2-1-1-烷烴的結構和性質(作業(yè)檢測)(解析版)

第二章烴第一節(jié)烷烴課時1烷烴的結構和性質基礎鞏固1.下列關于甲烷、乙烷、丙烷的說法正確的是()。A.它們的分子空間構型都是正四面體B.都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.光照條件下,都能與氯氣發(fā)生取代反應D.乙烷的熔點、沸點比丙烷的高答案C解析乙烷和丙烷的分子空間結構是四面體而不是正四面體,A錯誤;烷烴都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,B錯誤;光照條件下能與氯氣發(fā)生取代反應,C正確;乙烷分子中的碳原子數比丙烷的少,因此熔點、沸點比丙烷的低,D錯誤。2.關于CH4和的敘述正確的是()A.均能用通式CnH2n+2來表示B.與所有烷烴互為同素異形體C.通常情況下,它們都是氣態(tài)烷烴D.因為它們結構相似,所以它們的化學性質相似,物理性質相同答案:A解析:的分子式是C5H12,與甲烷均屬于烷烴,均能用通式CnH2n+2表示,故A正確;同素異形體是指同種元素組成的不同單質,CH4和都是化合物,不屬于同素異形體,故B錯誤;碳原子數為1～4的烷烴常溫下是氣體,為5個碳原子的烷烴,呈液態(tài),故C錯誤;CH4和兩者C原子成鍵處于飽和,結構相似,化學性質相似,分子式不同,物理性質不同,故D錯誤。3.關于烷烴的敘述不正確的是()A.分子式符合CnH2n+2的烴一定是烷烴B.烷烴均能與氯水發(fā)生取代反應C.正戊烷的熔點、沸點比異戊烷的高D.烷烴不能被酸性高錳酸鉀溶液等強氧化劑氧化答案:B解析:分子式符合CnH2n+2的烴中碳原子均已飽和,A項正確;烷烴的化學性質與甲烷相似,取代反應必須與純鹵素單質反應,B項錯誤;同分異構體中,支鏈越多,沸點越低,則正戊烷的熔點、沸點比異戊烷的高,C項正確;烷烴均由單鍵組成,性質相對穩(wěn)定,不能被酸性高錳酸鉀溶液等強氧化劑氧化,D項正確。4.如圖是某兩種烴的結構,分析其結構,下列說法正確的是()A.這兩種分子中,碳原子都沒達到“飽和”B.這兩種分子結構不同,分子式不同C.這兩種烴都屬于鏈狀烷烴,具有相似的化學性質和物理性質D.這兩種烴互為同分異構體答案:D。解析:這兩種都是鏈狀烷烴,分子中碳原子都達到“飽和”,A錯誤;這兩種分子結構不同,分子式相同,均是C4H10,B錯誤;這兩種烴都屬于鏈狀烷烴,具有相似的化學性質,但物理性質不同,C錯誤;這兩種分子結構不同,分子式相同,均是C4H10,所以這兩種烴互為同分異構體,D正確。5.①丁烷、②2-甲基丙烷、③戊烷、④2-甲基丁烷、⑤2，2-二甲基丙烷等物質按沸點的順序排列正確的是()A.①＞②＞③＞④＞⑤B.⑤＞④＞③＞②＞①C.③＞④＞⑤＞①＞②D.②＞①＞⑤＞④＞③答案:C。解析：對于烷烴，相對分子質量越大，分子間作用力越大，沸點越高，即③④⑤大于①②，對于相對分子質量相同的烷烴，支鏈越多，沸點越低，即①＞②，③＞④＞⑤，即沸點由高到低的順序為③＞④＞⑤＞①＞②。6.1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應,待反應完成后測得四種取代物的物質的量相等,則消耗Cl2為()。A.0.5mol B.2molC.2.5mol D.4mol答案C解析因為CH4與Cl2發(fā)生取代反應生成的4種取代物中的碳原子均來自CH4,由碳原子守恒可知,其生成1mol取代物,且每一種取代物的物質的量均為0.25mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均來自Cl2,由CH4與Cl2反應的化學方程式知共消耗Cl2:0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol。7.寫出下列各烷烴的分子式。(1)烷烴A在同溫、同壓下蒸氣的密度是氫氣的36倍:。

