Question

1．（1）為測定一種氣態烴A的化學式，取標準狀況下一定體積的A置于密閉容器中，再通入一定體積的O₂，用電火花引燃，定性實驗表明產物是CO₂、CO和水蒸氣．相關方案如下：（箭頭表示氣體流向，實驗前系統內空氣已排除）

試回答（不要求寫計算過程）：
A的實驗式（最簡式）是C₂H₅，根據所學知識，氣態烴A的分子式為C₄H₁₀．
（2）質子核磁共振（PMR）是研究有機物結構的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一個結構中的等性氫原子的PMR譜中都給出了相應的峰（信號），譜中峰的強度與結構中的等性氫原子數成正比．現有某有機物，化學式為C₆H₁₂．已知該物質可能存在多種結構，a、b、c是其中的三種，請根據下列要求填空：
①a與氫氣加成生成2-甲基戊烷，則a的可能結構有4種．
②b能使溴水和酸性高錳酸鉀褪色，核磁共振氫譜PMR譜中只有一個信號，則b的結構簡式為：（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，其命名為：2，3-二甲基-2-丁烯
③c不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，不能與溴水加成褪色，可萃取溴水中的溴；PMR譜中也只有一個信號，則c的結構簡式為：．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸增重為生成水的質量，堿石灰增重為燃燒生成二氧化碳的質量，通過堿石灰后的氣體燃燒又生成0.88g二氧化碳，說明烴燃燒時有CO生成，計算水的物質的量、二氧化碳總物質的量，根據原子守恒確定烴的實驗式，烷烴分子中H原子數目達最大，烷烴通式為C_nH_2n+2，且烴分子中H原子為偶數，進而確定其分子式；
（2）①a的化學式為C₆H₁₂，與氫氣加成生成2-甲基戊烷，則a為烯烴，2-甲基戊烷結構簡式為（CH₃）₂CHCH₂CH₂CH₃，利用還原碳碳雙鍵方法確定a的可能數目，相連碳原子上均至少含有1個H原子可以形成碳碳雙鍵；
②b能使溴水和酸性高錳酸鉀褪色，含有碳碳雙鍵，PMR譜中只有一個信號，分子中只有1種H原子，應含有4個甲基，分別連接碳碳雙鍵上；
③c不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，不能與溴水加成褪色，不含不飽和鍵，可萃取溴水中的溴，PMR譜中也只有一個信號，應為環己烷．

解答 解：（1）濃硫酸增重為生成水的質量，其物質的量為$\frac{1.35g}{18g/mol}$=0.075mol，故n（H）=0.15mol，堿石灰增重為燃燒生成二氧化碳的質量，通過堿石灰后的氣體燃燒又生成0.88g二氧化碳，說明烴燃燒時有CO生成，二氧化碳總物質的量為$\frac{1.76g+0.88g}{44g/mol}$=0.06mol，即n（C）=0.06mol，則烴分子中N（C）：N（H）=0.06：0.15=2：5，故該烴的實驗式為C₂H₅，烷烴分子中H原子數目達最大，烷烴通式為C_nH_2n+2，令該烴分子式為C_2aH_5a，則5a≤4a+2，解得a≤2，由于烴分子中H原子為偶數，a只能取2，故該烴的分子式為：C₄H₁₀，
故答案為：C₂H₅；C₄H₁₀；
（2）①a的化學式為C₆H₁₂，與氫氣加成生成2-甲基戊烷，則a為烯烴，2-甲基戊烷結構簡式為（CH₃）₂CHCH₂CH₂CH₃，相連碳原子上均至少含有1個H原子可以形成碳碳雙鍵，故符合條件的a的有4種，
故答案為：4；
②b能使溴水和酸性高錳酸鉀褪色，含有碳碳雙鍵，PMR譜中只有一個信號，分子中只有1種H原子，應含有4個甲基，分別連接碳碳雙鍵上，則b的結構簡式為（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，名稱為：2，3-二甲基-2-丁烯，
故答案為：（CH₃）₂C=C（CH₃）₂；2，3-二甲基-2-丁烯；
③c不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，不能與溴水加成褪色，不含不飽和鍵，可萃取溴水中的溴，PMR譜中也只有一個信號，c應為環己烷，結構簡式為，
故答案為：．

點評 本題考查有機物分子式確定、限制條件同分異構體的書寫等，（1）中注意利用烴的最簡式、結合烷烴的通式判斷分子式，難度中等．