2019_2020学年高中化学第3章有机化合物第1节最简单的有机化合物__甲烷第2课时烷烃课后限时作业含解析新人教版必修2.doc

第2课时 烷烃
考点
对应题号
基本目标
发展目标
1.烷烃组成、结构、性质
1,2,5,6
12,13
2.“四同”的判断
3,4,7,10

3.烷烃同分异构体及燃烧的相关计算
8,9
14,15
4.综合应用
11
16,17
[基本目标]
1．下列物质中不属于烷烃的是(　　)
A．CH4　 B．C2H4　
C．C3H8　 D．C4H10
B　解析　CH4只含碳、氢两种元素，碳原子达到饱和，符合烷烃的通式，是最简单的烷烃，故A不符合题意；C2H4不符合烷烃通式，碳原子未饱和，存在碳碳双键，不属于烷烃，故B符合题意；C3H8符合烷烃通式，碳原子均达到饱和，故C不符合题意；C4H10符合烷烃通式，碳原子均达到饱和，故D不符合题意。
2．土卫六是环绕土星运行的一颗卫星，据国外媒体报道，土卫六表面的海洋中有可能存在生命，又知这些海洋的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两物质构成的聚合物。下列说法错误的是(　　)
A．土卫六表面的海洋中富含有机化合物
B．土卫六的海洋中含有正四面体结构的分子
C．甲烷分子中含4种共价键
D．土卫六的海洋中主要含两种元素
C　解析　根据题给信息，土卫六表面的海洋中有可能存在生命，所以土卫六表面的海洋中富含有机化合物，A项正确；甲烷为正四面体结构的分子，B项正确；甲烷分子中4个碳氢键完全相同，C项错误；烃类物质是由碳、氢两种元素组成，D项正确。
3．下列化学式只表示一种纯净物的是(　　)
A．C2H6　　　　 B．C4H10
C．C2H4Cl2　　　　 D．C
A　解析　C4H10有两种同分异构体：CH3(CH2)2CH3、CH(CH3)3。C2H4Cl2有两种同分异构体：CH2ClCH2Cl、CH3CHCl2。C可代表金刚石和石墨等。
4．下列各组物质不属于同系物的是(　　)

答案　C
5．下列有关烷烃的叙述中，正确的是(　　)
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色
A．①③⑤　　 B．②③
C．①②④　　 D．①④
D　解析　烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，①正确；烷烃属于饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常情况下烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应，也不能使溴水褪色，②错误，⑤错误；因分子通式CnH2n＋2中的每个碳原子的价键都达到饱和，因此符合通式CnH2n＋2的烃一定是烷烃，③错误；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，④正确。
6．下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式，其中沸点最高的是(　　)
A． 　　　　　　　　
B．CH3CH2CH2CH2CH2CH3
C．CH3CH2CH2CH2CH3　　　　　　　　
D．CH3CH2CH3
B　解析　A为新戊烷，B为正己烷，C为戊烷，D为丙烷，这几种物质都是烷烃，烷烃中碳原子个数越多，其熔、沸点越高，同分异构体中支链越多其熔、沸点越低，A、C属于同分异构体，A中支链大于C，所以沸点高低顺序是B＞C＞A＞D，则沸点最高的是正己烷，选B。
7．下列跟红磷和白磷的关系相同的一组物质是(　　)
A．12C和14C　　 B．16O2和18O2
C．正丁烷和异丁烷　　 D．金刚石和石墨
D　解析　 红磷和白磷属于同素异形体。12C和14C是质子数相同、中子数不同的核素，互称同位素，A项错误；16O2和18O2是同种物质，不是同素异形体，B项错误；正丁烷和异丁烷是分子式相同、结构不同的化合物，属于同分异构体，C项错误；金刚石和石墨是碳元素的不同单质，属于同素异形体，D项正确。
8．下列说法正确的是(　　)
A．烷烃的通式为CnH2n＋2，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小
B．互为同分异构体
C．丙烷的比例模型为
D．分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同
D　解析　 A项，随着碳原子数的增多，烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大，错误；B项，二者属于同一种物质，错误；C项，为丙烷的球棍模型，错误；D项，CH3CH3的一氯化物只有只有一种。C5H12有种结构为C(CH3)4，其一氯化物也只有一种，正确。
9．某气态烷烃20 mL，完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气100 mL，该烃的化学式是(　　)
A．C2H6　 B．C3H8　
C．C4H10　 D．C5H12
B　解析　气态烷烃燃烧的化学方程式为：
CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O
1　　　　
20 mL　　100 mL
即＝，解得n＝3。
10．在下列各物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：
①NO2和N2O4　②12C和14C　③K和Ca
④异戊烷()和新戊烷()
　⑥甲烷和丙烷
(1)互为同位素的是________(填序号，下同)。
(2)互为同分异构体的是________。
(3)互为同系物的是________。
(4)为同一种物质的是________。
解析　(1)互为同位素的是质子数相同、中子数不同的原子，②符合。(2)互为同分异构体的是分子式相同、结构不同的化合物，④符合。(3)互为同系物的是结构相似、组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物，⑥符合。(4)⑤中两个分子是同一种物质，只是观察角度不同。
答案　(1)②　(2)④　(3)⑥　(4)⑤
11．“立方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。

