Question

（1）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①苯與濃硝酸、濃硫酸的混合物反應(yīng)（60℃）：

 

．
②乙烯與苯在催化劑加熱條件下反應(yīng)：

 

．
（2）某有機(jī)分子結(jié)構(gòu)如下：

該分子中最多有

 

個(gè)C原子共處同一平面
（3）將C₈H₁₈完全裂化，生成的產(chǎn)物中只有C₄H₈、CH₄、C₃H₆、C₂H₆、C₂H₄，則氣體產(chǎn)物的平均相對(duì)分子量取值范圍為

 

．
（4）400K、101.3kPa時(shí)，1.5L某烴蒸氣能在aL氧氣中完全燃燒，體積增大至（a+3）L（相同條件下）．該烴在組成上必須滿足的基本條件是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,常見有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu),有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的綜合應(yīng)用

專題：計(jì)算題,有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)

分析：（1）①苯與濃硝酸、濃硫酸的混合物發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯；
②乙烯與苯在催化劑加熱條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成苯乙烷；
（2）苯環(huán)、碳碳雙鍵為平面結(jié)構(gòu)，碳碳三鍵為直線結(jié)構(gòu)，以此分析；
（3）根據(jù)C原子、H原子守恒，判斷C₈H₁₈裂化可能發(fā)生的反應(yīng)情況，根據(jù)反應(yīng)情況判斷1molC₈H₁₈裂化所得的混合氣體的物質(zhì)的量的范圍，再根據(jù)極限法計(jì)算平均相對(duì)分子質(zhì)量的范圍；
（4）400K水為氣體，設(shè)烴為CxHy，由CxHy+（x+

y

4

）O₂

點(diǎn)燃

xCO₂+

y

2

H₂O，利用氣體體積差量計(jì)算．

解答： 解：（1）①苯與濃硝酸、濃硫酸的混合物發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯，反應(yīng)的方程式為，
故答案為：；
②乙烯與苯在催化劑加熱條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成苯乙烷，反應(yīng)為，
故答案為：；


（2）苯環(huán)、碳碳雙鍵為平面結(jié)構(gòu)，碳碳三鍵為直線結(jié)構(gòu)，則中與苯環(huán)相連的C、苯環(huán)上6個(gè)C、碳碳雙鍵中的2個(gè)C、碳碳三鍵中的2個(gè)C及CH中的C一定共面，由CH上的C為四面體構(gòu)型，可3個(gè)原子共面，則2個(gè)甲基中由1個(gè)C與前面12個(gè)C原子共面，即最多13個(gè)C原子共面，
故答案為：13；
（3）按照題目所給C₈H₁₈的裂化產(chǎn)物考慮，C₈H₁₈裂化可能發(fā)生的反應(yīng)共有以下幾種：
①C₈H₁₈→C₄H₈+C₃H₆+CH₄
②C₈H₁₈→C₄H₈+C₂H₄+C₂H₆
③C₈H₁₈→2C₃H₆+C₂H₆
④C₈H₁₈→C₃H₆+2C₂H₄+CH₄
⑤C₈H₁₈→3C₂H₄+C₂H₆
以上反應(yīng)①、②、③是1molC₈H₁₈裂化生成3mol混合氣體；④、⑤反應(yīng)是1molC₈H₁₈裂化生成4mol混合氣體．要得到題目所述的混合氣體，按①、②、③反應(yīng)就可以實(shí)現(xiàn)；但是按④、⑤反應(yīng)并不能得到題目所述的混合氣體，至少需要①、②中的一個(gè)反應(yīng)參與或者共同參與，③也有可能同時(shí)參與．
這樣1molC₈H₁₈裂化所得的混合氣體的物質(zhì)的量為3mol≤n＜4mol，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量

1mol×114g/mol

4mol

＜

.

M

≤

1mol×114g/mol

3mol

，
即平均相對(duì)分子質(zhì)量為28.5＜M_r≤38，
故答案為：28.5＜M≤38；
（4）400K水為氣體，設(shè)烴為CxHy，由CxHy+（x+

y

4

）O₂

點(diǎn)燃

xCO₂+

y

2

H₂O，
由CxHy+（x+

y

4

）O₂

點(diǎn)燃

xCO₂+

y

2

H₂O△V
    1     x+

y

4

        x   

y

2

   

y

4

-1
   1.5L                          （a+3-a-1.5）L=1.5L
則

y

4

-1=1，解得y=8，該烴在組成上必須滿足的基本條件是C_xH₈，
故答案為：C_xH₈．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、有機(jī)反應(yīng)方程式的書寫、混合物的計(jì)算等，側(cè)重分析能力、計(jì)算能力的綜合考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．