-新教材高中化學能力練習3烴的燃燒規(guī)律及共線共面問題含解析魯科版必修第二冊

PAGEPAGE6烴的燃燒規(guī)律及共線、共面問題(建議用時：40分鐘)1．下列有機物分子中，所有原子不可能處于同一平面的是()B[由乙烯、苯分子均為平面結構，可知A、C、D三項物質分子中所有原子均可共面；B項，—CH3中4個原子不共面。]2．室溫下，某氣態(tài)烴與過量氧氣混合完全燃燒，恢復到室溫，使燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸，體積比反應前減少50mL，再通過NaOH溶液，體積又減少了40mL，原烴的分子式是()A．CH4 B．C2H4C．C2H6 D．C3H8C[烴在過量氧氣中完全燃燒產(chǎn)物為CO2、H2O及剩余O2，由于是恢復到室溫，則通過NaOH溶液后氣體體積減少的40mL為生成CO2的體積。CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up9(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(l)ΔV1x＋eq\f(y,4)x1＋eq\f(y,4)40mL50mL根據(jù)題意得：eq\f(x,1＋\f(y,4))＝eq\f(40mL,50mL)，5x＝y(tǒng)＋4，即y＝5x－4。分情況進行討論，①x＝1，y＝1，不符合題意；②x＝2，y＝6，符合題意；③x≥3，y≥11，不符合題意。所以原烴的分子式為C2H6。]3．下列有機物分子中，所有的原子一定在同一平面上的是()[答案]A4．下列有關物質結構的描述正確的是()①溴苯分子中的所有原子不可能共平面②乙烯分子中的所有原子共平面③二氯甲烷分子為正四面體形結構④乙烷分子中的所有原子不可能都在同一平面內A．①③ B．②④C．①④ D．②③B[①苯分子中的所有原子處于同一平面上，苯分子中的一個氫原子被溴原子取代生成溴苯，所以溴苯分子中的所有原子處于同一平面上，錯誤；②乙烯含有碳碳雙鍵，為平面結構，則乙烯分子中的所有原子共平面，正確；③二氯甲烷分子中存在2個C—Cl鍵和2個C—H鍵，由于它們的鍵長不等，故二氯甲烷分子不可能為正四面體形結構，錯誤；④乙烷分子可以看作甲基取代了甲烷分子中的一個氫原子，甲烷為正四面體結構，則乙烷分子中所有原子不可能共平面，正確；故選B。]5．(雙選)某有機物在氧氣中充分燃燒，生成CO2和H2O的物質的量之比為1∶2，則()A．分子中C、H、O個數(shù)之比為1∶2∶3B．分子中C、H個數(shù)之比為1∶4C．分子中可能含有氧原子D．此有機物的最簡式為CH4BC[產(chǎn)物CO2、H2O物質的量之比為1∶2，根據(jù)原子守恒可知C、H個數(shù)為1∶4，無法確定是否含氧原子。]6．在120℃，1.01×105Pa時，將3L炔烴和烷烴的混合氣體與相同狀況下的14LO2混合，充分燃燒后，恢復到原來狀態(tài)時，所得氣體的體積是17L。則該混合氣體可能是下列各組中的()A．C2H4和C2H6 B．C3H4和CH4C．C2H2和CH4 D．C4H6和C2H6B[設混合烴的平均組成為CxHy，因為溫度為120℃，生成物中的水呈氣態(tài)，烴完全燃燒的化學方程式為CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up9(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(g)1x＋eq\f(y,4)xeq\f(y,2)因為反應前后氣體的體積沒有發(fā)生變化(均為17L)即1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，所以y＝4，說明混合烴分子中氫原子數(shù)的平均值為4，則A、C、D三項均不符合題意。]7．25℃時，某氣態(tài)烴與O2混合充入密閉容器中，點燃爆炸后又恢復至25℃，此時容器內壓強為原來的eq\f(1,3)，再經(jīng)NaOH溶液處理，容器內幾乎成為真空。該烴的分子式為()A．CH4 B．C2H6C．C3H8 D．C4H10A[由題意知，氣態(tài)烴與O2恰好完全反應，利用化學方程式：CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up9(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，由在相同條件下反應前后壓強之比等于反應前后氣體物質的量之比得：eq\f(x,1＋x＋\f(y,4))＝eq\f(1,3)；解得y＝4(2x－1)討論：當x＝1時，y＝4；x＝2時，y＝12，舍去；x＝3時，y＝20，舍去；x＝4時，y＝28，舍去；故選A項。]