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【红对勾】2014-2015学年高中化学 3-1-2 最简单的有机化合物-甲烷课时作业 新人教版必修2


【红对勾】 2014-2015 学年高中化学 3-1-2 最简单的有机化合物 -甲烷课时作业 新人教版必修 2
一、选择题(每小题 4 分,共 48 分,每小题有 1-2 个正确选项) 1.下列有关烷烃的叙述中,正确的是( ①在烷烃分子中,所有的化学键都是单键 ) ②烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性 KMnO4

溶液的紫色褪去 ③分子通式为 CnH2n+2 的烃不一定是烷烃 ④所有的烷烃在光照条件下都能 与氯气发生取代反应 ⑤光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色 A.①③⑤ C.①④ 2. 下列说法正确的是( ) B.②③ D.①②④

A. 凡是分子组成上相差一个或几个 CH2 原子团的物质,彼此一定是同系物 B. 两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则二者一定是同分异构体 C. 相对分子质量相同的几种化合物,互称为同分异构体 D. 组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,互为同分异构体 3. 在 1.013×10 Pa 下,测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析,下列选项正确的是 ( )
5

A. 在标准状况时,新戊烷是气体 B. 在 1.013×10 Pa、20℃时,C5H12 都是液体
1
5

C. 烷烃随碳原子数的增加,沸点降低 D. C5H12 随支链的增加,沸点降低 4.进行一氯取代后,只生成三种沸点不同的产物的烷烃是( A.(CH3)2CHCH2CH2CH3 B.(CH3CH2)2CHCH3 C.(CH3)2CHCH(CH3)2 D.(CH3)3CCH2CH3 5.25℃时某气态烃与 O2 混合充入密闭容器中,点燃爆炸后又恢复至 25℃,此时容器内 1 压强为原来的 ,再经 NaOH 溶液处理,容器内几乎成为真空。该烃的化学式为( 3 A.CH4 C.C3H8 B.C2H6 D.C4H10 ) )

6.2008 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。下列有关说法正确的是( A.丙烷和丁烷互为同分异构体 B.符合通式 CnH2n+2(n≥1)的物质均属于烷烃 C.丁烷的一氯代物有 5 种 D.等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时,后者耗氧量大 7.下列说法中错误的是( ) ②分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有 )

①化学性质相似的有机物是同系物

机物是同系物 ③若烃中碳、氢元素的质量分数相同,它们必定是同系物 ④互为同分异构 体的两种有机物的物理性质有差别,但化学性质必定相似 A.①②③④ C.只有③④ 8.下列说法正确的是( ) B.只有②③ D.只有①②③

A.所有的烷烃,彼此都是同系物 B.两种化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,二者一定是同分异构体 C.相对分子质量相同的几种化合物,一定是同分异构体 D.戊烷有三种同分异构体 9.(多选)下列各组内的物质不属于同系物的是( )

2

3

答案 1.C 烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键,①说法正确;烷烃属饱和链烃, 其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性 KMnO4 溶液)反应,也不能 使溴水褪色,②⑤说法不正确;因分子通式 CnH2n+2 中的氢原子已达完全饱和,因此符合通式 CnH2n+2 的有机物一定是烷烃,③说法不正确;烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应,这是 烷烃的主要特性之一,④说法正确。 2. D (1)分子组成相差一个或若干个 CH2 原子团的物质,其分子结构不一定相似,如

