2019_2020学年高中化学第三章有机化合物1.2烷烃练习含解析新人教版必修2.doc

第2课时烷烃记一记1.烷烃分子中碳原子间以单键相连，每个碳原子形成四条共价键，其分子通式为CnH2n2。2烷烃的化学性质与甲烷类似，能发生取代反应和氧化反应，烷烃燃烧的通式为CnH2n2(3n1)O2nCO2(n1)H2O。3随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大，其中碳原子数不超过4的烷烃标准状况下为气体。4结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。5化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。6丁烷有CH3CH2CH2CH3和两种同分异构体，戊烷有3种同分异构体。探一探1.随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点有何变化规律？常温下呈气态的烷烃有哪些？提示烷烃的熔、沸点随碳原子数的增加而升高；常温下甲烷、乙烷、丙烷、丁烷呈气态。2己烷能否与溴水发生取代反应？溴水中加入少量己烷，充分振荡后静置，有何现象？提示不能；己烷从溴水中萃取溴，静置后液体分层，上层为橙红色，下层几乎无色。3丙烷是否存在同分异构体？CH3CH2CH3的一氯代物有几种同分异构体？二氯代物共有几种同分异构体？提示丙烷不存在同分异构体；CH3CH2CH3的一氯代物有2种，分别为CH3CH2CH2Cl、；二氯代物有4种，分别为CH3CH2CHCl2、CH3CHClCH2Cl、CH3CCl2CH3、CH2ClCH2CH2Cl。4CH3CH=CH2与互为同分异构体吗？同分异构体的化学性质一定相同吗？提示二者分子式相同，碳原子与碳原子间的连接方式不同，结构不同，是同分异构体；同分异构体可能是不同类的物质，如题干所述两种物质，它们的化学性质不同。5CH2=CHCH3和的组成相同，二者中哪一个与CH2=CH2互为同系物？由此判断，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物一定是同系物吗？提示与CH2=CH2互为同系物的是CH2=CHCH3，因为CH2=CH2和CH2=CHCH3分子中都含有，结构相似，且分子组成上相差1个CH2原子团。分子中含碳碳单键而不含双键，化学键类型不同，结构不相似。由此可知分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物结构不一定相似，故不一定是同系物。判一判判断正误(对的在括号内打，错的在括号内打)(1)烷烃的分子通式是CnH2n2(n1)，但符合通式CnH2n2的不一定是烷烃。() (2)C5H12的熔、沸点比C3H8的熔、沸点高。()(3)乙烷能与溴水发生取代反应而褪色。()(4)(CH3)2CHCH2CH3的名称为戊烷。()(5)烷烃的特征性质是能与卤素单质发生取代反应。()(6)烷烃性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色。()(7)同分异构体具有相同的组成元素。()(8)组成元素相同的化合物互为同分异构体。()(9)相对分子质量相同的化合物互为同分异构体。()(10)互为同分异构体的化合物也可能互为同系物。()练一练1.2019辽宁学考真题下列五种烃：异戊烷、新戊烷、正戊烷、丙烷、丁烷，按它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是()A BC D答案：D22019辽宁学考真题下列有关烷烃的说法正确的是()A常温常压下，所有烷烃都呈气态B烷烃在氧气中完全燃烧，n(CO2)/n(H2O)最小的是甲烷C甲烷、乙烷、丙烷的二氯代物分别为2种、3种、4种D烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去答案：B32019辽宁学考真题2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型燃料丙烷(C3H8)，悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷。下列有关说法不正确的是()A丙烷和丁烷互为同系物，化学性质相似B丙烷和丁烷的特征反应均为取代反应CC3H8没有同分异构体，C4H10有两种同分异构体D等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时，后者耗氧量大答案：D42019辽宁学考真题有关饱和链烃的叙述，错误的是()A都是可燃物B特征反应是取代反应C随碳原子个数增加，沸点依次升高D随氢原子个数增加，含氢量升高答案：D知识点一 烷烃的结构和性质1.2019辽宁阜新二高高二月考关于烷烃性质的叙述正确的是()A都是气体B都是液体C都不能使高锰酸钾溶液褪色D都能溶于水解析：烷烃是一系列饱和碳氢化合物的统称，随着碳原子数增多，烷烃的状态由气态到液态再到固态，一般地，常温常压下，碳原子数小于等于4的烷烃为气态，A、B两项错误；由于烷烃分子中只有单键，所以都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C项正确；烷烃都极难溶于水，易溶于有机溶剂，D项错误。