Question

下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题：

(1)下列事实能证明甲烷分子是正四面体结构，而不是平面结构的证据是___。

a．CH₃Cl只有一种结构

b．CH₂Cl₂只有一种结构

c．CHCl₃只有一种结构

d．CCl₄只有一种结构

(2)1molCH₄含__mol共用电子对，1mol某烷烃（C_nH_2n+2)含有__mol共用电子对。

(3)中共面的原子最多有__个。

(4)某烷烃相对分子质量为58，其二氯代物有__种。

(5)若CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₄H₁₀四种烃各为1g，在足量O₂中燃烧，消耗O₂最多的是__。

Answer

b 4 3n+1 13 9 CH4

【解析】

当CH4结构不同(平面结构或立体结构)时，某氯代物的种类不同，若此种情况下氯代物的种类与立体结构相同，则可证明其为立体结构；在烷烃中，有多少个氢原子，就有多少个碳氢键，有多少个碳原子，就有比碳原子数少1的碳碳键；分析甲苯的共平面原子个数时，可从苯和甲烷进行分析；分析烷烃的二氯代物种类时，先确定烷烃的可能结构，再分析讨论其二氯代物的种类；分析一定质量有机物的耗氧量时，可利用其最简式。

(1)不管甲烷分子是平面结构还是正四面体结构，CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种，而CH2Cl2若为立体结构，则有1种结构，若为平面结构，则有2种结构，现结构只有1种，所以为立体结构，故证明甲烷是正四面体结构而不是平面结构的证据是b。答案为：b；

(2)CH4的电子式为，则1molCH4含4mol共用电子对，1mol某烷烃（CnH2n+2)含有(2n+2)molC-H键和(n-1)molC-C键，共含有(3n+1)mol共用电子对。答案为：4；3n+1；

(3)中，苯分子有12个原子共平面，由于碳碳单键是可以旋转的，CH4最多有3个原子共平面，故甲基上最多有2个原子可以与苯环共面，所以共面的原子最多有13个。答案为：13；

(4)某烷烃相对分子质量为58，则其分子式为C4H10，结构简式式可能为CH3CH2CH2CH3或，CH3CH2CH2CH3的二氯代物共有6种，的二氯代物共有3种，故其二氯代物有9种。答案为：9；

(5)质量一定时，分析耗氧量，可利用最简式，CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃的最简式分别为CH4、CH3、、CH2.5，在最简式中，H原子个数越多，耗氧越多，所以消耗O2最多的是CH4。答案为：CH4。