Question

【題目】有許多現(xiàn)象，你去留心觀察，分析思考，會(huì)發(fā)現(xiàn)一些有趣問(wèn)題。從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。如下芳香族有機(jī)物，各項(xiàng)排列構(gòu)成一個(gè)等差數(shù)列，請(qǐng)請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出上面等差數(shù)列的第n項(xiàng)芳烴分子式___________。

（2）某課外興趣小組，做了系列實(shí)驗(yàn)。他們將該數(shù)列的前五項(xiàng)芳烴逐一加到濃的酸性高錳酸鉀溶液中加熱。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有A1無(wú)明顯變化，其余四種物質(zhì)都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。經(jīng)分析知，后四種的氧化產(chǎn)物是、或者兩者都有。由此你能得出什么結(jié)論？

（3）甲同學(xué)做酸性高錳酸鉀溶液氧化A5的實(shí)驗(yàn)。甲將氧化后的混合液酸化分離得到一種無(wú)色晶體X，稱取0.254g X，用熱水配成100mL溶液，取出25mL用0.1mol/L NaOH溶液中和滴定，滴到10mL時(shí)達(dá)到終點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算確定X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

（4）仔細(xì)分析該系列芳烴的一氯取代物異構(gòu)體的數(shù)目，很有規(guī)律性。請(qǐng)你分析推出An的一氯取代物種數(shù)的代數(shù)表達(dá)式。

n為奇數(shù)時(shí)：一氯取代物異構(gòu)體的數(shù)目為___________(n=1除外)

n為偶數(shù)時(shí)：一氯取代物異構(gòu)體的數(shù)目為___________。

Answer 1

【答案】（1）C4n＋2H2n＋4；（2）苯環(huán)特別穩(wěn)定。（3）；（4）(3+n) /2；1+n/2；

【解析】試題分析：（1）根據(jù)各種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，個(gè)物質(zhì)的化學(xué)式依次為C6H6、C10H8、C14H10……，化學(xué)式的組成上相差C4H2，依次第n項(xiàng)芳烴分子式為C4n＋2H2n＋4，故答案為：C4n＋2H2n＋4；

（2）只有A1無(wú)明顯變化，其余四種物質(zhì)都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。說(shuō)明苯環(huán)比較穩(wěn)定，而苯環(huán)上的側(cè)鏈能夠被酸性高錳酸鉀氧化，故答案為：苯環(huán)特別穩(wěn)定。

（3）甲同學(xué)做酸性高錳酸鉀溶液氧化A5的實(shí)驗(yàn)。甲將氧化后的混合液酸化分離得到一種無(wú)色晶體X，稱取0.254g X，用熱水配成100mL溶液，取出25mL用0.1mol/L NaOH溶液中和滴定，滴到10mL時(shí)達(dá)到終點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算確定X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

（3）①n(NaOH)=0.010L×0.1mol/L=0.001mol，設(shè)X的式量為Mr，酸的元數(shù)為n，則××n=0.001mol，解得Mr＝63.5n，晶體為有機(jī)酸，只含C、H、O三種元素式量只能是偶數(shù)，且結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，由此可以確定為n=4，Mr＝254。X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，故答案為：；

（4）該系列芳烴存在2種類型的對(duì)稱結(jié)構(gòu)：①和②。n為奇數(shù)時(shí)，采取第②種對(duì)稱結(jié)構(gòu)，含有的氫原子種類有(3+n) /2種，一氯取代物異構(gòu)體的數(shù)目為(3+n) /2，(n=1除外)；n為偶數(shù)時(shí)，采取第①種對(duì)稱結(jié)構(gòu)，含有的氫原子種類有[1+n/2]種，一氯取代物異構(gòu)體的數(shù)目為1+n/2/，故答案為：(3+n) /2；1+n/2。