答案：C2下列化学用语正确的是()A结构简式(CH3)2CHCH3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：解析：A项结构简式(CH3)2CHCH3只能表示异丁烷，错误；B项为丙烷分子的球棍模型，错误；C项为甲烷分子的比例模型，错误。答案：D32019山东临沂一中期末分子中含有25个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据如下表：烷烃名称乙烷丙烷丁烷戊烷沸点/88.642.10.536.0燃烧热/(kJmol1)1 560.72 219.22 877.63 535.6燃烧热：25 、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧，生成稳定的氧化物所放出的热量，单位为kJmol1。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，烷烃沸点和燃烧热都成比例增加解析：根据表格中数据可知，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点升高，燃烧热增加，由于正庚烷分子中碳原子数大于戊烷分子中的碳原子数，所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体，A项正确；根据表中数据可知，烷烃的沸点和燃烧热并不是成比例增加，B、C两项正确，D项错误。答案：D知识点二 同分异构体和同系物4.2019四川成都七中期中下列说法中，正确的是()AH2O和D2O互为同位素B金刚石和石墨互为同分异构体C所有烷烃互为同系物D乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)互为同分异构体解析：H和D互为同位素，A项错误；金刚石和石墨互为同素异形体，B项错误；所有烷烃不一定是同系物，如正戊烷和异戊烷互为同分异构体，C项错误；乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D项正确。答案：D5分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A6种 B7种C8种 D9种解析：分子式为C5H11Cl的同分异构体可看作是戊烷分子中的1个H原子被Cl原子取代产生的物质，戊烷有CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)43种结构，CH3CH2CH2CH2CH3有3种H原子，(CH3)2CHCH2CH3有4种H原子，C(CH3)4只有1种H原子，所以分子式为C5H11Cl的同分异构体共有3418种。答案：C62019山西太原五中月考进行一氯取代反应后，只能生成两种沸点不同的有机物的烷烃是()A(CH3)2CHCH(CH3)2 B新戊烷C异戊烷 D(CH3)3CCH2CH3解析：(CH3)2CHCH(CH3)2分子中有2种H原子，所以其一氯代物有2种，A项正确；新戊烷分子中只有1种H原子，所以其一氯代物只有1种，B项错误；异戊烷分子中有4种H原子，所以其一氯代物有4种，C项错误；(CH3)3CCH2CH3分子中有3种H原子，所以其一氯代物有3种，D项错误。答案：A知识点三 烃的燃烧规律7.天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH42O2CO22H2O，C3H85O23CO24H2O。现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，应采取的正确措施是()A减小空气进入量，增大液化石油气进气量B增大空气进入量，减小液化石油气进气量C减小空气进入量，减小液化石油气进气量D增大空气进入量，增大液化石油气进气量解析：根据题中化学方程式可知，相同体积的甲烷和丙烷，丙烷完全燃烧时耗氧量大，因此需要增大空气进入量，减小液化石油气进气量。答案：B8两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，所得气体总体积仍是10 L，下列混合烃中不符合此条件的是()ACH4、C2H4 BCH4、C3H6CC2H4、C3H4 DC2H2、C3H6解析：题述反应前后气体的体积不变，烃类物质完全燃烧的通式为CxHy(x)O2xCO2H2O，因为105 时，生成的H2O是气体，则1(x)x，解得y4，即氢原子平均数为4的混合烃符合题意，而CH4、C3H6无论按什么比例混合，均不能使氢原子平均数为4；C2H2、C3H6只有在体积比1:1混合时H原子平均数才为4，CH4、C2H4及C2H4、C3H4以任意比混合时H原子平均数均为4。