CH3—CH===CH2 与

,A 说法错误。

(2)若两种化合物组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则它们的最简式必定相同。 最简式相同的化合物可能是同分异构体, 也可能不是同分异构体, 如 CH3(CH2)2CH3、 CH3CH(CH3)2, CH2===CH2、CH2===CH—CH3。B 说法错误。 (3)相对分子质量相同的物质是很多的,如无机物中的 H2SO4 和 H3PO4,又如有机物中的 C2H6O(乙醇)与 CH2O2(甲酸),这些物质都具有相同的相对分子质量,但由于它们的分子组成不 同,所以它们不是同分异构体。C 说法错误。 (4)当不同化合物组成元素的质量分数相同, 相对分子质量也相同时, 其分子式一定相同, 因此这样的不同化合物互为同分异构体。 3. D 新戊烷的沸点是 9.5℃,标准状况下是液体,20℃时是气体,则 A、B 均错误;烷 烃随碳原子数的增加,沸点升高;C5H12 的三种同分异构体中,随支链数增加,沸点逐渐降低。 4.D A~D 分子中的等效 H 原子分别有 5、4、2、3 种,则进行一氯取代后,生成的一 氯取代物分别为 5、4、2、3 种。 5.A 最终容器内几乎成为真空,表明气态烃与 O2 恰好完全反应,容器内压强为原来的 点燃 y? 1 1 y ? ,表明生成 CO2 的体积为原混合气体的 ,利用化学方程式:CxHy+?x+ ?O2― ― →xCO2+ H2O, 3 3 2 ? 4? 由在相同条件下反应前后压强之比等于反应前后气体物质的量之比得:

x

1+x+ 4

y 3

1 = ,解得 y

=4(2x-1),讨论:当 x=1 时,y=4;x=2 时,y=12,舍去;x=3 时,y=20,舍去。故 选 A。 6.B 丙烷和丁烷互为同系物。丁烷的一氯代物有 2 种。等质量的烃 CxHy 完全燃烧时, 耗氧量取决于 y/x 的大小,该值越大,耗氧量越大。 7.A 互为同系物的有机物结构相似,化学性质相似,但反之不成立,①错误;同系物

4

的前提是结构相似,②不能保证这点,②错误;C2H4 与 C3H6 具有相同的最简式,当然碳、氢

的质量分数相同,但 C2H4 只能为 CH2CH2,而 C3H6 若为

时,二者不是同系

物,③错误;同分异构体之间物理性质有差别,若为同一类物质,化学性质相似,若为不同 类物质,则化学性质不同,④错误。 8.D A 项中,正戊烷,异戊烷与新戊烷属于同分异构体,不是同系物。B 项中,若两种 化合物的组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则它们的最简式必定相同。最简式相同 的化合物分子式可能相同也可能不同,如 CH2CH2 与 CH2CHCH3 分子式不同,不是同分异构体。C 项中, 相对分子质量相同的物质分子式可能不同, 不一定是同分异构体, 如 HCOOH 与 CH3CH2OH。 9.CD 同系物的判断抓住两个字。“似”是指结构相似,题中 A、B、C、D 各类物质都 是 结 构 相 似 , “ 差 ” 是 指 分 子 组 成 上 差 “CH2” 原 子 团 。 C 中

分子组成相同, D 中三种物质分子 组成相同。

5

10.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( ) B. 一定有乙烷 D. 一定有丙烷

A. 一定有甲烷 C. 一定无甲烷

11.某气态烷烃 20 mL,完全燃烧时,正好消耗同温同压下的氧气 100 mL,该烃的化学 式为( ) B. C3H8 D. C5H12 )

A. C2H6 C. C4H10

12.一氯代物的同分异构体有 2 种,二氯代物的同分异构体有 4 种的烷烃是( A. 乙烷 C. 正丁烷 二、填空题(共 52 分) 13. (10 分) B. 丙烷 D. 新戊烷

“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。 14.(12 分)如图表示 4 个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键, 假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。

(1)图中属于烷烃的是________(填字母编号)。 (2)在上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成

6

________和________;不仅可以形成________,还可以形成碳环。 (3)上图中互为同分异构体的是 A 与________;B 与________;D 与________(填字母)。 15.(12 分)已知某种气态化石燃料含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两 种元素的质量分数,可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧,并使产生的气体全部通入如图所 示的装置, 得到如表所列的实验数据(U 形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被 吸收)。

