Question

在烷烃分子中的基团-CH₃、  中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n₁、n₂、n₃、n₄表示．
例如： 分子中n₁=6、n₂=1、n₃=2、n₄=1．试根据不同烷烃的组成结构，分析出烷烃（除甲烷外）各原子数的关系．
（1）烷烃分子中氢原子数n₀与n₁、n₂、n₃、n₄之间的关系是：n₀=

 

或n₀=

 

．
（2）4种碳原子数之间的关系是n₁=

 

．
（3）若某分子中n₂=n₃=n₄=1，该烷烃的可能是

 

．（任写一种的名称）

Answer 1

考点：有机化合物中碳的成键特征,物质结构中的化学键数目计算

专题：化学键与晶体结构,有机化学基础

分析：（1）根据烷烃通式确定C原子与H原子之间的数量关系，或根据伯、仲、叔、季碳原子上含有H原子数目确定；
（2）由（1）中的关系式确定；
（3）根据（2）中关系式求出碳原子总数，写出分子式，写出符号条件的可能的同分异构体，据此解答．

解答： 解：（1）由于烷烃的通式为C_nH_2n+2，C原子与H原子之间的数量关系为n₀=2（n₁+n₂+n₃+n₄）+2，伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0，所以C原子与H原子之间的数量关系为n₀=3n₁+2n₂+n₃，
故答案为：2（n₁+n₂+n₃+n₄）+2；3n₁+2n₂+n₃；
（2）由（1）中可得，2（n₁+n₂+n₃+n₄）+2=3n₁+2n₂+n₃，故n₃+2n₄+2=n₁，
故答案为：n₃+2n₄+2；
（3）由（2）中n₃+2n₄+2=n₁，当n₂=n₃=n₄=1时，n₁=5，碳原子总数为8，则该烷烃的分子式为C₈H₁₈，满足n₂=n₃=n₄=1的结构可能有3种：（CH₃）₃CCH（CH₃）CH₂CH₃ 2，2，3-三甲基戊烷、（CH₃）₃CCH₂CH（CH₃）₂ 2，2，4-三甲基戊烷、（CH₃）₂CHC（CH₃）₂CH₂CH₃2，3，3-三甲基戊烷，
故答案为：（CH₃）₃CCH（CH₃）CH₂CH₃ 2，2，3-三甲基戊烷、或（CH₃）₃CCH₂CH（CH₃）₂ 2，2，4-三甲基戊烷、或（CH₃）₂CHC（CH₃）₂CH₂CH₃2，3，3-三甲基戊烷；

点评：本题考查同分异构体书写，烷烃中C原子与H原子之间的数量关系，题目难度中等，限制条件的同分异构体书写是高考的热点，也是难点，平时加强练习．