Question

美籍埃及人泽维尔用激光闪烁照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程，因而获得1999年诺贝尔化学奖．激光有很多用途，例如波长为10.3 微米的红外激光能切断B（CH₃）₃分子中的一个B-C键，使之与HBr发生取代反应：B（CH₃）₃+HBr→B（CH₃）₂Br+CH₄而利用9.6微米的红外激光却能切断两个B-C键，并与HBr发生二元取代反应．
（1）试写出二元取代的化学方程式：

 

（2）利用5.6g B（CH₃）₃和9.72g HBr正好完全反应，则生成物中甲烷的物质的量为

 

，其他两种产物的物质的量之比为

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）由反应信息可知，B（CH₃）₃分子中的一个B-C键断裂，Br原子取代甲基，甲基与H原子结合生成甲烷，故B（CH₃）₃和HBr反应生成其二溴代物为B（CH₃）Br₂，1molB（CH₃）₃发生二溴取代同时生成2mol甲烷；
（2）根据n=

m

M

计算5.6g B（CH₃）₃和9.72g HBr的物质的量，假设生成的B（CH₃）₂Br为xmol，生成B（CH₃）Br₂为ymol，结合B原子及溴原子守恒列方程计算，根据C原子守恒计算甲烷的物质的量．

解答： 解：（1）由反应信息可知，B（CH₃）₃分子中的一个B-C键断裂，Br原子取代甲基，甲基与H原子结合生成甲烷，B（CH₃）₃和HBr反应生成其二溴代物为B（CH₃）Br₂，1molB（CH₃）₃发生二溴取代同时生成2mol甲烷，反应方程式为：B（CH₃）Br₂+2HBr

9.6微米红外激光

B（CH₃）Br₂+2CH₄，
故答案为：B（CH₃）Br₂+2HBr

9.6微米红外激光

B（CH₃）Br₂+2CH₄；
（2）5.6g B（CH₃）₃的物质的量为

5.6g

56g/mol

=0.1mol，9.72g HBr的物质的量为

9.72g

81g/mol

=0.12mol，
假设生成的B（CH₃）₂Br为xmol，生成B（CH₃）Br₂为ymol，根据B原子及溴原子守恒，则：

x+y=0.1 x+2y=0.12

解得：x=0.08，y=0.02，
故B（CH₃）₂Br与B（CH₃）Br₂的物质的量之比为：0.08mol：0.02mol=4：1，
由碳原子守恒可知，甲烷的物质的量=0.1mol×3-0.08mol×2-0.02mol=0.12mol，
答：0.12mol；n[B（CH₃）₂Br]：n[B（CH₃） Br₂]=4：1．

点评：本题考查根据方程式的计算，难度不大，理解发生取代反应的原理是解题的关键，注意根据守恒进行计算．