1、第2课时烯烃和炔烃的化学性质A组1.某炔烃与氢气加成后的产物的结构简式为,此炔烃可能的结构有()A.1种B.2种C.3种D.4种解析:炔烃与氢气加成时,在碳碳叁键的两个碳原子上各加上两个氢原子后得到烷烃;反之,在烷烃结构中,如果在邻位碳原子上各含有两个氢原子时,可以认为是由碳碳叁键加成后得到,则碳碳叁键可以在三个位置,但相同,故只有两种结构,选B项。答案:B2.下面有关丙烷、丙烯、丙炔说法正确的是()A.如图所示,丙烷、丙烯、丙炔的球棍模型分别为B.相同物质的量的3种物质完全燃烧,生成的气体在标准状况下的体积比为321C.相同质量的3种物质完全燃烧,丙烷消耗的氧气最多D.丙烷的一氯代物只有1种
2、解析:A项,丙炔分子中的3个碳原子应该在同一条直线上,错误;B项,标准状况下相同物质的量的3种物质完全燃烧,生成的CO2气体的体积相等(不考虑水的体积,因标准状况下水为液态),错误;C项,三者中丙烷的含氢量最高,故等质量的3种物质充分燃烧,丙烷耗氧量最多,正确;D项,丙烷的一氯代物有2种,错误。答案:C3.相同条件下,乙炔和乙烯的混合气体完全燃烧所需O2的体积是混合气体体积的2.8倍,则混合气体与H2发生加成反应时,所需H2的体积是混合气体体积的()A.1.2倍B.1.4倍C.1.6倍D.1.8倍解析:首先根据混合气体燃烧的耗氧量与混合气体的体积关系求出乙炔、乙烯的体积,然后才能确定加成所需H
3、2的量。设原混合气体的总体积为1,乙炔的体积为x,乙烯的体积为(1-x),根据燃烧的化学方程式可得:C2H252O2,C2H43O2。则有52x+3(1-x)=2.8,x=0.4。则加成所需H2的体积为20.4+1(1-0.4)=1.4,即所需H2的体积是混合气体体积的1.4倍。答案:B4.有a L乙炔和乙烯的混合气体,在催化剂作用下与足量的H2发生加成反应,消耗H2 1.25a L,则乙烯与乙炔的体积比为()A.11B.21C.31D.41解析:方法一设乙炔体积为x,乙烯体积为y。则由C2H2+2H2C2H6x2xxC2H4+H2C2H6yyy得x+y=aL2x+y=1.25aL解得x=0.
4、25aLy=0.75aL所以乙烯与乙炔体积比为31。方法二aL混合气体消耗H21.25aL,平均每升消耗H21.25L,运用十字交叉法。C2H4C2H2=31答案:C5.下列烯烃和HBr发生加成反应所得的产物中有同分异构体的是()A.CH2CH2B.CH3CHCH2C.CH3CHCHCH3D.CH3CH2CHCHCH2CH3解析:A、C、D选项中的烯烃属于对称烯烃,分子中两个不饱和碳原子位置是等同的,因此和HBr加成时所得产物没有同分异构体。B选项中的烯烃属于不对称烯烃,即分子中两个不饱和碳原子的位置是不等同的,故加成后可得两种产物。不对称烯烃与氢气、卤素单质的加成反应产物只有一种,但与卤化氢
5、、水等试剂加成所得产物有两种同分异构体。答案:B6.下列关于有机物的说法正确的是()A.乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液退色的本质是不同的B.可用溴水或酸性KMnO4溶液除去乙烷中混有的少量乙烯C.聚氯乙烯塑料最适合用来作蔬菜、水果及熟食的保鲜膜D.等物质的量的CH4与Cl2恰好反应时,生成CH3Cl和HCl解析:乙烯使溴水退色发生的是加成反应,使酸性KMnO4溶液退色发生的是氧化反应,两者反应本质不同,A项正确;酸性KMnO4溶液除去乙烯的同时,产生了CO2气体,使乙烷中混入新的杂质,B项错误;聚氯乙烯能分解出有毒物质,不能作保鲜膜,可用聚乙烯塑料作保鲜膜,C项错误;甲烷与Cl2的取代反应,不
