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2020-2021学年高中化学人教版必修2习题：第三章 第一节 第2课时 烷烃+Word版含解析
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这是一份2020-2021学年高中化学人教版必修2习题：第三章 第一节 第2课时 烷烃+Word版含解析，共7页。试卷主要包含了关于烷烃的叙述不正确的是，下列物质之间的相互关系错误的是，下列叙述正确的是，下列关于丁烷的叙述不正确的是等内容，欢迎下载使用。
基础巩固
1.关于烷烃的叙述不正确的是( )
A.分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
B.烷烃均能与氯水发生取代反应
C.正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高
D.烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析对烷烃的概念应从“单键、饱和、链状”三方面理解,分子式符合CnH2n+2的烃中碳原子均已饱和,则A正确;烷烃的化学性质与甲烷相似,发生取代反应必须与纯卤素单质反应,则D正确,B错误;结合烷烃物理性质的递变规律,可知C正确。
答案B
2.下列烷烃的沸点按由高到低的顺序排列正确的是( )
①CH4 ②C2H6 ③C5H12 ④C18H38 ⑤C22H46
A.①②③④⑤B.⑤④③②①
C.⑤③④②①D.③④⑤②①
解析烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增多而升高。
答案B
3.下列物质之间的相互关系错误的是( )
A.CH3CH2CH2CH2CH3和互为同分异构体
B.干冰和冰为同一种物质
C.CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物
D.12C和14C互为同位素
解析干冰是二氧化碳晶体,冰是固态的水。
答案B
4.下列叙述正确的是( )
A.分子式相同,各元素质量分数也相同的物质是同种物质
B.通式相同的不同物质一定属于同系物
C.分子式相同的不同物质一定互为同分异构体
D.相对分子质量相同的不同物质一定互为同分异构体
解析分子式相同的物质,结构不一定相同,所以不一定是同种物质;通式相同的不同物质如果结构不相似不是同系物,可能是同分异构体或是其他关系;相对分子质量相同,分子式不一定相同,如NO和C2H6,因此不一定是同分异构体。
答案C
5.某烷烃相对分子质量为114,跟氯气反应生成的一氯代物只有一种,该烷烃的结构简式是( )
A.CH3CH2CH3
B.
C.
D.
解析根据烷烃的通式,求出题给烷烃的分子式为C8H18,其一氯代物只有一种,说明只有一种氢原子,故选项C正确。
答案C
6.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下,其密度为1.16 g·L-1,则关于此混合物组成的说法正确的是( )
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.可能是甲烷和己烷的混合物
D.可能是乙烷和丙烷的混合物
解析标准状况下,该混合物的平均摩尔质量为22.4 L·ml-1×1.16 g·L-1≈26 g·ml-1,在烷烃中,只有甲烷的摩尔质量小于26 g·ml-1,所以一定有甲烷,另一种气态烷烃不能确定。
答案A
7.有A、B两种烃,含碳的质量分数相同,关于A、B的下列说法正确的是( )
A.A和B一定是同分异构体
B.A和B不可能是同系物
C.A和B的实验式一定相同
D.各取1 ml A和B完全燃烧生成CO2的质量一定相同
解析因A、B为两种烃,含碳的质量分数相同,则氢元素的质量分数也相同,因此A、B的实验式一定相同,C项正确;实验式相同,不一定是同分异构体,A项错误;若实验式为CH2,则与互为同系物,B项错误;若取等质量的A和B完全燃烧生成CO2的质量一定相同,但若等物质的量则完全燃烧后生成CO2的质量不一定相同。
答案C
8.(2019全国Ⅱ)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A.8种B.10种C.12种D.14种
解析书写分子式为C4H8BrCl的同分异构体,先定碳骨架:C4有两种碳骨架C—C—C—C、;先定氯原子的位置:氯原子的位置有、(相同的序号表示位置相同),再定Br原子的位置;和均有4种,有3种,有1种,因此C4H8BrCl 的同分异构体共有4+4+3+1=12种,答案选C。
答案C
9.下列关于丁烷的叙述不正确的是( )
A.常温下,C4H10是气体
B.C4H10与CH4互为同系物
C.丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体
D.C4H10进行一氯取代后最多生成两种沸点不同的一氯代物
