Question

15．回答下列问题：
（1）“辛烷值”用来表示汽油的质量，汽油中异辛烷的爆震程度最小，将其辛烷值标定为100，如图是异辛烷的球棍模型，则异辛烷的系统命名为2，2，4-三甲基戊烷
（2）若某共价化合物分子中只含有C、N、O、H四种元素，且以n（C）、n（N）和n（O）分别表示C、N和O的原子数目，则H原子数目最多等于2n（C）+n（N）+2；
（3）某有机物A含有C、H、O三种元素，其蒸气密度是相同条件下H₂密度的29倍，把1.16g该有机物在O₂中充分燃烧，将生成物通过足量碱石灰，碱石灰增重3.72g，又知生成的CO₂和H₂O的物质的量之比为1：1．
①有机物A的分子式C₃H₆O；
②该有机物的红外光谱显示该分子是有一个羟基，无甲基的链状结构，请写出A的结构简式CH₂=CHCH₂OH．

Answer 1

分析 （1）先根据球棍模型写出该有机物的结构简式为，由烷烃的系统命名法可知其名称；
（2）根据要使H原子最多，分子中就不能有双键，n（C）最多能结合2n（C）+2个H（烷烃），n（N）最多能结合n（N）+2个H原子（可以推导出：NH₃、NH₂-NH₂、NH₂-NH-NH₂、…），碳链和氮链连在一起，各自还要去掉2个H，当O作为-OH存在时，H原子数目最多，且O的存在不影响H原子的个数来分析；
（3）有机物A的相对分子质量=29×2=58，1.16g有机物A的物质的量=1.16g÷58g/mol=0.02mol，设1.16g有机物A燃烧生成CO₂的为xmol，则H₂O的也为xmol，故44x+18x=3.72，计算出x根据质量守恒定律确定A的分子式；
②有机物分子式为C₃H₆O，该有机物分子有一个羟基，无甲基的链状结构，根据其不饱和度及分子式确定其结构简式．

解答 解：（1）解：根据异辛烷的球棍模型可知其结构简式图：，根据烷烃的命名原则，最长碳链有5个碳原子，取代基3个，都为甲基，距两端碳原子相等，支链编号之和最小，右边的端碳原子为1号碳原子，其系统命名为：2，2，4-三甲基戊烷，
故答案为：2，2，4-三甲基戊烷；
（2）要使H原子最多，分子中就不能有双键，n（C）最多能结合2n（C）+2个H（烷烃），n（N）最多能结合n（N）+2个H原子（可以推导出：NH₃、NH₂-NH₂、NH₂-NH-NH₂、…），碳链和氮链连在一起，各自还要去掉1个H，当O作为-OH存在时，H原子数目最多，且O的存在不影响H原子的个数，所以形成一个分子中，最多有H原子：2n（C）+2+n（N）+2-2=2n（C）+n（N）+2，
故答案为：2n（C）+n（N）+2；
（3）①有机物A的相对分子质量为：29×2=58，1.16g有机物A的物质的量为：1.16g÷58g/mol=0.02mol，
设1.16g有机物A燃烧生成CO₂的为xmol，则H₂O的也为xmol，故44x+18x=3.72，解得：x=0.06，故有机物分子C原子数目为：$\frac{0.06mol}{0.02mol}$=3、H原子数目为：$\frac{0.06mol×2}{0.02mol}$=6、O原子数目为：$\frac{58-12×3-6}{16}$=1，则有机物分子式为C₃H₆O，
故答案为：C₃H₆O；
②该有机物的分子式为C₃H₆O，分子有一个羟基，无甲基的链状结构，故有机物A的结构简式为：CH₂=CHCH₂OH，
故答案为：CH₂=CHCH₂OH．

点评 本题考查了有机物分子式、结构简式的确定，题目难度中等，注意掌握常见有机物结构与性质，明确有机物的命名方法，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力．