6、可能停留在某一阶段,取代产物是多种氯代甲烷与氯化氢的混合物,D项错误。答案:A7.分子式为C5H10的某烯烃与酸性KMnO4溶液反应后,经检测其产物为CO2、H2O和。(1)该烯烃的结构简式为,名称为。(2)鉴别该烃是烯烃的方法是。解析:(1)根据产物中有,则原烯烃中有结构,产物中有CO2,说明原烯烃中有“”结构,所以原烯烃为,名称为2-甲基-1-丁烯。(2)鉴别烯烃时可选用酸性高锰酸钾溶液。答案:(1)2-甲基-1-丁烯(2)取少量该烃加入试管中,并滴加少量酸性KMnO4溶液,若溶液退色,则该烃为烯烃8.A、B、C、D、E为五种气态烃,其中A、B、C能使酸性KMnO4溶液退色,1 mol C
7、能与2 mol溴单质完全加成,生成物质分子中每个碳原子上都有一个溴原子。A与C具有相同的通式,A与H2加成得B,B与相同条件下N2密度相同,D是所有的烃中含碳质量分数最低的,E是D的同系物,完全燃烧等物质的量B、E生成CO2的量相同。请回答:(1)写出C的结构简式。(2)B的电子式,其形成高分子化合物的化学方程式为。(3)当碳原子数4n10时,在D、E的同系物中,其一氯代物没有同分异构体,二氯代物有3种同分异构体的物质是(写名称)。(4)将A、B、C、D等物质的量混合,120 时,取V L混合物在6V L O2中充分燃烧,保持温度不变,反应后所得气体体积为。解析:1molC能与2mol溴单质完
8、全加成,生成物质分子中每个碳原子上都有一个溴原子,说明C为二烯烃,由于C为气态烃,碳原子应为4个,故C为1,3-丁二烯()。A、B、C能使酸性KMnO4溶液退色,A与C具有相同的通式,A与H2加成得B,说明A为炔烃,B为烯烃,由于B与相同条件下N2密度相同,即B的相对分子质量为28,故B为,A为。D是所有的烃中含碳质量分数最低的,说明D为CH4,E是D的同系物,完全燃烧等物质的量B、E生成CO2的量相同,可推知E为乙烷(C2H6)。(3)当碳原子数4n10时,在烷烃中,其一氯代物没有同分异构体,即是指该烷烃中只有一种氢原子,符合要求的有2种:(CH3)4C、(CH3)3CC(CH3)3,其一氯
9、代物分别为(CH3)3CCH2Cl、(CH3)3CC(CH3)2CH2Cl,它们的分子中分别含有2种、3种氢原子,故一氯代物有1种,而二氯代物有3种的烷烃为(CH3)3CC(CH3)3。(4)根据平均量可知,C2H2、C2H4、C4H6、CH4等物质的量混合,该混合烃可表示为C2.25H4。CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O(g)V1(x+y4)xy2y4-1由于混合烃C2.25H4中氢原子数等于4,故V=y4-1=44-1=0,反应后所得气体体积与反应前气体的体积相等,即为VL+6VL=7VL。答案:(1)(2)HCHCHHCH2CH2(3
10、)2,2,3,3-四甲基丁烷(4)7V LB组1.(双选)两种气态烃以任意比例混合,在105 时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍为10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是()A.CH4、C2H4B.CH4、C3H6C.C2H4、C3H4D.C2H2、C3H6解析:当温度大于100时只有烃分子中的氢原子数为4,气态烃完全燃烧后,气体体积才不发生变化,A项和C项中的两种烃都符合此条件。答案:BD2.某温度和某压强下,将4 g由三种炔烃(分子中均只含一个CC)组成的混合气体与足量的H2反应,充分加成后,生成4.4 g三种对应的烷烃,则所得的烷烃中一定有()A.