(2)烷烴B的分子中含有200個氫原子:。

(3)1L烷烴D的蒸氣完全燃燒時,生成同溫、同壓下15L水蒸氣:。

(4)0.01mol烷烴E完全燃燒時,消耗標準狀況下氧氣的體積為2.464L:。

解析:(1)烷烴通式為CnH2n+2,Mr=36×Mr(H2)=36×2=72,即分子式為C5H12。(2)據題意2n+2=200,n=99,即分子式為C99H200。(3)據H原子守恒,1molCnH2n+2～15molH2O,故n=14,分子式為C14H30。(4)由烷烴燃燒通式可得1molCnH2n+2～3n+12molO2,已知0.01molE完全燃燒消耗O2的物質的量為2.464L22.答案:(1)C5H12(2)C99H200(3)C14H30(4)C7H16能力提升8.已知下列兩個結構簡式:CH3—CH3和—CH3,兩式中均有短線“—”,這兩條短線所表示的意義是 ()A.都表示一對共用電子對B.都表示一個共價單鍵C.前者表示一對共用電子對,后者表示一個未成對電子D.前者表示分子內只有一個共價單鍵,后者表示該基團內無共價單鍵答案:C。解析:CH3—CH3分子中的短線表示碳碳單鍵,即表示一對共用電子對,而—CH3中的短線僅表示一個電子,A、B錯誤,C正確;CH3—CH3和—CH3均含有C—H單鍵,D錯誤。9.下列說法正確的是()A.乙烷的一氯代物同分異構體有1種,二氯代物的同分異構體有3種B.丙烷的一氯代物同分異構體有2種,二氯代物的同分異構體有5種C.正丁烷的一氯代物同分異構體有2種,二氯代物的同分異構體有5種D.正戊烷的一氯代物同分異構體有3種,二氯代物的同分異構體有9種答案:D解析:乙烷分子中只有一種氫原子,所以一氯代物同分異構體只有1種,二氯代物的同分異構體有2種,故A項錯誤;丙烷分子中有2種氫原子,故一氯代物同分異構體有2種,二氯代物的同分異構體有4種,即CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl,故B項錯誤;正丁烷分子中有2種氫原子,所以一氯代物同分異構體有2種,二氯代物的同分異構體有6種,即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3,故C項錯誤;正戊烷分子中有3種氫原子,故一氯代物同分異構體有3種,即CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3;當一氯代物為CH3CH2CH2CH2CH2Cl時,二氯代物有5種,即CH3CH2CH2CH2CHCl2、CH3CH2CH2CHClCH2Cl、CH3CH2CHClCH2CH2Cl、CH3CHClCH2CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2CH2Cl;當一氯代物為CH3CH2CH2CHClCH3時,二氯代物還有3種,即CH3CH2CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCHClCH3、CH3CHClCH2CHClCH3;當一氯代物為CH3CH2CHClCH2CH3時,二氯代物還有1種CH3CH2CCl2CH2CH3,故正戊烷的二氯代物的同分異構體共有9種,故D項正確。10.等質量的下列烷烴,完全燃燒消耗氧氣最多的是()A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C6H14答案:A解析:CH4中H原子與C原子個數比為4∶1;C2H6中H原子與C原子個數比為3∶1;C3H8中H原子與C原子個數比為8∶3≈2.67∶1;C6H14中H原子與C原子個數比為14∶6≈2.33∶1;顯然CH4中氫的質量分數最大,因此等質量的烷烴完全燃燒消耗氧氣最多的是CH4。11.有機物M、N的結構簡式如圖所示。下列說法錯誤的是()A.M、N都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B.M有兩種同分異構體C.M、N分子中每個碳原子都形成4個共價鍵D.等質量的M、N在足量氧氣中燃燒,完全燃燒時生成CO2的質量相同答案:D解析:M和N都是烷烴,不能與酸性高錳酸鉀溶液反應,A項正確;M是新戊烷,有兩種同分異構體CH3(CH2)3CH3、(CH3)2CHCH2CH3,B項正確;觀察M、N分子,每個碳原子形成4個共價鍵,C項正確;M的分子式是C5H12,N的分子式是C8H18,M、N的最簡式不同,等質量的M、N在足量氧氣中燃燒,生成CO2的質量不同,D項錯誤。12.液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷,下列有關的敘述中正確的是()A.丙烷分子中碳原子在一條直線上B.光照下,丙烷和丁烷均可以和溴水發(fā)生取代反應C.丙烷比丁烷更易液化D.丙烷的二氯代物有4種同分異構體答案:D解析:烷烴分子中有多個碳原子應呈鋸齒形,丙烷呈角形,碳原子不在一條直線上,A錯誤;丙烷等烷烴在光照的條件下可以和氣態(tài)鹵素單質發(fā)生取代反應,跟鹵水(像氯水、溴水等)不反應,B錯誤;烷烴中碳的個數越多沸點越高,丙烷分子中碳原子數小于丁烷的,故丁烷沸點高,更易液化,C錯誤;丙烷的碳架結構為C—C—C,2個Cl可以分別在兩端的碳原子上,或者在中間和一端的碳原子上,也可以同時在中間的碳原子上或者同時在一端的碳原子上,一共4種,D正確。13.如圖所示,U形管的左端用橡膠塞封閉,充有甲烷和氯氣(體積比為1∶4)的混合氣體,假定氯氣在水中的溶解可以忽略不計。將封閉有甲烷和氯氣混合氣體的裝置放置在有漫射光的地方讓混合氣體緩慢反應一段時間。(1)假設甲烷與氯氣完全反應且只生成一種有機物,寫出反應的化學方程式:

