2-1-1-烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(作業(yè)檢測(cè))(解析版)

第二章烴第一節(jié)烷烴課時(shí)1烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)基礎(chǔ)鞏固1.下列關(guān)于甲烷、乙烷、丙烷的說(shuō)法正確的是()。A.它們的分子空間構(gòu)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(yīng)D.乙烷的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比丙烷的高答案C解析乙烷和丙烷的分子空間結(jié)構(gòu)是四面體而不是正四面體,A錯(cuò)誤;烷烴都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,B錯(cuò)誤;光照條件下能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),C正確;乙烷分子中的碳原子數(shù)比丙烷的少,因此熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比丙烷的低,D錯(cuò)誤。2.關(guān)于CH4和的敘述正確的是()A.均能用通式CnH2n+2來(lái)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?yàn)樗鼈兘Y(jié)構(gòu)相似,所以它們的化學(xué)性質(zhì)相似,物理性質(zhì)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(zhì),CH4和都是化合物,不屬于同素異形體,故B錯(cuò)誤;碳原子數(shù)為1～4的烷烴常溫下是氣體,為5個(gè)碳原子的烷烴,呈液態(tài),故C錯(cuò)誤;CH4和兩者C原子成鍵處于飽和,結(jié)構(gòu)相似,化學(xué)性質(zhì)相似,分子式不同,物理性質(zhì)不同,故D錯(cuò)誤。3.關(guān)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(yīng)C.正戊烷的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比異戊烷的高D.烷烴不能被酸性高錳酸鉀溶液等強(qiáng)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(xiàng)正確;烷烴的化學(xué)性質(zhì)與甲烷相似,取代反應(yīng)必須與純鹵素單質(zhì)反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;同分異構(gòu)體中,支鏈越多,沸點(diǎn)越低,則正戊烷的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比異戊烷的高,C項(xiàng)正確;烷烴均由單鍵組成,性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,不能被酸性高錳酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑氧化,D項(xiàng)正確。4.如圖是某兩種烴的結(jié)構(gòu),分析其結(jié)構(gòu),下列說(shuō)法正確的是()A.這兩種分子中,碳原子都沒(méi)達(dá)到“飽和”B.這兩種分子結(jié)構(gòu)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(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)D.這兩種烴互為同分異構(gòu)體答案:D。解析:這兩種都是鏈狀烷烴,分子中碳原子都達(dá)到“飽和”,A錯(cuò)誤;這兩種分子結(jié)構(gòu)不同,分子式相同,均是C4H10,B錯(cuò)誤;這兩種烴都屬于鏈狀烷烴,具有相似的化學(xué)性質(zhì),但物理性質(zhì)不同,C錯(cuò)誤;這兩種分子結(jié)構(gòu)不同,分子式相同,均是C4H10,所以這兩種烴互為同分異構(gòu)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(zhì)按沸點(diǎn)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(duì)于烷烴，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高，即③④⑤大于①②，對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量相同的烷烴，支鏈越多，沸點(diǎn)越低，即①＞②，③＞④＞⑤，即沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)棰郏劲埽劲荩劲伲劲凇?.1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),待反應(yīng)完成后測(cè)得四種取代物的物質(zhì)的量相等,則消耗Cl2為()。A.0.5mol B.2molC.2.5mol D.4mol答案C解析因?yàn)镃H4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成的4種取代物中的碳原子均來(lái)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(zhì)的量均為0.25mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均來(lái)自Cl2,由CH4與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式知共消耗Cl2:0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol。7.寫(xiě)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(gè)氫原子:。

