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烷烃和烯烃
一、选择题
1．下列化学用语正确的是( )
A．结构简式(3)23既可以表示正丁烷，也可以表示异丁烷
B．丙烷分子的比例模型：
C．甲烷分子的球棍模型：
D．乙烷的电子式：
2．120℃时，l体积某烃和4体积O2混合，完全燃烧后，恢复到原来的温度和压强，体积不变，该烃分子中所含碳原子数不可能是( )
A．1 B．2 C．3 D．4
3．科学家最近合成了一种烃，根据分析，绘制出了该烃分子的球棍模型，关于该烃的下列叙述中，正确的是( )
A．该烃分子中含有极性键，故易溶于水
B．分子中碳原子所处的位置都相同
C．该烃的一氯代物只有1种
D．其分子中只有C—C键，没有C＝C键
4．下列既可以用来鉴别乙烯和乙烷，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是( )
A．通入溴水中 B．在导管口处点燃
C．通入酸性4溶液中 D．在一定条件下与氢气反应
5．两种气态烃以一定比例混合，在105℃时，1 L该混合烃与9 L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体的体积为11 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是( )
A．C3H6、C4H10 B．C3H8、C4H8 C．C2H4、C4H10 D．4、C3H8
6．下列化学式表示的物质，只具有3种同分异构体的是( )
A．C2H6O B．C3H7 C．C5H10 D．C5H12
7．下列化学式只能表示一种物质的是( )
A．C3H8 B．C4H10 C．C4H8 D．C2H42
8．分子式为C6H12，分子结构中含有3个“—3”原子团的烯烃共有( )
A．2种 B．5种 C．3种 D．4种
9．一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物共10g，平均相对分子质量为25。使混合气通过足量溴水，溴水增重8.4g，则混合气中的烃分别是( )
A．甲烷和乙烯 B．甲烷和丙烯 C．乙烷和乙烯 D．乙烷和丙烯
10．一种形状像布袋结构的烯烃分子，其形状和结构如右图所示，有关该分子的说法不正确的是( )
A．该烯烃的分子式为C5H4
B．该分子所有碳原子在同一平面
C．1 该有机物最多可与2 2发生加成反应
D．与其互为同分异构体，且只含三键的链烃不止一种
11．一定量的甲烷点燃后生成的2、和H2O的混和气体的质量为49.6 g，将此混和气体缓慢地通过无水氯化钙固体后，氯化钙的质量增加25.2 g，由此可推断混和气体中二氧化碳的物质的量为( )
A．0.5 B．0.3 C．13.2 D．17.6
二、填空题
1．环丙烷可作为全身麻醉剂，环己烷是重要的有机溶剂。下面是部分环烷烃及烷烃衍生物的结构简式、键线式和某些有机化合物的反应式(其中、是催化剂)。
回答下列问题：
(1)环烷烃与是同分异构体。
(2)从反应①～③可以看出，最容易发生开环加成反应的环烷烃是(填名称)。判断依据为。
(3)环烷烃还可以与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应，如环丁烷与在一定条件下反应，其化学方程式为(不需注明反应条件)。
(4)写出鉴别环丙烷和丙烯的一种方法。试剂；现象与结论。
2．常温下，一种烷烃A和一种烯烃B组成的混合气体，B分子中最多只有4个碳原子，且B分子的碳原子个数比A分子的多。
(1)将1 L该混合气体充分燃烧，在同温、同压下得到2.5L 2气体。试推断原混合气体中A和B可能的组成及体积比。
组合编号
A的分子式
B的分子式
体积比V (A)∶V (B)
(2)120℃时，取1 L该混合气体与9 L O2混合，充分燃烧后，当恢复到120℃和燃烧前的压强时，体积增大6.25％，试通过计算确定A和B的分子式。