实验前 (干燥剂+U 形管)的质量 (石灰水+广口瓶)的质量 根据实验数据求: 101.1 g 312.0 g

实验后 102.9 g 314.2 g

(1)实验完毕后,生成物中水的质量为________g。假设广口瓶里生成一种正盐,其质量 为________g。 (2)生成的水中氢元素的质量为________g。 (3)生成的 CO2 中碳元素的质量为________g。 (4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为________。 16.(8 分)现有 CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6 五种有机物。同质量的以上物质中,在相同状 况下体积最大的是________;同质量的以上物质完全燃烧时消耗 O2 的量最多的是________; 同状况、同体积的以上物质完全燃烧时消耗 O2 的量最多的是________;同质量的以上物质燃 烧时,生成 CO2 的量最多的是________,生成 H2O 的量最多的是________。 17.(10 分)正己烷在工业上主要用作溶剂,常用于电子信息产业生产过程中的擦拭清洗 作业。但正己烷具有较强的毒性,挥发快,若使用不当,极易造成职业中毒。 (1)正己烷的分子式为________,正己烷的结构简式为________________。a mol 正己烷 含有________mol 碳氢键,________mol 碳碳键。 (2)下列几种烃的结构:

7

其中,与正己烷互为同分异构体的有________(填字母,下同),与正己烷互为同系物的 有________,与正己烷为同一种物质的是________。

8

答案 3.58 L 3.6 g 10. A 生成 n(CO2)= -1=0.16 mol,生成 n(H2O)= -1=0.2 mol, 22.4 L·mol 18 g·mol 因此两种气态烃的平均组成为 C1.6H4,根据混合物的平均组成可知,碳原子组成小于 1.6 的烃 只有甲烷,而另一种烃是氢原子数必为 4,碳原子数大于或等于 2 的气态烃。因此只有选项 A 正确。 11. B 该烃燃烧时 n(烃)∶n(O2)= 20 mL 3n+1 =1∶5,由烷烃的燃烧通式:CnH2n+2+ 100 mL 2

点燃 3n+1 O2― ― →nCO2+(n+1)H2O 可知, =5,n=3,故该烷烃为 C3H8。 2 12. B 丙烷的一氯代物有两种结构 CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3;二氯代物有四种结构:

CHCl2CH2CH3、CH3CCl2CH3、CH2ClCHClCH3、CH2ClCH2CH2Cl。 13.(1)C8H8 (2)1 3 (3)8 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,所以二氯代物应有三种结构。 (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。 14.(1)A、C (2)碳碳双键 碳碳三键 碳链 (3)C E、F、H G

解析:依据图示和信息,可知一根小棍表示碳碳单键,两根表示碳碳双键??同时把碳 原子剩余价键用氢原子补全,即得到相应的烃。 15.(1)1.8 5 (2)0.2 (3)0.6 (4)3∶1 解析: (1) 生成水的质量为 102.9 g - 101.1 g = 1.8 g ,生成正盐即 CaCO3 的质量为 314.2 g-312.0 g -1 ×100 g·mol =5 g。 -1 44 g·mol 1.8 g -1 (2)生成的水中氢元素的质量为 -1×2 g·mol =0.2 g。 18 g·mol 314.2 g-312.0 g -1 (3)生成的 CO2 中碳元素的质量为 ×12 g·mol =0.6 g。 -1 44 g·mol (4)碳、氢元素质量比为 0.6∶0.2=3∶1。 16.CH4 CH4 C3H6 C3H4 CH4

9

解析:相同质量的烃(CxHy)耗氧量由 决定, 越大,耗氧量越大,且生成 H2O 的量越多, 生成 CO2 的量越少;相同物质的量的烃耗氧量由(x+ )决定,同碳(x)看氢(y),同氢(y)看碳 4 (x),1 个碳原子与 4 个氢原子的耗氧量相同。 17.(1)C6H14 CH3CH2CH2CH2CH2CH3 14a 5a (2)A BC D

y x

y x

y

解析:(1)“己”指六个碳原子,由烷烃的通式 CnH2n+2(n 为正整数)知,己烷的分子式为 C6H14。由正丁烷想到“正某烃”不含支链,正己烷的结构简式为 CH3CH2CH2CH2CH2CH3。1 个正己 烷分子中含有 14 个氢原子,含 14 个碳氢键、(6-1)个碳碳键。 (2)正己烷的同系物是含碳原子数不是 6 的烷烃,有 B 和 C;正己烷的同分异构体与正己 烷的分子式相同,A 符合;单键可以旋转,D 是正己烷。

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