。(2)該反應的反應類型為。(3)經過幾個小時的反應,U形管右端的水面變化是(填字母,下同)。A.升高 B.降低 C.不變 D.無法確定(4)右端玻璃管的作用是。(5)若水中含有Na2SiO3,則在U形管左端會觀察到的現象是

。(6)若水中含有AgNO3,則水中反應的離子方程式為。(7)若題目中甲烷與氯氣的體積比為1∶1,則得到的產物為。A.CH3Cl、HClB.CCl4、HClC.CH3Cl、CH2Cl2D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl(8)若把1體積CH4和4體積Cl2組成的混合氣體充入大試管中,將此試管倒立在盛有飽和食鹽水的水槽里,放在光亮處,試推測可觀察到的現象是。①黃綠色逐漸消失②試管壁上有黃色油珠出現③水位在試管內上升到一定高度④水槽內有少量晶體析出⑤液面上有白霧A.①③ B.①②③ C.①②③④⑤ D.①②④⑤解析:(1)甲烷和氯氣體積比為1∶4,說明氯氣足量,可以取代甲烷中所有的氫原子,假設完全反應,且只生成一種有機物,只能是CCl4,反應的化學方程式為CH4+4Cl2CCl4+4HCl。(2)甲烷在光照條件下被氯氣逐步取代為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,所以反應類型是取代反應。(3)經過幾小時反應后,消耗氯氣,反應混合物的物質的量減少,且生成的氯化氫易溶于水,所以壓強減少,U形管右端的玻璃管中水面降低。(4)左端是封閉體系,有氣體存在,故右端玻璃管的作用是平衡壓強。(5)因為甲烷和氯氣發(fā)生取代反應,產物中有氯化氫,氯化氫極易溶于水,使溶液呈酸性,若水中含有硅酸鈉,Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓,所以在U形管左端會看到有白色膠狀沉淀生成。(6)由(5)知,溶液中有HCl,電離出H+和Cl-,水中的AgNO3會電離出Ag+,會發(fā)生反應Ag++Cl-AgCl↓。(7)甲烷和氯氣的取代反應是有機反應,反應是逐步進行的,即使是甲烷和氯氣1∶1混合,也會所有反應都進行,所以產物中有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,所以答案選D。(8)氯氣是黃綠色氣體,生成物為一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫,其中的氣體都是無色氣體,隨反應進行,氣體顏色變淺直至消失,所以①正確;二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是液態(tài)有機物,易溶于有機物,所以試管壁上會有黃色油珠出現,所以②正確;反應產物中有氯化氫,極易溶于水,導致試管內壓強減小,水進入試管,水位上升,但生成的一氯甲烷為氣體,難溶于水,溶液不會充滿試管,只能上升到一定高度,所以③正確;生成物氯化氫易溶于水,使溶液中氯離子濃度增大,導致有氯化鈉固體析出,水槽內有少量晶體析出,所以④正確;生成物中的氯化氫極易溶于水,遇水蒸氣會出現白霧,所以⑤正確。綜上,①②③④⑤均正確。答案:(1)CH4+