11、乙烷B.丙烷C.丁烷D.异丁烷解析:依题意可推知参加反应的H2的物质的量n(H2)=4.4g-4g2gmol-1=0.2mol,由于炔烃转化为烷烃时,炔烃与H2的物质的量之比为12,则参加反应的炔烃为0.1mol,则炔烃混合气体的平均相对分子质量为M1=40.1=40,由平均值法可知三种炔烃中必有相对分子质量小于40的炔烃,而相对分子质量小于40的炔烃只有乙炔,由此可知加成后的烷烃中必含乙烷。答案:A3.某烃CnHm,n8,若它为单烯烃,且与HX加成产物只有一种,符合该条件的结构式有X种;若它为链状烷烃,且一氯代物只有一种,符合该条件的结构式有Y种。则X、Y分别为()A.7、4B.8、3C.4
12、、7D.5、6解析:碳原子数小于或等于8的单烯烃与HX加成产物只有一种,说明该单烯烃为对称结构,符合要求的单烯烃共有7种:、;若它为链状烷烃,且一氯代物只有一种,说明该烷烃是对称的,符合要求的烷烃有4种:CH4、CH3CH3、(CH3)4C、(CH3)3CC(CH3)3。答案:A4.某烯烃与H2加成后得到2,2-二甲基丁烷,该烯烃的名称是()A.2,2-二甲基-3-丁烯B.2,2-二甲基-2-丁烯C.2,2-二甲基-1-丁烯D.3,3-二甲基-1-丁烯解析:2,2-二甲基丁烷(CH3)3CCH2CH3去掉2个氢原子,只能得到一种烯烃:,该烯烃的名称为3,3-二甲基-1-丁烯。答案:D5.A、B
13、两种有机物互为同分异构体,加氢后都生成2-甲基丁烷,与溴加成后A的生成物分子中,主链中碳原子上各有一个溴原子,B的生成物分子中,溴原子集中在两个碳原子上,试推断:(1)结构简式:A,B。(2)系统名称:A,B。解析:2-甲基丁烷的碳骨架为,只有碳骨架符合烃与溴单质加成后,才能主链每个碳原子上均连有溴原子,故A为;由于B与A互为同分异构体,且B与H2加成后生成2-甲基丁烷,故只有碳骨架符合的烃与溴单质加成后溴原子才能集中在两个碳原子上,即B为。答案:(1)(2)2-甲基-1,3-丁二烯3-甲基-1-丁炔6.某混合气体可能由H2、CO、C2H4中的一种或几种气体组成。为了测定混合气体的组成,实验室
14、可选用下图中的部分或全部装置用橡胶管连接,设法将一定体积的混合气体通过组合装置完全反应。已知:2CxHy+(4x+y)CuO2xCO2+(4x+y)Cu+yH2O3CH2CH2+2KMnO4(稀)+4H2O3CH2OHCH2OH+2KOH+2MnO2(1)若取用V L混合气体(标准状况),只测定其中乙烯的体积分数,必须选用的装置是。确定混合气体中含有乙烯的现象是,计算混合气体中乙烯的体积分数所需数据是。(2)若将不含乙烯的混合气体依次通过由连接的装置,装置质量增加m1 g,装置质量增加m2 g,混合气体中CO的体积分数为。(3)在实验(2)中不易测得准确数据的原因可能是。A.气体的反应和吸收不
15、完全B.装置中的浓硫酸易吸收空气中的水分C.装置中的碱石灰易吸收空气中的水和CO2D.混合气体难以控制在标准状况下测出准确体积解析:(1)乙烯能够被高锰酸钾溶液氧化,而H2和CO不能,所以可以将混合气体通过足量的高锰酸钾稀溶液,若溶液紫色变浅,产生黑色沉淀,则说明含乙烯。通过称量产生的MnO2的质量,可以计算出乙烯的体积,再除以混合气体的总体积,即可确定混合气体中乙烯的体积分数。(2)将H2和CO的混合气体通过装置时,发生的反应是:CuO+H2Cu+H2O和CuO+COCu+CO2,所以装置增加的质量m1g为水的质量,装置增加的质量m2g为CO2的质量,n(H2O)=n(H2)=m118mol