解析因为丁烷有两种同分异构体:CH3CH2CH2CH3和,二者均有两种一氯代物,所以丁烷进行一氯取代后最多生成四种沸点不同的一氯代物,D错误。
答案D
10.有①甲烷、②乙烷、③丙烷、④丁烷4种烷烃,试回答下列各题:
(1)相同状况下,等体积的上述气态烃充分燃烧,消耗O2的量最多的是 (填序号)。
(2)等质量的上述气态烃,在充分燃烧时,消耗O2的量最多的是 (填序号)。
(3)丙烷与Cl2反应生成的二氯丙烷的结构简式为 。
(4)乙烷与Cl2反应生成一氯乙烷的方程式为 。
解析(1)根据CnH2n+2+3n+12O2nCO2+(n+1)H2O可知等体积时,n越大,消耗氧气越多。
(2)烷烃等质量时,氢的质量分数越大,消耗O2越多。
答案(1)④ (2)①
(3)CH3CH2CHCl2,CH3CCl2CH3,,
(4)CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
11.“立方烷”是一种新合成的烃,其分子为正方体结构,其空间结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为 。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有 种,生成的二氯代物有 种。
(3)若要使1 ml该烷烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要 ml氯气。
解析(1)1个立方烷分子中有8个碳原子,分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个C—C键,故只能与1个氢原子结合。
(2)由于是正方体,8个顶点的位置全部一样,所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况,所以二氯代物应有3种。
(3)根据取代反应的特点,完全取代8 ml H原子,需8 ml Cl原子,同时又生成8 ml氯化氢,需要8 ml氯气。
答案(1)C8H8 (2)1 3 (3)8
能力提升
1.若1 ml某烷烃燃烧后,测得产物中含有m ml CO2和n ml CO,则该烷烃分子中氢原子的个数为( )
A.m+nB.2(m+n)
C.m-n+2D.2(m+n+1)
解析由题意可知,该烷烃分子中含有(m+n)个碳原子,根据烷烃的通式可得该烷烃分子中含有2(m+n+1)个氢原子。
答案D
2.下表列出了部分烷烃的沸点,根据相关数据推断丙烷的沸点可能是( )
A.大约-40 ℃B.低于-164 ℃
C.低于-88.6 ℃D.高于36.1 ℃
解析烷烃的组成和结构相似,相对分子质量越大,沸点越高,根据题意知丙烷的沸点范围为-88 ℃~-0.5 ℃。
答案A
3.分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表:
燃烧热:1 ml物质完全燃烧,生成二氧化碳、液态水时所放出的热量。
根据表中数据,下列判断错误的是( )
A.正庚烷在常温、常压下肯定不是气体
B.随分子中碳原子数增加,烷烃的燃烧热逐渐增大
C.随分子中碳原子数增加,烷烃沸点逐渐升高
D.随分子中碳原子数增加,烷烃沸点成比例增加
解析由于正庚烷的相对分子质量大于戊烷,所以正庚烷在常温、常压下不是气体;随分子中碳原子数增加,烷烃沸点升高,但是并不是成比例增加。
答案D
4.分子式为C5H11Cl的有机物,分子中含2个甲基的同分异构体有(不含立体异构)( )
A.3种B.4种C.5种D.6种
解析C5H12的结构简式有CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3和C(CH3)4,其中CH3CH2CH2CH2CH3的一氯代物符合题意的有2种,(CH3)2CHCH2CH3的一氯代物符合题意的有2种,C(CH3)4没有符合题意的一氯代物,共有4种,故B正确。
答案B
5.在常温、常压下,取下列四种气态烃各1 ml,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是( )
A.CH4B.C3H8
C.C4H10D.C2H6
解析设此气态烃的分子式为CxHy,其完全燃烧的化学方程式为CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O,则1 ml烃完全燃烧时耗氧量为(x+y4) ml,比较可知C4H10耗氧量最多。
答案C
6.使1 ml某烷烃完全燃烧需要消耗氧气5 ml,该烷烃的分子式是( )
A.C2H6B.C3H8
C.C4H10D.C5H12
解析烷烃燃烧的化学方程式可以表示为:
CnH2n+2+3n+12O2nCO2+(n+1)H2O
根据题意可得:3n+12=5,解得n=3。根据烷烃的通式CnH2n+2可知该烷烃的分子式为C3H8。
答案B
7.下图是表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。
(1)图中属于烷烃的是 (填字母)。
(2)上图中互为同分异构体的是:A与 ;B与 ;D与 (填字母)。