答案：B9有甲烷，乙烷，丙烷，丁烷4种烷烃，试回答下列问题：(1)请写出烷烃在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：_。(2)相同状况下，等体积的上述气态烃，消耗O2的量最多的是_(填序号，下同)。(3)在120 、1.01105 Pa条件下，某气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为_。解析：(1)烷烃的燃烧通式为CnH2n2O2nCO2(n1)H2O。(2)1 mol上述气态烃消耗氧气的物质的量为 mol，故丁烷消耗O2的量最多。(3)由反应前后气体体积不变可知：1nn1，n1，即为甲烷。答案：(1)CnH2n2O2nCO2(n1)H2O (2)(3)基础达标1下列各对物质互为同系物的是()ACH2=CH2与BCH3CH2CH2CH3与CC5H12与C13H28DCH3CH2OH与 HOCH2CH2CH2OH解析：A项，两者结构不相似，不互为同系物，错误；B项，两物质分子式相同，结构不同，互为同分异构体，不互为同系物，错误；C项，两物质都是烷烃，分子组成相差8个CH2原子团，互为同系物，正确；D项，两物质分子中所含官能团的数目不同，不互为同系物，错误。答案：C22019浙江宁波十校高三联考下列说法不正确的是()A14C与16O是不同的核素但具有相同的中子数B二氯乙烷(C2H4Cl2)有两种结构C同素异形体之间在一定条件下能发生相互转化D环丙烷()和乙烯(CH2=CH2)互为同系物解析：14C与18O属于不同的核素，前者的中子数为1468，后者的中子数为168 8，它们具有相同的中子数，A项正确；二氯乙烷有两种结构，分别为CH2ClCH2Cl和CHCl2CH3，B项正确；在一定条件下，同素异形体之间可以相互转化，如石墨转化成金刚石，金刚石转化成石墨，C项正确；环丙烷分子中不含碳碳双键，碳原子以环的形式连接，乙烯的结构简式为CH2=CH2，乙烯分子中含有碳碳双键，碳的连接方式为链状，因此二者不互为同系物，D项错误。答案：D32019江西宜春期末下列有关烷烃的叙述中，正确的是()在烷烃分子中，所有的化学键都是单键烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去分子通式为CnH2n2的烃不一定是烷烃所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色A BC D解析：烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，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，错误；因分子通式CnH2n2中的每个碳原子的价键都达到饱和，因此符合通式CnH2n2的烃一定是烷烃，错误；烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要性质之一，正确；烷烃与溴水不反应，故乙烷不能使溴水褪色，错误。答案：D4下列说法正确的是()A碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B分子组成符合CnH2n2的烃一定是烷烃C正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D碳、氢原子个数比为1:3的烃有两种解析：A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，饱和链烃中碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中所有碳原子不可能都在同一直线上；D项中n(C) :n(H)1:3的烃必为C2H6，一定是乙烷。答案：B52019河南项城三高段考C5H12有3种不同结构，甲：CH3(CH2)3CH3，乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相关叙述正确的是()A甲、乙、丙属同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应BC5H12表示一种纯净物C甲、乙、丙中，丙的沸点最低D丙有3种不同沸点的二氯取代物解析：甲、乙、丙的结构不同，分子式相同，互为同分异构体，A项错误；C5H12有3种同分异构体，所以不能表示纯净物，B项错误；同分异构体中，支链越多，沸点越低，丙分子中支链最多，所以沸点最低，C项正确；丙分子中4个甲基上的氢原子是等效的，所以只有2种不同沸点的二氯代物，D项错误。