3．在1.01×105 120℃条件下，将1L丙烷和若干升O2混合点燃，燃烧后，恢复到原来的状态，测得混合气体的体积为m L，将燃烧后的气体再通过碱石灰，气体剩余n L，已知m－n＝a，请分析后填写下列空白：
(1)若a＝6，则n L气体成分只能是。
(2)若燃烧前后始终保持1.01×105和120℃，则a的最大值为，你确定该最大值的理由是 。
4．(1)0.1 某烷烃完全燃烧时可生成16.2 g水，则该烷烃的分子式是，将该烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应，所得的一氯代物只有1种，则该烷烃的结构简式是。
(2)相对分子质量为70的烯烃的分子式是，若该烯烃与足量的H2加成后能生成含有3个甲基的烷烃，则该烯烃可能的结构简式为。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．D
【解析】A项结构简式(3)23表示异丁烷，正丁烷应该表示为3223，A错；为丙烷的球棍模型，B错； 是甲烷的比例模型，C错。
2．D
【解析】由烃燃烧的通式求解。因反应前后体积不变（120℃时，水为气态）。则有，解得4，而题设“烃完全燃烧”，故4体积O2足量，故有，x≤3。
3．C
【解析】由该烃的球棍模型可得其结构简式为，可见其分子中只存在C—C键和C—H键，不存在C＝C键；它属于烃，而烃均不溶于水；其分子中中间的碳原子与其他4个碳原子的位置不相同；由于分子中氢原子的位置都相同，故其一氯代物只有1种。
4．A
【解析】除杂原则之一是不能引入新的杂质。酸性4溶液可用于鉴别乙烷和乙烯，但不能用于除去乙烷中的乙烯，因为在酸性4氧化乙烯时又生成了2，它仍是杂质；在导管口处点燃，乙烯和乙烷都燃烧生成2和H2O；在一定条件下混合气体与H2反应，一是反应条件较苛刻，二是不能保证C2H4全部生成C2H6，即使全部生成C2H6，最后所得气体中会混有H2；只有溴水，与乙烷不反应，与乙烯可发生加成反应生成比水重的二溴乙烷而使溴水褪色，既可以鉴别乙烷和乙烯。也可以除去乙烷中混有的乙烯。
5．D
【解析】根据题给数据可求得混合烃的平均氢原子数是8，由平均值原理知，混合烃中要么两种烃的氢原子数都是8，要么一种烃的氢原子数少于8，而另一种烃的氢原子数大于8。仅有选项D不符合此条件。
6．D
【解析】C2H6O只有乙醇和甲醚2种结构，故A错误；C3H7有1-氯丙烷和2-氯丙烷2种结构，故B错误；C5H10可以是戊烯或环烷，结构大于3种，故C错误；C5H12有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种结构，故D正确。
7．A
【解析】判断所给化学式是否存在同分异构体。
8．B
【解析】按照同分异构体的书写步骤，写出C6H12的属于烯烃的同分异构体，从中找出含有3个“—3”原子团的。
9．A
【解析】因为混合物的平均相对分子质量为25，只有甲烷的相对分子质量小于25，所以混合物中的气态烷烃是甲烷，其质量为：10-8.4=1.6g(溴水增重质量即烯烃质量)。混合物的物质的量为：10g÷250.4，其中甲烷0.1。烯烃的质量是8.4g，物质的量是0.3，可求出其相对分子质量。
10．B
【解析】本题考查了烃的结构。由图可知该烃的分子式为C5H4，中心碳原子连有4个碳碳单键，空间构型类似于甲烷，是四面体结构，所有碳原子不能共平面；由于有2个碳碳双键的存在，1 该烃最多可以与2 2发生加成反应；与其互为同分异构体的且只含三键的链烃分子有C≡C—C≡C—3、≡C—2—C≡两种。为了减缓电石与水的反应速率，实验时滴加饱和食盐水而不是直接滴加水。
11．B
【解析】无水氯化钙固体是干燥剂，增加质量为水的质量。水的物质的量是1.4，根据H的物质的量2.8，可求出甲烷中C的物质的量是0.7。即2、物质的量之和0.7、质量之和24.4g.，可求出二氧化碳的物质的量。