16、,n(CO)=n(CO2)=m244mol,n(总)=n(H2)+n(CO)=m118mol+m244mol,因为同温、同压下,气体的体积比等于物质的量之比,所以CO的体积分数为m244m244+m118100%=9m222m1+9m2100%。(3)气体和固体反应时,气流可以快速流经固体,气体不可能都反应完,也不可能被完全吸收,容易造成误差;浓硫酸若密封不严,会吸收空气中的水分;装置的末端直接和空气连通,其中的碱石灰能够吸收空气中的水和CO2;测混合气体中CO的体积分数,可以根据阿伏加德罗定律,测出反应消耗的CO和H2的物质的量,而不必要测定混合气体在标准状况下的体积。答案:(1)高锰酸钾稀
17、溶液紫色变浅,产生黑色沉淀通入装置中的混合气体的体积,装置中生成固体的质量(2)m244m244+m118100%(或9m222m1+9m2100%)(3)A、B、C7.在有机化学分析中,根据反应物的性质和所得的产物,即可确定烯烃中双键的位置,如:(A)CH3CHO+HCHO(B)+HCHO某有机物X的分子式为C9H14,经催化加氢后得到分子式为C9H18的饱和化合物,X可发生如下变化:X(C9H14)+则有机物X可能的结构简式是(1);(2)。解析:由题给信息可知,烯烃与臭氧反应后经锌和水处理:CHO、若将产物按以上逆过程可得以下残基:说明其分子含有两个残基,由有机物X经加氢只能得到C9H1
18、8饱和有机物,这表明X中含一个碳环。根据以上分析将2个残基组合得:答案:(1)(2)8.常温下,一种烷烃A和一种烯烃B组成的混合气体,B分子中最多只有4个碳原子,且B分子的碳原子个数比A分子的多。(1)将1 L该混合气体充分燃烧,在同温、同压下得到2.5 L CO2气体。试推断原混合气体中A和B可能的组成及体积比。组合编号A的分子式B的分子式体积比V(A)V(B)(2)120 时,取1 L该混合气体与9 L O2混合,充分燃烧后,当恢复到120 和燃烧前的压强时,体积增大6.25%,试通过计算确定A和B的分子式。解析:(1)1L碳原子数为n的烷烃或单烯烃充分燃烧后均得到nLCO2,由题意(1L
19、混合气体充分燃烧后生成2.5LCO2,且B分子的碳原子数比A分子的多)可推断,混合气体只能是由碳原子数小于2.5的烷烃(CH4和C2H6)和碳原子数大于2.5的单烯烃(C3H6和C4H8)组成。它们有四种可能的组合,再根据每种组合中混合烃的平均碳原子数为2.5,借助十字交叉法可确定A和B的体积比。(2)先写出四种烃单独燃烧的方程式,并分别求出1L烃燃烧前后气体体积的变化。根据(1)的结果,求算每种不同组合的混合气体燃烧前后气体体积的变化,将之与试题给出的数据对照,即可确定混合气体各组分的分子式。设1L气态烃与氧气充分燃烧后体积变化为V,则CH4+2O2CO2+2H2O(g)V1=0LC2H6+72O22CO2+3H2O(g)V2=0.50LC3H6+92O23CO2+3H2O(g)V3=0.50LC4H8+6O24CO2+4H2O(g)V4=1.0L各种组合的1L混合气体与O2充分燃烧后,体积增大为:组合V1+3V34=0.375L;组合V1+V42=0.50L;组合V2+V32=0.50L;组合3V2+V44=0.625L。因0.62510100%=6.25%,故组合符合题意。即A为C2H6,B为C4H8。答案:(1)组合编号A的分子式B的分子式体积比V(A)V(B)CH4C3H613CH4C4H811C2H6C3H611C2H6C4H831(2)A为C2H6,B为C4H8。