答案：C62019广东东莞石竹附属学校月考丁烷(化学式为C4H10)是家用液化石油气的成分之一，也用作打火机的燃料，下列关于丁烷的叙述不正确的是()A在常温下，C4H10是气体BC4H10与CH4互为同系物C丁烷有正丁烷与异丁烷2种同分异构体DC4H10进行一氯取代后生成两种沸点不同的产物解析：常温下，C4H10是气体，A项正确；C4H10与CH4都属于烷烃，结构相似，在组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，B项正确；丁烷有CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、CH3CH(CH3)2(异丁烷)2种同分异构体，C项正确；丁烷有正丁烷与异丁烷2种同分异构体，正丁烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，异丁烷分子中有2种H原子，其一氯代物有2种，故丁烷的一氯代物共有4种，即有4种沸点不同的一氯代物，D项错误。答案：D7某烷烃分子式为C7H16，分子结构中含有三个甲基(CH3)的同分异构体的数目是()A5 B4C3 D2解析：烷烃同分异构体的书写方法：减碳变位法，即“碳链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间”。该烷烃结构中含有3个甲基，故只能有1个支链。若支链为CH3，主链含有6个碳原子，符合条件的有CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3；若支链为CH2CH3，主链含有5个碳原子，符合条件的有CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3；支链不可能大于3个碳原子，故符合条件的烷烃有3种。答案：C8某有机物a的分子式和己烷相同，且主链上有4个碳原子，则下列关于a的观点正确的是()Aa分子中可能有三个甲基Ba的一氯代物可能有三种Ca的分子式为C6H10Da能与溴的四氯化碳溶液发生取代反应解析：有机物a的分子式和己烷相同，为C6H14，C6H14属于烷烃，主链有4个碳原子，支链为2个甲基，2个甲基可以在同一个碳原子上，也可以在不同的碳原子上，其同分异构体有CH3CH2C(CH3)3，CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3两种。根据以上分析可知，a分子中有4个甲基，A项错误；分子结构的一氯代物有3种，分子结构的一氯代物有2种，B项正确；有机物a的分子式为C6H14，C项错误；a与溴发生取代反应需溴蒸气作反应物和光照条件，D项错误。答案：B9取下列四种气态烃各1 g，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()ACH4 BC2H6CC2H2 DC5H12解析：相同质量的烃燃烧，含氢的质量分数越大，完全燃烧时耗氧量越大。题述烃中甲烷中含氢的质量分数最大，故四种烃等质量完全燃烧时甲烷消耗氧气最多。答案：A10两种气态烃组成的混合气体，完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随着混合烃的物质的量的变化如图所示，则下列对混合烃的判断正确的是()可能有C2H2一定有CH4一定有C3H8 一定没有C4H6可能有C2H6A B C D解析：由题图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4，根据碳原子平均数可知，该混合气体中一定含有CH4，由氢原子平均数可知，另一气态烃中氢原子数目为4，碳原子数目大于1.6，一般不超过4，故一定没有C2H2、C3H8、C4H6、C2H6，故正确。答案：B11如图是几种烷烃分子的球棍模型：(1)A、B、E三种烷烃的关系为_，C、D、E的关系为_。(2)用习惯命名法命名D：_。(3)E的一氯代物有_种，请写出它们的结构简式：_。解析：(1)A为丙烷，B为丁烷，E为新戊烷，三种物质均属于烷烃，且碳原子数不同，属于同系物；C、D与E的分子式相同，结构不同，属于同分异构体。(2)D为异戊烷。(3)E分子中的4个甲基连在同一碳原子上，H原子只有一种，则一氯代物只有一种，其结构简式是(CH3)3CCH2Cl。答案：(1)同系物同分异构体(2)异戊烷(3)1(CH3)3CCH2Cl12.立方烷是一种新合成的烃，其分子结构为正方体结构，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，分布在正方体的各顶点。氢原子数目可根据1个碳原子最多形成4个共价键来分析。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个CC键，故只能与1个氢原子结合，则可知其分子式为C8H8。