Question

7．I．乙烯是由裂解气的主要成分，它的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平．如图是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生乙烯并检验其性质的实验，完成下列问题．

（1）A中碎瓷片的作用是催化作用．
（2）B中反应类型是氧化反应．C中实验现象是溴的四氯化碳溶液褪色．
II．现有CH₄、C₂H₄、C₆H₆三种有机化合物：
（3）等质量的以上物质完全燃烧时耗去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）分子式为C₉H₁₂的苯的同系物有8种，若在苯环上发生硝化反应时，生成的一硝基取代物只有一种，该烃的结构简式为．
（5）分子中含有22 个共价键的烷烃，烷烃的分子式：C₇H₁₆．
（6）支链只有一个乙基且式量最小的烷烃的结构简式，其名称为3-乙基戊烷．
（7）将某种烷烃进行氯代反应，测出一氯代物有4种．3.6g 该烃完全生成一氯代物时，放出的气体用蒸馏水完全吸收，所得溶液用0.1mol•L^-1NaOH 溶液500mL恰好中和．则此烷烃的分子式为C₅H₁₂，其结构简式为CH₃CH₂CH（CH₃）₂．

Answer 1

分析 I．石蜡在碎瓷片的作用下发生裂解生成乙烯，B用于检验乙烯，乙烯可与高锰酸钾发生氧化还原反应而使高锰酸钾溶液褪色，C用于检验乙烯发生加成反应的性质；
II．在质量相等时分子组成中含氢量越高，生成的水越多；等质量的烃完全燃烧，H元素质量分数越大，耗氧量越大，含碳量越高生成的二氧化碳越多；
III．（4）分子式为C₉H₁₂的单环芳烃的同分异构体有二种丙苯：正丙苯和异丙苯，三种甲乙苯：邻间对三种，三种三甲苯：邻三甲苯、偏三甲苯和均三甲苯等；
（5）烷烃的组成为C_nH_2n+2，含有的共价键数目为3n+1；
（6）烷烃中含有取代基乙基，则主链至少含有5个C原子，据此写出满足条件的烷烃的结构简式；
（7）烃与氯气发生取代反应生成一氯代烃，关系式为C_nH_2n+2～C_nH_2n+1Cl～HCl～NaOH，反应消耗NaOH为0.5L×0.1mol/L=0.01mol，则一氯代烃的物质的量为0.01mol，故链烃的物质的量为0.01mol，则链烃的相对分子质量为$\frac{3.6g}{0.05mol}$=72g/mol，由于$\frac{72}{14}$=5…2，属于烷烃，该烃分子式为C₅H₁₂，该烃的一氯代物有4种，该烃分子中只有4种氢原子，以此解答．

解答 解：I．（1）由题意：石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生乙烯，可知其作用主要是催化剂，加快反应速率，故答案为：催化作用；
（2）乙烯可以被KMnO₄氧化，生成CO₂，发生的是氧化反应；乙烯中含有一个碳碳双键，可以和溴发生加成反应，使溴的四氯化碳溶液褪色，
故答案为：氧化反应；溴的四氯化碳溶液褪色；
（3）等质量的以上三种物质完全燃烧时，CH₄中H元素质量分数大于C₂H₄、C₆H₆中H元素质量分数，故等质量的有机物完全燃烧，CH₄耗氧量较大，生成水最多的也是CH₄，
C₆H₆的含碳量最高，则等质量时生成的二氧化碳最多，
故答案为：CH₄；C₆H₆；CH₄；
III．（4）分子式为C₉H₁₂的单环芳烃共有八种同分异构体，其中二种丙苯：正丙苯和异丙苯，三种甲乙苯：邻间对三种，三种三甲苯：邻三甲苯、偏三甲苯和均三甲苯，共8种，分别为，苯环上只有一种取代物说明该芳香烃的苯环中只有一种氢原子，只有均三甲苯符合，结构简式为，
故答案为：8；；
（5）烷烃的组成为C_nH_2n+2，含有的共价键数目为3n+1，该烷烃有22个共价键，则：3n+1=22，解得n=7，所以该烷烃中碳原子数目为7，分子式为C₇H₁₆．
故答案为：C₇H₁₆；
（6）乙基至少在3号位，只有一个乙基，则主链最少含有5个C，则式量最小的烷烃的结构简式为，为3-乙基戊烷，
故答案为：；3-乙基戊烷；
（7）烃与氯气发生取代反应生成一氯代烃，关系式为C_nH_2n+2～C_nH_2n+1Cl～HCl～NaOH，反应消耗NaOH为0.5L×0.1mol/L=0.01mol，则一氯代烃的物质的量为0.01mol，故链烃的物质的量为0.01mol，则链烃的相对分子质量为$\frac{3.6g}{0.05mol}$=72g/mol，由于$\frac{72}{14}$=5…2，属于烷烃，该烃分子式为C₅H₁₂，该烃的一氯代物有4种，该烃分子中只有4种氢原子，应为CH₃CH₂CH（CH₃）₂，
故答案为：C₅H₁₂；CH₃CH₂CH（CH₃）₂．

点评 本题考查较为综合，涉及石蜡的裂解以及有机物推断，注意把握物质的性质以及实验原理，把握有机物的推断方法和分子式的计算，结合相对分子质量利用商除法确定分子式，难度不大．