8．由兩種氣態(tài)烷烴組成的混合物，在標準狀況下的密度為1.16g·L－1，則關于該混合物組成的判斷正確的是()A．一定有甲烷B．一定有乙烷C．一定是甲烷和乙烷的混合物D．可能是乙烷和丙烷的混合物A[混合氣體的平均摩爾質量是M＝1.16g·L－1×22.4L·mol－1≈26g·mol－1，即平均相對分子質量為26，在烷烴中相對分子質量小于26的只有甲烷，因此一定含有甲烷。]9．下列敘述正確的是()A．CH3—CH2—CH3分子中的3個碳原子一定在同一條直線上B．CH3—CH3分子中有可能所有原子都在同一平面上C．分子中的8個碳原子不可能在同一平面上D．CF3CH=CHCF3分子中的4個碳原子不可能在同一條直線上D[CH4分子的空間結構是正四面體形，則CH3—CH2—CH3分子中的3個碳原子一定不在同一條直線上。CH3—CH3分子中所有原子不可能在同一平面上。分子中的所有原子在同一平面上，CH2=CH2分子中的2個碳原子在同一平面上，則分子中的8個碳原子可能在同一平面上。CH2=CH2分子中的所有原子在同一平面上，乙烯結構為，兩個—CF3取代了2個H生成CF3CH=CHCF3，分子中的4個碳原子不可能在同一條直線上。]10．下列關于分子結構的敘述，正確的是()A．除苯環(huán)外的其余碳原子有可能在一條直線上B．1mol該物質與足量溴水反應，消耗5molBr2C．1mol該物質完全燃燒消耗16mol氧氣D．該分子中最多有22個原子在同一平面內D[碳碳雙鍵提供的是平面結構，不是直線結構，除苯環(huán)外的其余碳原子不可能都在一條直線上，故A錯誤；苯環(huán)不能與溴水發(fā)生加成反應，碳碳雙鍵可以與溴發(fā)生加成反應，則1mol該物質與足量溴水反應，消耗2molBr2，故B錯誤；該有機物的分子式為C12H14，1mol該物質完全燃燒消耗氧氣的物質的量為(12＋eq\f(14,4))×1mol＝15.5mol，故C錯誤；苯環(huán)和碳碳雙鍵均能提供平面結構，單鍵可旋轉，甲基中的碳原子和一個氫原子可與碳碳雙鍵在同一平面內，則該分子中最多有22個原子在同一平面內，故D正確。]11．某烴的結構簡式為，分子中飽和碳原子數(shù)為a，可能在同一直線上的碳原子數(shù)為b，一定在同一平面上的碳原子數(shù)為c(已知CH≡CH為直線形分子)，則a、b、c分別為()A．4、3、7 B．4、3、6C．2、5、4 D．4、6、4B[分子中飽和碳原子就是兩個乙基中的4個碳原子。可能在同一直線上的碳原子是連接—C≡C—的3個碳原子。一定在同一平面上的碳原子是連接及—C≡C—的6個碳原子。]12．(1)完全燃燒0.1mol某烴，燃燒產(chǎn)物依次通過濃硫酸、濃堿液，實驗結束后，稱得濃硫酸增重9g，濃堿液增重17.6g。該烴的分子式為________。(2)某烴2.2g，在O2中完全燃燒，生成6.6gCO2和3.6gH2O，在標準狀況下其密度為1.9643g·L－1，其分子式為________。(3)某烷烴的相對分子質量為128，該烷烴的分子式為________。(4)在120℃和101kPa的條件下，某氣態(tài)烴和一定質量的氧氣的混合氣體，點燃完全反應后再恢復到原來的溫度時，氣體體積縮小，則該烴分子內的氫原子個數(shù)______________(填字母)。A．小于4 B．大于4C．等于4 D．無法判斷[解析](1)0.1mol烴中，n(C)＝eq\f(17.6g,44g·mol－1)＝0.4mol，n(H)＝eq\f(9g,18g·mol－1)×2＝1mol，則每個烴分子中含4個碳原子、10個氫原子，即分子式為C4H10。(2)由題意可得烴的摩爾質量M＝22.4L·mol－1×1.9643g·L－1≈44g·mol－1。該烴分子中，n(C)∶n(H)＝eq\f(6.6g,44g·mol－1)∶(eq\f(3.6g,18g·mol－1)×2)＝3∶8，故最簡式為C3H8，最簡式相對分子質量為44，等于該烴的相對分子質量，故該烴的分子式為C3H8。(3)某烷烴CnH2n＋2的相對分子質量為128，則14n＋2＝128，解得n＝9，故分子式為C9H20。