(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 mol该立方烷的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。
解析　(1)1个立方烷分子中有8个碳原子，分布在正方体各顶点。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成了3个C—C键，故只能与1个氢原子结合，故立方烷的分子式为C8H8。(2)由于是正方体，8个顶点的结构全部一样，所以立方烷只有1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种结构。(3)根据取代反应的特点，完全取代8 mol H原子，需 8 mol Cl原子，同时又生成8 mol氯化氢，故消耗8 mol Cl2。
答案　(1)C8H8　(2)1　3　(3)8
[发展目标]
12．有四种烷烃：①3,3－二甲基戊烷、②正庚烷、③2－甲基己烷、④正丁烷。它们的沸点由高到低的顺序是(　　)
A．②>③>①>④　　 B．③>①>②>④
C．②>③>④>①　　 D．②>①>③>④
A　解析　一般说分子中碳数越多，沸点越高；对于含碳数相同的烷烃而言，支链越多，沸点越低。①3,3－二甲基戊烷、②正庚烷、③2－甲基己烷中碳原子数目相同，支链越多，沸点越低，所以沸点由高到低的顺序②＞③＞①；④正丁烷中碳原子数目少，所以沸点①＞④。所以沸点由高到低的顺序②＞③＞①＞④。故选A。
13．仔细分析下列表格中烃的排列规律，判断排列在第15位烃的分子式是(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
…
C2H2
C2H4
C2H6
C3H4
C3H6
C3H8
C4H6
C4H8
C4H10
…
A．C6H12　 B．C6H14　
C．C7H12　 D．C7H14
B　解析　只需对表中数据进行分析归纳找出其中的规律。总结其中C数和H数的规律如下：

由以上规律可知B项为正确答案。
14．某有机化合物的结构简式为CH3CH2CHCH2CH3CH3，其一氯代物有(　　)
A．3种　　 B．4种
C．5种　　 D．6种
答案　B
15．已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。

实验前
实验后
(干燥剂＋U形管)的质量
101.1 g
102.9 g
(石灰水＋广口瓶)的质量
312.0 g
314.2 g
根据实验数据求：
(1)实验完毕后，生成物中水的质量为________g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为________g。
(2)生成的水中氢元素的质量为________g。
(3)生成的CO2中碳元素的质量为________g。
(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为________。
解析　(1)生成水的质量为102.9 g－101.1 g＝1.8 g，生成正盐即CaCO3的质量为×100 g·mol－1＝5 g。(2)生成的水中氢元素的质量为×2g·mol－1＝0.2 g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为×12 g·mol－1＝0.6 g。(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6：0.2＝3：1。
答案　(1)1.8　5　(2)0.2　(3)0.6　(4)3：1
16．现有A、B、C 三种烃，其球棍模型如图：

(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________(填字母，下同)。
(2)同状况、同体积的以上3种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。
(3)等质量的以上三种物质完全燃烧时，生成二氧化碳最多的是________，生成水最多的是________。
答案　(1)A　(2)C　(3)B　A
17．写出下列符合条件的各种烷烃的分子式：
(1)在标准状况下，相对分子质量最大的气态烷烃是____；相对分子质量最小的液态烷烃是________；相对分子质量最小的固态烷烃是________。
(2)含碳质量分数最低的烷烃是________；相同状况下，和CO2密度相同的烷烃是________；碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。
(3)含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是______________________________。
解析　(1)在标准状况下，相对分子质量最大的气态烷烃是丁烷，相对分子质量最小的液态烷烃是戊烷，相对分子质量最小的固态烷烃是十七烷。(2)在CnH2n＋2中，随着n的不断增大，含碳量也逐渐增大，故含碳量最低的是甲烷；与CO2密度相同的烷烃，其相对分子质量也必须相同，而相对分子质量为44的烷烃为丙烷；由CnH2n＋2知12n∶(2n＋2)＝5∶1，则n＝5，为戊烷。(3)甲烷、乙烷、丙烷均不存在同分异构体，从丁烷开始才有同分异构体，故含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是丁烷。
答案　(1)C4H10　C5H12　C17H36　(2)CH4　C3H8　C5H12　(3)C4H10

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