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12.在烷烃分子中的基团: 中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子,数目分别用N1、N2、N3、N4表示.例如:

分子中,N1=6,N2=1,N3=2,N4=1.试根据不同烷烃的组成结构,分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系.
(1)烷烃分子中氢原子数N0与N1、N2、N3、N4之间的关系是N0=2(N1+N2+N3+N4)+2或3N1+2N2+N3
(2)4种碳原子数之间的关系为N1=N3+2N4+2
(3)若分子中N2=N3=N4=1,则该分子的结构简式可能为(任写一种)(CH33CCH(CH3)CH2CH3

分析 (1)根据烷烃通式确定C原子与H原子之间的数量关系;或根据伯、仲、叔、季碳原子上含有H原子数目确定;
(2)由(1)中的关系式确定;
(3)根据(2)中关系式求出碳原子总数,写出分子式,写出符号条件的可能的同分异构体,据此解答.

解答 解:(1)由于烷烃的通式为CnH2n+2,C原子与H原子之间的数量关系为N0=2(N1+N2+N3+N4)+2,伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0,所以C原子与H原子之间的数量关系为N0=3N1+2N2+N3
故答案为:2(N1+N2+N3+N4)+2或3N1+2N2+N3
(2)由(1)中可得,2(N1+N2+N3+N4)+2=3N1+2N2+N3,故N3+2N4+2=N1
故答案为:N3+2N4+2;
(3)由(2)中N3+2N4+2,当N2=N3=N4=1时,N1=5,碳原子总数为8,则该烷烃的分子式为C8H18,满足N2=N3=N4=1的结构可能有3种:(CH33CCH(CH3)CH2CH3 、(CH33CCH2CH(CH32、(CH32CHC(CH32CH2CH3
故答案为:(CH33CCH(CH3)CH2CH3

点评 本题考查同分异构体书写,烷烃中C原子与H原子之间的数量关系,题目难度中等,限制条件的同分异构体书写是高考的热点,也是难点,平时加强练习.

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