(3)1L烷烴D的蒸氣完全燃燒時(shí),生成同溫、同壓下15L水蒸氣:。

(4)0.01mol烷烴E完全燃燒時(shí),消耗標(biāo)準(zhǔn)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(jù)題意2n+2=200,n=99,即分子式為C99H200。(3)據(jù)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(zhì)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(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)共用電子對(duì)B.都表示一個(gè)共價(jià)單鍵C.前者表示一對(duì)共用電子對(duì),后者表示一個(gè)未成對(duì)電子D.前者表示分子內(nèi)只有一個(gè)共價(jià)單鍵,后者表示該基團(tuán)內(nèi)無(wú)共價(jià)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(duì)共用電子對(duì),而—CH3中的短線僅表示一個(gè)電子,A、B錯(cuò)誤,C正確;CH3—CH3和—CH3均含有C—H單鍵,D錯(cuò)誤。9.下列說(shuō)法正確的是()A.乙烷的一氯代物同分異構(gòu)體有1種,二氯代物的同分異構(gòu)體有3種B.丙烷的一氯代物同分異構(gòu)體有2種,二氯代物的同分異構(gòu)體有5種C.正丁烷的一氯代物同分異構(gòu)體有2種,二氯代物的同分異構(gòu)體有5種D.正戊烷的一氯代物同分異構(gòu)體有3種,二氯代物的同分異構(gòu)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(gòu)體只有1種,二氯代物的同分異構(gòu)體有2種,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;丙烷分子中有2種氫原子,故一氯代物同分異構(gòu)體有2種,二氯代物的同分異構(gòu)體有4種,即CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;正丁烷分子中有2種氫原子,所以一氯代物同分異構(gòu)體有2種,二氯代物的同分異構(gòu)體有6種,即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;正戊烷分子中有3種氫原子,故一氯代物同分異構(gòu)體有3種,即CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3;當(dāng)一氯代物為CH3CH2CH2CH2CH2Cl時(shí),二氯代物有5種,即CH3CH2CH2CH2CHCl2、CH3CH2CH2CHClCH2Cl、CH3CH2CHClCH2CH2Cl、CH3CHClCH2CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2CH2Cl;當(dāng)一氯代物為CH3CH2CH2CHClCH3時(shí),二氯代物還有3種,即CH3CH2CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCHClCH3、CH3CHClCH2CHClCH3;當(dāng)一氯代物為CH3CH2CHClCH2CH3時(shí),二氯代物還有1種CH3CH2CCl2CH2CH3,故正戊烷的二氯代物的同分異構(gòu)體共有9種,故D項(xiàng)正確。10.等質(zhì)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(gè)數(shù)比為4∶1;C2H6中H原子與C原子個(gè)數(shù)比為3∶1;C3H8中H原子與C原子個(gè)數(shù)比為8∶3≈2.67∶1;C6H14中H原子與C原子個(gè)數(shù)比為14∶6≈2.33∶1;顯然CH4中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大,因此等質(zhì)量的烷烴完全燃燒消耗氧氣最多的是CH4。11.有機(jī)物M、N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)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(gòu)體C.M、N分子中每個(gè)碳原子都形成4個(gè)共價(jià)鍵D.等質(zhì)量的M、N在足量氧氣中燃燒,完全燃燒時(shí)生成CO2的質(zhì)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(yīng),A項(xiàng)正確;M是新戊烷,有兩種同分異構(gòu)體CH3(CH2)3CH3、(CH3)2CHCH2CH3,B項(xiàng)正確;觀察M、N分子,每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,C項(xiàng)正確;M的分子式是C5H12,N的分子式是C8H18,M、N的最簡(jiǎn)式不同,等質(zhì)量的M、N在足量氧氣中燃燒,生成CO2的質(zhì)量不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷,下列有關(guān)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(yīng)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(gòu)體答案:D解析:烷烴分子中有多個(gè)碳原子應(yīng)呈鋸齒形,丙烷呈角形,碳原子不在一條直線上,A錯(cuò)誤;丙烷等烷烴在光照的條件下可以和氣態(tài)鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng),跟鹵水(像氯水、溴水等)不反應(yīng),B錯(cuò)誤;烷烴中碳的個(gè)數(shù)越多沸點(diǎn)越高,丙烷分子中碳原子數(shù)小于丁烷的,故丁烷沸點(diǎn)高,更易液化,C錯(cuò)誤;丙烷的碳架結(jié)構(gòu)為C—C—C,2個(gè)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(shí)在中間的碳原子上或者同時(shí)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(jì)。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(yīng)一段時(shí)間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣完全反應(yīng)且只生成一種有機(jī)物,寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。(2)該反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型為。(3)經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)的反應(yīng),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(wú)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(huì)觀察到的現(xiàn)象是

。(6)若水中含有AgNO3,則水中反應(yīng)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(chǎn)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(cè)可觀察到的現(xiàn)象是。①黃綠色逐漸消失②試管壁上有黃色油珠出現(xiàn)③水位在試管內(nèi)上升到一定高度④水槽內(nèi)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(shuō)明氯氣足量,可以取代甲烷中所有的氫原子,假設(shè)完全反應(yīng),且只生成一種有機(jī)物,只能是CCl4,反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)類(lèi)型是取代反應(yīng)。(3)經(jīng)過(guò)幾小時(shí)反應(yīng)后,消耗氯氣,反應(yīng)混合物的物質(zhì)的量減少,且生成的氯化氫易溶于水,所以壓強(qiáng)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(qiáng)。(5)因?yàn)榧淄楹吐葰獍l(fā)生取代反應(yīng),產(chǎn)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(huì)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(huì)電離出Ag+,會(huì)發(fā)生反應(yīng)Ag++Cl-AgCl↓。(7)甲烷和氯氣的取代反應(yīng)是有機(jī)反應(yīng),反應(yīng)是逐步進(jìn)行的,即使是甲烷和氯氣1∶1混合,也會(huì)所有反應(yīng)都進(jìn)行,所以產(chǎn)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(wú)色氣體,隨反應(yīng)進(jìn)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(jī)物,易溶于有機(jī)物,所以試管壁上會(huì)有黃色油珠出現(xiàn),所以②正確;反應(yīng)產(chǎn)物中有氯化氫,極易溶于水,導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)減小,水進(jìn)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(huì)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(dǎo)致有氯化鈉固體析出,水槽內(nèi)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(huì)出現(xiàn)白霧,所以⑤正確。綜上,①②③④⑤均正確。答案:(1)CH4+