Question

12．在烷烴分子中的基團： 中的碳原子分別稱為伯、仲、叔、季碳原子，數目分別用N₁、N₂、N₃、N₄表示．例如：

分子中，N₁=6，N₂=1，N₃=2，N₄=1．試根據不同烷烴的組成結構，分析出烷烴（除甲烷外）中各原子數的關系．
（1）烷烴分子中氫原子數N₀與N₁、N₂、N₃、N₄之間的關系是N₀=2（N₁+N₂+N₃+N₄）+2或3N₁+2N₂+N₃
（2）4種碳原子數之間的關系為N₁=N₃+2N₄+2
（3）若分子中N₂=N₃=N₄=1，則該分子的結構簡式可能為（任寫一種）（CH₃）₃CCH（CH₃）CH₂CH₃ ．

Answer 1

分析 （1）根據烷烴通式確定C原子與H原子之間的數量關系；或根據伯、仲、叔、季碳原子上含有H原子數目確定；
（2）由（1）中的關系式確定；
（3）根據（2）中關系式求出碳原子總數，寫出分子式，寫出符號條件的可能的同分異構體，據此解答．

解答 解：（1）由于烷烴的通式為C_nH_2n+2，C原子與H原子之間的數量關系為N₀=2（N₁+N₂+N₃+N₄）+2，伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子數目分別為3、2、1、0，所以C原子與H原子之間的數量關系為N₀=3N₁+2N₂+N₃，
故答案為：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，
故答案為：N₃+2N₄+2；
（3）由（2）中N₃+2N₄+2，當N₂=N₃=N₄=1時，N₁=5，碳原子總數為8，則該烷烴的分子式為C₈H₁₈，滿足N₂=N₃=N₄=1的結構可能有3種：（CH₃）₃CCH（CH₃）CH₂CH₃ 、（CH₃）₃CCH₂CH（CH₃）₂、（CH₃）₂CHC（CH₃）₂CH₂CH₃，
故答案為：（CH₃）₃CCH（CH₃）CH₂CH₃ ．

點評 本題考查同分異構體書寫，烷烴中C原子與H原子之間的數量關系，題目難度中等，限制條件的同分異構體書寫是高考的熱點，也是難點，平時加強練習．