熱碎瓷片的作用下產(chǎn)生乙烯，可知其作用主要是催化劑，加快反應(yīng)速率，故答案為：催化作用；
（2）乙烯可以被KMnO₄氧化，生成CO₂，發(fā)生的是氧化反應(yīng)；乙烯中含有一個碳碳雙鍵，可以和溴發(fā)生加成反應(yīng)，使溴的四氯化碳溶液褪色，
故答案為：氧化反應(yīng)；溴的四氯化碳溶液褪色；
（3）等質(zhì)量的以上三種物質(zhì)完全燃燒時，CH₄中H元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于C₂H₄、C₆H₆中H元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故等質(zhì)量的有機物完全燃燒，CH₄耗氧量較大，生成水最多的也是CH₄，
C₆H₆的含碳量最高，則等質(zhì)量時生成的二氧化碳最多，
故答案為：CH₄；C₆H₆；CH₄；
III．（4）分子式為C₉H₁₂的單環(huán)芳烴共有八種同分異構(gòu)體，其中二種丙苯：正丙苯和異丙苯，三種甲乙苯：鄰間對三種，三種三甲苯：鄰三甲苯、偏三甲苯和均三甲苯，共8種，分別為，苯環(huán)上只有一種取代物說明該芳香烴的苯環(huán)中只有一種氫原子，只有均三甲苯符合，結(jié)構(gòu)簡式為，
故答案為：8；；
（5）烷烴的組成為C_nH_2n+2，含有的共價鍵數(shù)目為3n+1，該烷烴有22個共價鍵，則：3n+1=22，解得n=7，所以該烷烴中碳原子數(shù)目為7，分子式為C₇H₁₆．
故答案為：C₇H₁₆；
（6）乙基至少在3號位，只有一個乙基，則主鏈最少含有5個C，則式量最小的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式為，為3-乙基戊烷，
故答案為：；3-乙基戊烷；
（7）烴與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯代烴，關(guān)系式為C_nH_2n+2～C_nH_2n+1Cl～HCl～NaOH，反應(yīng)消耗NaOH為0.5L×0.1mol/L=0.01mol，則一氯代烴的物質(zhì)的量為0.01mol，故鏈烴的物質(zhì)的量為0.01mol，則鏈烴的相對分子質(zhì)量為$\frac{3.6g}{0.05mol}$=72g/mol，由于$\frac{72}{14}$=5…2，屬于烷烴，該烴分子式為C₅H₁₂，該烴的一氯代物有4種，該烴分子中只有4種氫原子，應(yīng)為CH₃CH₂CH（CH₃）₂，
故答案為：C₅H₁₂；CH₃CH₂CH（CH₃）₂．

點評 本題考查較為綜合，涉及石蠟的裂解以及有機物推斷，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實驗原理，把握有機物的推斷方法和分子式的計算，結(jié)合相對分子質(zhì)量利用商除法確定分子式，難度不大．