(4)設某氣態(tài)烴的分子式為CxHy，則有CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up9(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，因為反應后氣體體積縮小，則1＋x＋eq\f(y,4)>x＋eq\f(y,2)，即y<4。[答案](1)C4H10(2)C3H8(3)C9H20(4)A13．現(xiàn)有CH4、C2H4、C2H6三種有機物：(1)等質量的以上三種物質完全燃燒時耗去O2的量最多的是________；生成CO2量最多的是________。(2)同狀況、同體積的以上三種物質完全燃燒時耗去O2的量最多的是________。(3)在130℃、1.01×105Pa下時；有兩種氣態(tài)烴和足量的氧氣混合點燃，相同條件下測得反應前后氣體體積沒有發(fā)生變化，這兩種氣體是________。[解析](1)等質量時，烴分子中每個碳原子平均分配的氫原子越多，則烴中氫元素的質量分數(shù)越大，碳元素的質量分數(shù)越小，耗O2量越大，生成CO2量越小。(2)等物質的量時，烴分子中碳原子數(shù)越多，氫原子數(shù)越多，其耗O2量越大。(3)產(chǎn)物H2O為氣態(tài)時，CxH4的烴完全燃燒前后氣體總體積不變。[答案](1)CH4C2H4(2)C2H6(3)CH4、C2H14．某烴A與溴水不反應但能使溴水褪色，0.5molA完全燃燒時，得到1.5mol水和67.2L二氧化碳(標準狀況)。(1)A的結構簡式為____________________________________。(2)根據(jù)下列條件寫出有關反應的化學方程式。①在催化劑鐵粉的作用下，A與Cl2反應生成B：___________________________________________________________________________________。反應類型：________________。②在催化劑作用下A與H2反應生成C：___________________________________________________________________________________________。反應類型：________________。(3)烴A的二溴代物同分異構體有________種。其結構簡式分別為_______________________________________________________________。(4)烴D的相對分子質量比烴A多14，它與濃硫酸、濃硝酸反應生成TNT炸藥，其化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)因1mol烴A完全燃燒得到3molH2O和6molCO2，則烴A的分子式為C6H6；又知烴A與溴水不反應，但能使溴水褪色，故烴A的結構簡式為。(3)苯的二溴代物有：共3種。(4)比苯的相對分子質量大14且生成TNT，則烴D為甲苯，發(fā)生取代反應生成TNT。15．如圖瓷管內有烴類樣品，經(jīng)加熱分解或汽化后用純氧氣流驅趕經(jīng)過灼熱的CuO，在這里烴類物質轉化為CO2和H2O，經(jīng)兩個吸收管吸收，已知經(jīng)過實驗測定的數(shù)據(jù)如下表，根據(jù)上述信息、如圖所示裝置及表中數(shù)據(jù)完成下列問題。瓷管吸收管Ⅰ吸收管Ⅱ瓷管樣品＋瓷管吸收前吸收后吸收前吸收后50g53.9g100g102.7g98g111.2g(1)烴類樣品在化學反應過程中所用的氧化劑是______________。(2)裝置中CuO的作用是________________________，吸收管Ⅰ中裝的吸收劑是______________，吸收管Ⅱ中裝的吸收劑是______________。(3)為減少誤差，使測定結果更精確，可在吸收管Ⅱ后再連接U形吸收管，內裝吸收劑為________，其作用是_____________________________________________________________________________________________________。(4)通過計算確定該烴類物質的最簡式是________，若該烴的蒸氣對氫氣的相對密度為39，寫出其結構簡式________________。[解析](1)瓷管內的樣品先被O2氧化，沒有氧化完全的樣品經(jīng)過紅熱的CuO再進一步氧化。(2)應先吸收H2O，再吸收CO2。因此先用酸性干燥劑或中性干燥劑吸收H2O，再用堿性物質如堿石灰吸收CO2。(3)如吸收管Ⅱ直接與空氣相通，空氣中的H2O及CO2也可被吸收管Ⅱ吸收，造成實驗誤差，因此可再加一個