Question

（1）写出下列反应的化学方程式：
①苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物反应（60℃）：

 

．
②乙烯与苯在催化剂加热条件下反应：

 

．
（2）某有机分子结构如下：

该分子中最多有

 

个C原子共处同一平面
（3）将C₈H₁₈完全裂化，生成的产物中只有C₄H₈、CH₄、C₃H₆、C₂H₆、C₂H₄，则气体产物的平均相对分子量取值范围为

 

．
（4）400K、101.3kPa时，1.5L某烃蒸气能在aL氧气中完全燃烧，体积增大至（a+3）L（相同条件下）．该烃在组成上必须满足的基本条件是

 

．

Answer 1

考点：有机物的结构和性质,化学方程式的有关计算,常见有机化合物的结构,有机化学反应的综合应用

专题：计算题,有机化学基础

分析：（1）①苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物发生取代反应生成硝基苯；
②乙烯与苯在催化剂加热条件下发生加成反应生成苯乙烷；
（2）苯环、碳碳双键为平面结构，碳碳三键为直线结构，以此分析；
（3）根据C原子、H原子守恒，判断C₈H₁₈裂化可能发生的反应情况，根据反应情况判断1molC₈H₁₈裂化所得的混合气体的物质的量的范围，再根据极限法计算平均相对分子质量的范围；
（4）400K水为气体，设烃为CxHy，由CxHy+（x+

y

4

）O₂

点燃

xCO₂+

y

2

H₂O，利用气体体积差量计算．

解答： 解：（1）①苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物发生取代反应生成硝基苯，反应的方程式为，
故答案为：；
②乙烯与苯在催化剂加热条件下发生加成反应生成苯乙烷，反应为，
故答案为：；


（2）苯环、碳碳双键为平面结构，碳碳三键为直线结构，则中与苯环相连的C、苯环上6个C、碳碳双键中的2个C、碳碳三键中的2个C及CH中的C一定共面，由CH上的C为四面体构型，可3个原子共面，则2个甲基中由1个C与前面12个C原子共面，即最多13个C原子共面，
故答案为：13；
（3）按照题目所给C₈H₁₈的裂化产物考虑，C₈H₁₈裂化可能发生的反应共有以下几种：
①C₈H₁₈→C₄H₈+C₃H₆+CH₄
②C₈H₁₈→C₄H₈+C₂H₄+C₂H₆
③C₈H₁₈→2C₃H₆+C₂H₆
④C₈H₁₈→C₃H₆+2C₂H₄+CH₄
⑤C₈H₁₈→3C₂H₄+C₂H₆
以上反应①、②、③是1molC₈H₁₈裂化生成3mol混合气体；④、⑤反应是1molC₈H₁₈裂化生成4mol混合气体．要得到题目所述的混合气体，按①、②、③反应就可以实现；但是按④、⑤反应并不能得到题目所述的混合气体，至少需要①、②中的一个反应参与或者共同参与，③也有可能同时参与．
这样1molC₈H₁₈裂化所得的混合气体的物质的量为3mol≤n＜4mol，所以混合气体的平均摩尔质量

1mol×114g/mol

4mol

＜

.

M

≤

1mol×114g/mol

3mol

，
即平均相对分子质量为28.5＜M_r≤38，
故答案为：28.5＜M≤38；
（4）400K水为气体，设烃为CxHy，由CxHy+（x+

y

4

）O₂

点燃

xCO₂+

y

2

H₂O，
由CxHy+（x+

y

4

）O₂

点燃

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
则

y

4

-1=1，解得y=8，该烃在组成上必须满足的基本条件是C_xH₈，
故答案为：C_xH₈．

点评：本题考查较综合，涉及有机物结构与性质、有机反应方程式的书写、混合物的计算等，侧重分析能力、计算能力的综合考查，综合性较强，题目难度中等．