(3)写出图中C物质与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式: (只写一种)。
解析(1)根据烷烃的定义:碳碳原子之间仅以单键互相结合,剩余的价键全部与氢原子结合,可知图中7种分子中只有A、C为烷烃。
(2)根据同分异构体的概念可知A与C互为同分异构体,B与E、F互为同分异构体,D与G互为同分异构体。
(3)C为,可以发生取代反应,其对应的一氯代物有两种。
答案(1)AC (2)C E、F G
(3)+Cl2+HCl(或+Cl2+HCl)
8.下图是异辛烷的球棍模型:
(1)根据球棍模型,写出异辛烷的结构简式: ;
异辛烷与乙烷的关系是 。
(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式:
(异辛烷用分子式表示)。1 ml异辛烷和1 ml正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是 ml。
(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,则X的结构简式为 。
解析(1)结构相似,在分子组成上相差一个或多个CH2原子团的物质互为同系物。(2)1 ml异辛烷和1 ml正庚烷相差1 ml“CH2”,1 ml“CH2”完全燃烧需要1.5 ml氧气,所以二者完全燃烧时的耗氧量相差1.5 ml。
答案(1) 互为同系物
(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O 1.5
(3)
9.燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。现完全燃烧0.1 ml某烃,燃烧产物依次通过如图所示的装置,实验结束后,称得乙装置质量增加8.8 g,甲装置质量增加5.4 g。
回答下列问题:
(1)该烃的分子式是 ,请写出计算过程。
(2)该烃是否为烷烃 (填“是”或“否”),理由是 。
答案(1)C2H6
设该烃的分子式为CnHm,图中甲装置是利用浓硫酸的吸水性吸收该烃燃烧所产生的水,乙装置是用浓碱液吸收二氧化碳,所以甲、乙装置增加的质量分别为该烃燃烧所产生的水和二氧化碳的质量。
CnHm+(n+m4)O2nCO2 + m2H2O
1nm2
0.1 ml8.8 g44 g·ml-15.4 g18 g·ml-1
解得:n=2,m=6
所以该烃的分子式是C2H6。
(2)是 其分子式符合烷烃的通式CnH2n+2物质
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸点
-164 ℃
-88 ℃
-0.5 ℃
36.1 ℃
烷烃名称
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
沸点/℃
-88.6
-42.1
-0.5
36.0
燃烧热/(kJ·ml-1)
1 560.7
2 219.2
2 877.6
3 535.6
基础巩固
1.关于烷烃的叙述不正确的是( )
A.分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
B.烷烃均能与氯水发生取代反应
C.正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高
D.烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析对烷烃的概念应从“单键、饱和、链状”三方面理解,分子式符合CnH2n+2的烃中碳原子均已饱和,则A正确;烷烃的化学性质与甲烷相似,发生取代反应必须与纯卤素单质反应,则D正确,B错误;结合烷烃物理性质的递变规律,可知C正确。
答案B
2.下列烷烃的沸点按由高到低的顺序排列正确的是( )
①CH4 ②C2H6 ③C5H12 ④C18H38 ⑤C22H46
A.①②③④⑤B.⑤④③②①
C.⑤③④②①D.③④⑤②①
解析烷烃的熔、沸点随分子中碳原子数的增多而升高。
答案B
3.下列物质之间的相互关系错误的是( )
A.CH3CH2CH2CH2CH3和互为同分异构体
B.干冰和冰为同一种物质
C.CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物
D.12C和14C互为同位素
解析干冰是二氧化碳晶体,冰是固态的水。
答案B
4.下列叙述正确的是( )
A.分子式相同,各元素质量分数也相同的物质是同种物质
B.通式相同的不同物质一定属于同系物
C.分子式相同的不同物质一定互为同分异构体
D.相对分子质量相同的不同物质一定互为同分异构体
解析分子式相同的物质,结构不一定相同,所以不一定是同种物质;通式相同的不同物质如果结构不相似不是同系物,可能是同分异构体或是其他关系;相对分子质量相同,分子式不一定相同,如NO和C2H6,因此不一定是同分异构体。
答案C
5.某烷烃相对分子质量为114,跟氯气反应生成的一氯代物只有一种,该烷烃的结构简式是( )
A.CH3CH2CH3
B.
C.
D.
