Question

氣態(tài)烷烴X和氣態(tài)單烯烴Y組成的混合氣體的密度是相同狀況下H2密度的13倍．取標(biāo)準(zhǔn)狀況下該混合氣體8.96L，通入足量溴水中，溴水增重5.6g．請回答：
（1）氣體X的結(jié)構(gòu)簡式是

 

，氣體Y的分子式是

 

；
（2）烴Z是X的同系物，且滿足以下條件：①通常狀況下為氣態(tài)；②有同分異構(gòu)體；③二溴代物有三種．則氣體Z的結(jié)構(gòu)簡式為

 

；
（3）寫出與等物質(zhì)的量的HCl加成后，產(chǎn)物只有一種的Y的結(jié)構(gòu)簡式

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計算

專題：有機(jī)物分子組成通式的應(yīng)用規(guī)律

分析：（1）相同條件下，密度之比等于相對分子質(zhì)量之比，據(jù)此計算混合氣體的相對分子質(zhì)量，進(jìn)而確定含有的烷烴；根據(jù)n=

V

Vm

計算8.96L混合氣體的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算混合氣體的質(zhì)量，溴水質(zhì)量增重5.6g為烯烴的質(zhì)量，進(jìn)而計算烷烴的質(zhì)量與物質(zhì)的量，再計算烯烴的物質(zhì)的量，由烯烴的質(zhì)量與物質(zhì)的量，根據(jù)M=

m

M

計算烯烴的摩爾質(zhì)量，據(jù)此計算烯烴的分子式；
（2）X為烷烴，則Z屬于烷烴，根據(jù)①通常狀況下為氣態(tài)、②有同分異構(gòu)體可知，X只能為丁烷，再根據(jù)丁烷的同分異構(gòu)體正丁烷和異丁烷的二溴代物的數(shù)目進(jìn)行判斷滿足條件的Z的結(jié)構(gòu)簡式；
（3）根據(jù)Y可能的結(jié)構(gòu)簡式判斷與等物質(zhì)的量的HCl加成產(chǎn)物種類確定Y的結(jié)構(gòu)簡式．

解答： 解：（1）在同溫同壓下，混合氣體對氫氣的相對密度為13，故混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為13×2=26，相對分子量小于26的烴只有甲烷，則混合氣體中一定含有甲烷，即X為甲烷；標(biāo)況下8.96L氣體的物質(zhì)的量為

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，故混合氣體的總質(zhì)量為：0.4mol×26g/mol=10.4g，質(zhì)量增重5.6g為烯烴的質(zhì)量，故甲烷的質(zhì)量為：10.4g-5.6g=4.8g，甲烷的物質(zhì)的量為：

4.8g

16g/mol

=0.3mol，烯烴的物質(zhì)的量為：0.4mol-0.3mol=0.1mol，烯烴的摩爾質(zhì)量為：

5.6g

0.1mol

=56g/mol，設(shè)烯烴的組成為（CH₂）_n，故14n=56，解得n=4，故該烯烴Y的分子式為C₄H₈，
故答案為：CH₄；C₄H₈；
（2）烴Z是X的同系物，則Z為烷烴，①通常狀況下為氣態(tài)，Z的碳原子數(shù)目≤4；②有同分異構(gòu)體，由于甲烷、乙烷和丙烷不存在同分異構(gòu)體，則Z為丁烷；丁烷存在正丁烷（CH₃CH₂CH₂CH₃）和異丁烷（CH₃CH（CH₃）₂）兩種同分異構(gòu)體，其中正丁烷的二溴代物有6種，異丁烷的二溴代物有3種，所以Z為異丁烷，其結(jié)構(gòu)簡式為：CH₃CH（CH₃）₂，
故答案為：CH₃CH（CH₃）₂；
（3）Y為的分子式C₄H₈，能夠與氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)，則Y為丁烯，丁烯的同分異構(gòu)體為：①CH₂=CH-CH₂CH₃、②CH₃-CH=CH-CH₃、③CH₂=C（CH₃）₂，其中①、③與HCl的加成產(chǎn)物有2種，而②與HCl加成產(chǎn)物只有1種，所以Y的結(jié)構(gòu)簡式為：CH₃-CH=CH-CH₃，
故答案為：CH₃-CH=CH-CH₃．

點評：本題考查了有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡式的計算，題目難度中等，注意掌握確定有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡式的方法，（1）中確定有機(jī)物的組成及分子式是解得難點、易錯點，需要根據(jù)質(zhì)量守恒、常見烴的組成特點進(jìn)行判斷．