二、填空题
1．（1）同碳原子数的单烯烃 （2）环丙烷 环丙烷与H2加成所需温度最低
（3）□—→3222
（4）酸性4溶液 能使酸性4溶液褪色的为丙烯，不能使酸性4溶液褪色的为环丙烷
【解析】（1）由表中结构简式易推知环烷烃的通式为2n，与碳原子数相同的单烯烃互为同分异构体；（2）比较①～③的反应条件（温度）知，①反应温度最低，故环丙烷最易发生开环加成反应；（3）根据加成反应的实质，不难写出所求反应的方程式；（4）由反应④知环烷烃不与酸性4溶液反应，而C＝C键易被其氧化，故可用酸性4溶液将环丙烷与丙烯区别开来。
2．（1）
组合编号
A的分子式
B的分子式
体积比V (A)∶V (B)
①
4
C3H6
1∶3
②
4
C4H8
1∶1
③
C2H6
C3H6
1∶1
④
C2H6
C4H8
3∶1
（2）A为C2H6，B为C4H8。
【解析】（1）1 L碳原子数为n的烷烃或单烯烃充分燃烧后均得到n L 2，由题意（1 L混合气体充分燃烧后生成2.5 2，且B分子的碳原子数比A分子的多）可推断，混合气体只能是由碳原子数小于2.5的烷烃（4和C2H6）和碳原子数大于2.5的单烯烃（C3H6和C4H8）组成。它们有四种可能的组合。再根据每种组合中混合烃的平均碳原子数为2.5，借助十字交k叉法可确定A和B的体积比。
（2）一种解法是写出四种烃单独燃烧的方程式，并分别求出1 L烃燃烧前后气体体积的变化。根据（1）的结果，求算每种不同组合的混合气体燃烧前后气体体积的变化，将之与试题给出的数据对照。即可确定混合气体各组分的分子式。
设1 L气态烃与氧气充分燃烧后体积变化为ΔV L，则
4+2O2—→2+2H2O（气） ΔV1=0 L
C2H62—→22+3H2O（气） ΔV2=0.50 L
C3H62—→32+3H2O（气） ΔV3=0.50 L
C4H8+6O2—→42+4H2O（气） ΔV4=1.0 L
各种组合的1 L混合气体与O2充分燃烧后，体积增大为：
组合①；组合②；
组合③；组合④。
因，
故组合④符合题意。即A为C2H6，B为C4H8。
另一种解法是先根据燃烧前后混合气体体积变化求出混合烃的平均氢原子数，然后对照（1）的结果，判定混合气体各组分的分子式。
设混合气态烃的分子式为，则
ΔV
1 x
又已知燃烧后气体的体积增加量为(1+9)×6.25％=0.625 L。
∴，∴6.5。
∴混合气态烃的平均氢原子数为6.5。
根据（1）中可能组合和平均值的含义可知：单烯烃中氢原子数大于6.5的只能是C4H8，所以只讨论②、④两种可能的组合即可。
②组：4与C4H8 1∶1
可知平均氢原子数为 ，
④组：C2H6与C4H8 3∶1
可知平均氢原子数为 ，
故只有组合④符合题意，即A为C2H6，B为C4H8。
3．（1）
（2）7L a表示的是碱石灰所吸收的2和H2O的体积，而1L丙烷燃烧时生成2和H2O的体积之和的最大值为7L。
【解析】丙烷与氧气燃烧产物一定有2和H2O，可能还有过量的丙烷或O2；另外一种可能就是丙烷与O2全部反应，产物是2、H2O和。燃烧后的气体通过碱石灰后，2、H2O被全部吸收。通过碱石灰减小的体积，即2、H2O的体积和。（1）1L丙烷生成H2O(g)4L，2应为3L。但此时2为2L，应该属于不完全燃烧。（2）当丙烷完全燃烧全部生成2时，a的值最大。
4．
【解析】（1），则该烷烃分子中氢原子数为18，因其一氯代物只有1种，这表明其分子中只有一种类型的氢原子，故其结构简式为(3)3(3)3。（2）由M (2n)=70可求得烯烃的分子式为C5H10。该烯烃加成后所得的烷烃中含有3个—3，这表明在烯烃分子中只含有一个支链。因此其主链碳原子数只能为4，而支链则一定是—3，即该烯烃的碳骨架结构为，其双键可在①、②、③三个位置，从而写出三种可能的结构简式。
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