Question

4．下列是八種環(huán)狀的烴類物質(zhì)：

（1）互為同系物的有環(huán)己烷和環(huán)辛烷（填名稱），互為同分異構(gòu)體的有苯和棱晶烷，環(huán)辛四烯和立方烷（填寫名稱，可以不填滿，也可以再補充）．
（2）正四面體烷的二氯取代產(chǎn)物有1種；立方烷的二氯取代產(chǎn)物有3種；金剛烷的一氯取代產(chǎn)物有2種．
（3）寫出與苯互為同系物且一氯代物只有兩種的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式（舉兩例）并用系統(tǒng)命名法命名：1，4-二甲苯；1，3，5-三甲苯．
（4）光觸媒是一種在光的作用下，降低化學反應(yīng)所需的能量，促使化學反應(yīng)加快速度，但其本身卻不因化學反應(yīng)而產(chǎn)生變化的物質(zhì)．這種物質(zhì)對于空氣中的苯可以起到一定的作用，能使其氧化分解為兩種穩(wěn)定且無害的物質(zhì)，試寫出化學方程式：2C₆H₆+15O₂$\stackrel{光觸媒}{→}$12CO₂+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)同系物和同分異構(gòu)體的概念即可作出判斷；
（2）根據(jù)正四面體烷的結(jié)構(gòu)寫出分子式；正四面體烷二氯代物的種類取決于一氯代物中氫原子的種類；金剛烷的一氯代物取決于氫原子的種類；立方烷的二氯代物取決于一氯代物中氫原子的種類；
（3）苯的同系物含有1個苯環(huán)，側(cè)鏈為烷基，一氯代物只有兩種的物質(zhì)，說明只有2種氫原子，然后根據(jù)苯的同系物命名方法命名；
（4）苯能氧化生成二氧化碳和水．

解答 解：（1）同系物：結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差一個或若干個CH₂原子團的化合物，則環(huán)己烷（C₆H₁₂）與環(huán)辛烷（C₈H₁₆）均為環(huán)烷烴，分子組成上相差2個CH₂，互為同系物；
同分異構(gòu)體：分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物，則苯與棱晶烷（分子式均為C₆H₆），環(huán)辛四烯與立方烷（分子式均為C₈H₈）互為同分異構(gòu)體．
故答案為：環(huán)己烷；環(huán)辛烷；苯；棱晶烷；環(huán)辛四烯；立方烷；
（2）正四面體烷完全對稱，只有一種氫原子，一氯代物只有1種，一氯代物中氫原子也只有1種，所以故二氯代物只有1種；
金剛烷分子中有兩種氫原子，一種是次甲基氫，一種亞甲基氫，所以其一氯代物有2種；
立方烷分子中只有一種氫原子，其一氯代物有1種，而一氯代物有3種氫原子，分為在，則立方烷的二氯代物有3種；
故答案為：1；3；2；
（3）苯的同系物含有1個苯環(huán)，側(cè)鏈為烷基，一氯代物只有兩種的物質(zhì)，說明只有2種氫原子，則與苯互為同系物且一氯代物只有兩種的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為，名稱為1，4-二甲苯；，名稱為1，3，5-三甲苯；
故答案為：1，4-二甲苯；1，3，5-三甲苯；

（4）在光觸媒作用下，苯能氧化生成二氧化碳和水：2C₆H₆+15O₂$\stackrel{光觸媒}{→}$12CO₂+6H₂O，故答案為：2C₆H₆+15O₂$\stackrel{光觸媒}{→}$12CO₂+6H₂O．

點評 本題主要考查了同系物、同分異構(gòu)體的判斷，限制條件下同分異構(gòu)體的書寫、烯烴氧化的化學性質(zhì)，難度中等，注意同分異構(gòu)體的種類確定．