(2)由于正方体中8个顶点等效，所以立方烷只有1种一氯代物；立方烷的二氯代物可以分别是正方体的一条棱边、面对角线、体对角线上的两个氢原子分别被氯原子取代，故其二氯代物的同分异构体有3种。(3)氢原子被氯原子取代时，H原子与Cl2的物质的量之比为1:1,1 mol立方烷中有8 mol氢原子，故需要8 mol氯气，同时又生成8 mol氯化氢。答案：(1)C8H8(2)1:3(3)8能力达标13.有下列各组物质(在横线上填相应的序号)：O2和O3H2、D2、T212C和14CCH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3癸烷和十六烷CH3(CH2)5CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5和(1)互为同位素的是_。(2)互为同分异构体的是_。(3)互为同素异形体的是_。(4)为同一种物质的是_。.写出下列烷烃的分子式：(1)含有30个氢原子的烷烃：_。(2)假如某烷烃的相对分子质量为142，则该烷烃的分子式为_。(3)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍：_。(4)1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L水蒸气：_。.(1)甲烷的电子式为_，碳氢键之间键角为_。(2)甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成_种产物，产物中_常用作灭火剂。(3)试写出三溴甲烷在光照条件下与溴蒸气反应的化学方程式：_。解析：.(1)同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子，互为同位素的是12C和14C。(2)同分异构体是分子式相同、结构不同的物质，互为同分异构体的是。(3)同种元素组成的不同单质互为同素异形体，互为同素异形体的是。(4)属于同一种物质的是。.(1)根据烷烃的通式CnH2n2可知，含有30个H原子的烷烃为C14H30。(2)设该烷烃的分子式为CnH2n2，其相对分子质量为14n2142，解得n10，该烷烃的分子式为C10H22。(3)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍，则该烷烃的相对分子质量为72，设A的分子式为CnH2n2，其相对分子质量为14n272，解得n5，该烷烃的分子式为C5H12。(4)1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L水蒸气，那么该烷烃中的氢原子的物质的量与烷烃的物质的量之比为(152):1，该烷烃中的H原子数为30，由烷烃的通式CnH2n2可知，含有30个H原子的烷烃为C14H30。.(1)CH4的电子式为，分子结构为正四面体形，碳氢键之间的键角为10928。(2)甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯化碳和氯化氢共五种，其中CCl4可用作灭火剂。(3)三溴甲烷和Br2发生取代反应生成四溴化碳，反应的化学方程式为CHBr3Br2CBr4HBr。答案：.(1)(2)(3)(4).(1)C14H30(2)C10H22(3)C5H12(4)C14H30.(1) 10928(2)5CCl4(3)CHBr3Br2CBr4HBr14(1)完全燃烧0.1 mol某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱溶液，实验结束后，称得浓硫酸质量增加9 g，浓碱溶液质量增加17.6 g。该烃的化学式为_，并写出其所有可能的结构简式：_。(2)某烷烃的相对分子质量为128，该烷烃的化学式为_。(3)在120 和101 kPa的条件下，某气态烃和一定质量的氧气混合，点燃，完全反应后再恢复到原来的温度时，气体体积不变，则该烃分子内的氢原子个数_(填序号)。A小于4 B大于4C等于4 D无法判断解析：(1)浓硫酸的作用是吸收H2O，浓硫酸增加的质量为H2O的质量，根据氢元素守恒，烃中n(H)21 mol；浓碱溶液吸收的是CO2，浓碱溶液增加的质量为CO2的质量，根据碳元素守恒，烃中n(C)0.4 mol，因此1 mol该烃中含C的物质的量为4 mol，含H的物质的量为10 mol，即该烃的分子式为C4H10，其同分异构体为正丁烷和异丁烷，相应的结构简式分别是CH3CH2CH2CH3、。(2)根据烷烃的通式CnH2n2，相对分子质量为128，即14n2128，解得n9，故该烷烃的分子式为C9H20。(3)烃燃烧的通式：CxHy(x)O2xCO2H2O，温度高于100 时，水以气态形式存在，反应前后气体体积不变，即1xx，解得y4，即该烃分子内的氢原子个数为4。答案：(1)C4H10CH3CH2CH2CH3、(2)C9H20(3)C- 14 -