人教版 (新课标)必修2第一节 最简单的有机化合物--甲烷第2课时巩固练习

第2课时　烷烃

课后篇巩固提升

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,取代反应必须与纯卤素单质反应,则D正确,B错误;结合烷烃的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.①②③④⑤ B.⑤④③②①

C.⑤③④②① D.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不一定是同系物,也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.下列结构简式代表了几种不同的烷烃(　　)

A.2种 B.3种 C.4种 D.5种

解析结构简式不能体现出分子的实际空间结构,仅能体现出分子中原子间的结合方式。题干中的几种分子可分别表示为、

CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、

、

CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、,故有3种不同的烷烃。

答案B

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·mol-1×1.16 g·L-1=26 g·mol-1,在烷烃中,只有甲烷的摩尔质量小于26 g·mol-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 mol 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.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

9.(1)乙烷的电子式为　　　　　　　　　　,分子式为CmH20的烷烃中m为　　　　　,分子式为C8Hn的烷烃中n为　　　　　,与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为　　　　　,若上述四种烃的物质的量均为1 mol,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是　　　　　。 

(2)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃的质量均为1 g,在足量O2中燃烧,消耗O2最多的是　　　　　。 

解析(1)根据烷烃通式为CnH2n+2可求出m为9,n为18,密度与CO2相同的烷烃的相对分子质量为44,由14n+2=44可求出n为3,即分子式为C3H8。若同为1 mol烃,消耗O2的多少取决于CxHy中“x+”的大小,“x+”的值越大,消耗O2越多,此题中消耗O2最多的是C9H20。

(2)若同为1 g烃,消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小,“”的值越大,消耗O2越多,此题中消耗O2最多的是CH4。

答案(1)H　9　18　C3H8　C9H20

(2)CH4

10.“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该烷烃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 mol H原子,需8 mol Cl原子,同时又生成8 mol氯化氢。

答案(1)C8H8　(2)1　3　(3)8

能力提升

1.若1 mol某烷烃燃烧后,测得产物中含有m mol CO2和n mol CO,则该烷烃分子中氢原子的个数为(　　)

A.m+n B.2(m+n)

C.m-n+2 D.2(n+m+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.下列说法正确的是(　　)

A.碳碳间以单键结合,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CnH2n+2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的烷烃有两种

解析A项中环烷烃也符合要求,但它不是链烃,属于环烃;C项中由碳原子的成键方式和键角特征知,碳原子呈折线方式排列,因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上;D项中n(C)∶n(H)=1∶3时必为C2H6,一定是乙烷。

答案B

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 mol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,烷烃沸点和燃烧热都成比例增加

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,烷烃沸点和燃烧热都增加,但是并不是成比例增加。

答案D

4.燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物,生成3.58 L CO2(标准状况)和3.6 g H2O,则混合气体中(　　)

A.一定有甲烷 B.一定有乙烷

C.一定无甲烷 D.一定有丙烷

解析生成n(CO2)==0.16 mol,生成n(H2O)==0.2 mol,因此两种气态烃的平均分子组成为C1.6H4,根据混合物的平均分子组成可知,分子中碳原子数小于1.6的烃只有甲烷,而另一种烃是分子中氢原子数必为4,碳原子数大于或等于2的气态烃。

答案A

5.在常温、常压下,取下列四种气态烃各1 mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是(　　)

A.CH4 B.C3H8 C.C4H10 D.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+)O2xCO2+H2O,则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为(x+) mol,上述选项分别代入(x+) mol,比较可知C4H10耗氧量最多。

答案C

6.导学号66474076分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)

A.6种 B.7种 C.8种 D.9种

解析戊烷C5H12有3种同分异构体,分别是正戊烷(省略H原子):C—C—C—C—C,有3种不同的H原子,故—Cl取代—H,有3种可能;异戊烷:,有4种不同的H原子,故—Cl取代—H,有4种可能;新戊烷:,有1种H原子,故—Cl取代—H,有1种可能。则C5H11Cl的同分异构体有:

CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、

CH3CH2CHClCH2CH3、、

、、

、,共8种。

答案C

7.写出相应烷烃的分子式:

(1)同温同压下蒸气的密度是H2密度的36倍的烷烃　　　　。 

(2)分子中含有200个氢原子的烷烃　　　　。 

(3)1 L烷烃的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下的水蒸气15 L　　　　。 

(4)分子中含有22个共价键的烷烃　　　　。 

解析(1)同温同压下气体密度与摩尔质量成正比,则该烃是相对分子质量为72的烷烃,即为C5H12。(2)CnH2n+2中2n+2=200,n=99。(3)1个该烷烃分子中含30个H,即C14H30。(4)烷烃分子中含有共价键数为:(碳原子数-1)+氢原子数,所以含有22个共价键的烷烃的分子式为C7H16。

答案(1)C5H12

(2)C99H200

(3)C14H30

(4)C7H16

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 mol异辛烷和1 mol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　　　　mol。 

(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 mol异辛烷和1 mol正庚烷相差1 mol“CH2”,1 mol“CH2”完全燃烧需要1.5 mol氧气,所以二者完全燃烧时的耗氧量相差1.5 mol。

答案(1)　互为同系物

(2)2C8H18+25O216CO2+18H2O　1.5

(3)

9.导学号66474077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 mol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+)O2nCO2　+　　H2O

 1 n 

 0.1 mol 

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