解析根据烷烃的通式,求出题给烷烃的分子式为C8H18,其一氯代物只有一种,说明只有一种氢原子,故选项C正确。
答案C
6.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下,其密度为1.16 g·L-1,则关于此混合物组成的说法正确的是( )
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.可能是甲烷和己烷的混合物
D.可能是乙烷和丙烷的混合物
解析标准状况下,该混合物的平均摩尔质量为22.4 L·ml-1×1.16 g·L-1≈26 g·ml-1,在烷烃中,只有甲烷的摩尔质量小于26 g·ml-1,所以一定有甲烷,另一种气态烷烃不能确定。
答案A
7.有A、B两种烃,含碳的质量分数相同,关于A、B的下列说法正确的是( )
A.A和B一定是同分异构体
B.A和B不可能是同系物
C.A和B的实验式一定相同
D.各取1 ml A和B完全燃烧生成CO2的质量一定相同
解析因A、B为两种烃,含碳的质量分数相同,则氢元素的质量分数也相同,因此A、B的实验式一定相同,C项正确;实验式相同,不一定是同分异构体,A项错误;若实验式为CH2,则与互为同系物,B项错误;若取等质量的A和B完全燃烧生成CO2的质量一定相同,但若等物质的量则完全燃烧后生成CO2的质量不一定相同。
答案C
8.(2019全国Ⅱ)分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)( )
A.8种B.10种C.12种D.14种
解析书写分子式为C4H8BrCl的同分异构体,先定碳骨架:C4有两种碳骨架C—C—C—C、;先定氯原子的位置:氯原子的位置有、(相同的序号表示位置相同),再定Br原子的位置;和均有4种,有3种,有1种,因此C4H8BrCl 的同分异构体共有4+4+3+1=12种,答案选C。
答案C
9.下列关于丁烷的叙述不正确的是( )
A.常温下,C4H10是气体
B.C4H10与CH4互为同系物
C.丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体
D.C4H10进行一氯取代后最多生成两种沸点不同的一氯代物
解析因为丁烷有两种同分异构体:CH3CH2CH2CH3和,二者均有两种一氯代物,所以丁烷进行一氯取代后最多生成四种沸点不同的一氯代物,D错误。
答案D
10.有①甲烷、②乙烷、③丙烷、④丁烷4种烷烃,试回答下列各题:
(1)相同状况下,等体积的上述气态烃充分燃烧,消耗O2的量最多的是 (填序号)。
(2)等质量的上述气态烃,在充分燃烧时,消耗O2的量最多的是 (填序号)。
(3)丙烷与Cl2反应生成的二氯丙烷的结构简式为 。
(4)乙烷与Cl2反应生成一氯乙烷的方程式为 。
解析(1)根据CnH2n+2+3n+12O2nCO2+(n+1)H2O可知等体积时,n越大,消耗氧气越多。
(2)烷烃等质量时,氢的质量分数越大,消耗O2越多。
答案(1)④ (2)①
(3)CH3CH2CHCl2,CH3CCl2CH3,,
(4)CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
11.“立方烷”是一种新合成的烃,其分子为正方体结构,其空间结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为 。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应,生成的一氯代物有 种,生成的二氯代物有 种。
(3)若要使1 ml该烷烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要 ml氯气。
解析(1)1个立方烷分子中有8个碳原子,分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个C—C键,故只能与1个氢原子结合。
(2)由于是正方体,8个顶点的位置全部一样,所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况,所以二氯代物应有3种。
(3)根据取代反应的特点,完全取代8 ml H原子,需8 ml Cl原子,同时又生成8 ml氯化氢,需要8 ml氯气。
答案(1)C8H8 (2)1 3 (3)8
能力提升
1.若1 ml某烷烃燃烧后,测得产物中含有m ml CO2和n ml CO,则该烷烃分子中氢原子的个数为( )
A.m+nB.2(m+n)
C.m-n+2D.2(m+n+1)
解析由题意可知,该烷烃分子中含有(m+n)个碳原子,根据烷烃的通式可得该烷烃分子中含有2(m+n+1)个氢原子。
答案D
2.下表列出了部分烷烃的沸点,根据相关数据推断丙烷的沸点可能是( )
A.大约-40 ℃B.低于-164 ℃
C.低于-88.6 ℃D.高于36.1 ℃
解析烷烃的组成和结构相似,相对分子质量越大,沸点越高,根据题意知丙烷的沸点范围为-88 ℃~-0.5 ℃。
答案A
3.分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表:
燃烧热:1 ml物质完全燃烧,生成二氧化碳、液态水时所放出的热量。
根据表中数据,下列判断错误的是( )
A.正庚烷在常温、常压下肯定不是气体
B.随分子中碳原子数增加,烷烃的燃烧热逐渐增大
C.随分子中碳原子数增加,烷烃沸点逐渐升高
D.随分子中碳原子数增加,烷烃沸点成比例增加
解析由于正庚烷的相对分子质量大于戊烷,所以正庚烷在常温、常压下不是气体;随分子中碳原子数增加,烷烃沸点升高,但是并不是成比例增加。
答案D
4.分子式为C5H11Cl的有机物,分子中含2个甲基的同分异构体有(不含立体异构)( )
A.3种B.4种C.5种D.6种
解析C5H12的结构简式有CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3和C(CH3)4,其中CH3CH2CH2CH2CH3的一氯代物符合题意的有2种,(CH3)2CHCH2CH3的一氯代物符合题意的有2种,C(CH3)4没有符合题意的一氯代物,共有4种,故B正确。
答案B
5.在常温、常压下,取下列四种气态烃各1 ml,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是( )
A.CH4B.C3H8
C.C4H10D.C2H6
解析设此气态烃的分子式为CxHy,其完全燃烧的化学方程式为CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O,则1 ml烃完全燃烧时耗氧量为(x+y4) ml,比较可知C4H10耗氧量最多。
答案C
6.使1 ml某烷烃完全燃烧需要消耗氧气5 ml,该烷烃的分子式是( )
A.C2H6B.C3H8
C.C4H10D.C5H12
解析烷烃燃烧的化学方程式可以表示为:
CnH2n+2+3n+12O2nCO2+(n+1)H2O
根据题意可得:3n+12=5,解得n=3。根据烷烃的通式CnH2n+2可知该烷烃的分子式为C3H8。
答案B
7.下图是表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢原子结合。
(1)图中属于烷烃的是 (填字母)。
(2)上图中互为同分异构体的是:A与 ;B与 ;D与 (填字母)。
(3)写出图中C物质与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式: (只写一种)。
解析(1)根据烷烃的定义:碳碳原子之间仅以单键互相结合,剩余的价键全部与氢原子结合,可知图中7种分子中只有A、C为烷烃。
(2)根据同分异构体的概念可知A与C互为同分异构体,B与E、F互为同分异构体,D与G互为同分异构体。
(3)C为,可以发生取代反应,其对应的一氯代物有两种。
答案(1)AC (2)C E、F G
(3)+Cl2+HCl(或+Cl2+HCl)
8.下图是异辛烷的球棍模型:
(1)根据球棍模型,写出异辛烷的结构简式: ;
异辛烷与乙烷的关系是 。
(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式:
(异辛烷用分子式表示)。1 ml异辛烷和1 ml正庚烷分别完全燃烧生成水和二氧化碳,消耗氧气的物质的量之差是 ml。
(3)异辛烷的同分异构体有很多,其中一种同分异构体X的分子结构中含有6个甲基,则X的结构简式为 。
解析(1)结构相似,在分子组成上相差一个或多个CH2原子团的物质互为同系物。(2)1 ml异辛烷和1 ml正庚烷相差1 ml“CH2”,1 ml“CH2”完全燃烧需要1.5 ml氧气,所以二者完全燃烧时的耗氧量相差1.5 ml。
答案(1) 互为同系物
(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O 1.5
(3)
9.燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。现完全燃烧0.1 ml某烃,燃烧产物依次通过如图所示的装置,实验结束后,称得乙装置质量增加8.8 g,甲装置质量增加5.4 g。
回答下列问题:
(1)该烃的分子式是 ,请写出计算过程。
(2)该烃是否为烷烃 (填“是”或“否”),理由是 。
答案(1)C2H6
设该烃的分子式为CnHm,图中甲装置是利用浓硫酸的吸水性吸收该烃燃烧所产生的水,乙装置是用浓碱液吸收二氧化碳,所以甲、乙装置增加的质量分别为该烃燃烧所产生的水和二氧化碳的质量。
CnHm+(n+m4)O2nCO2 + m2H2O
1nm2
0.1 ml8.8 g44 g·ml-15.4 g18 g·ml-1
解得:n=2,m=6
所以该烃的分子式是C2H6。
(2)是 其分子式符合烷烃的通式CnH2n+2物质
甲烷
乙烷
丁烷
戊烷
沸点
-164 ℃
-88 ℃
-0.5 ℃
36.1 ℃
烷烃名称
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
沸点/℃
-88.6
-42.1
-0.5
36.0
燃烧热/(kJ·ml-1)
1 560.7
2 219.2
2 877.6
3 535.6
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