1、第1章有机化合物的结构与性质烃第3节烃第1课时烃的概述烷烃的化学性质课时演练促提升A组1.丁烷,2-甲基丙烷,戊烷,2-甲基丁烷,2,2-二甲基丙烷的沸点的排列顺序正确的是()A.B.C.D.解析:对于烷烃而言,其组成和结构相似,随着相对分子质量的增大,分子间作用力增大,其沸点逐渐升高;对于相对分子质量相同的烷烃,分子中含有的支链越多,沸点越低。所给烷烃中,、含有4个碳原子,、含有5个碳原子,结合上面的分析可知,沸点由高到低:。答案:C2.0.1 mol两种气态烃组成的混合物完全燃烧得到0.16 mol 二氧化碳和3.6 g水。下列说法正确的是()A.一定有甲烷B.一定是甲烷和乙烯C.可能有乙
2、烷D.一定有乙炔解析:由燃烧产物推知混合烃的平均分子式为C1.6H4,则两烃中必有CH4,另一种可以是C2H4,也可以是C3H4。答案:A3.下列各物质,在日光照射下不能发生化学变化的是()A.甲烷和氯气的混合气体B.溴化银C.氮气和氧气的混合气体D.氯水解析:甲烷和氯气的混合气体在光照条件下发生取代反应;溴化银和氯水在光照下会发生分解反应,而氮气和氧气的反应要在放电条件下才能发生。答案:C4.(双选)下列物质在一定条件下,可与CH4发生化学反应的是()A.氯气B.溴水C.氧气D.酸性KMnO4溶液解析:CH4在光照条件下可与氯气发生取代反应;CH4也可在氧气中燃烧生成CO2和H2O;CH4在
3、光照下可与气态的Br2发生取代反应,但不与溴水反应;CH4不与强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应。答案:AC5.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可以是()A.C3H8B.C4H10C.C5H12D.C6H14解析:题给各选项均为烷烃,且题目要求该烃一氯代物只有一种,这表明烷烃分子中只有一种类型的氢原子。结合烷烃的结构简式,其主链末端只能连有甲基(CH3),可得出“若烷烃的一卤代物只有1种,则除甲烷外,其他烷烃中的氢原子数必定是6的倍数”的规律性结论,据此分析题给各选项中烷烃的氢原子数,可知只有选项C符合题设要求。答案:C6.下列各组化合物中,不论两者以什么比例混合,只要
4、总质量一定,则完全燃烧时消耗O2的质量、生成水的质量或CO2的质量不变的是()A.CH4C2H6B.C2H6C3H6C.C2H4C3H6D.C2H4C3H4解析:最简式相同的烃混合,质量一定时,碳的质量不变,氢的质量也不变,即消耗O2的量、生成水的量或生成CO2的量均不变。答案:C7.有机化合物A、B分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。那么A、B组成必须满足的条件。若A是甲烷,则符合上述条件的化合物B中相对分子质量最小的是(写分子式),相对分子质量最小的含有(CH3)的B的
5、两种同分异构体的结构简式是、。解析:由题意直接可得出A、B含氢原子数一定相同。若二者都为烃,设A为CnHa,B为CmHa,则二者n与m不等时耗氧量一定不同,所以可推论出A、B中或一为烃,一为含氧化合物或二者都含氧。又因为有机物燃烧1mol碳原子一定消耗1mol氧气,所以B如果比A多一个碳原子必须多含2个氧原子,这样才能保证二者消耗氧气量相同。即相差n个碳原子,同时要相差2n个氧原子。若A为CH4,则B一定含氧原子,按上述结论B相对分子质量最小时应比CH4多1个碳原子、2个氧原子,即C2H4O2。答案:A、B的分子式中氢原子数相同,且相差n个碳原子时,相差2n个氧原子(n为正整数)C2H4O2C
6、H3COOHHCOOCH38.(1)有机物的系统命名是,将其在催化剂存在下完全氢化,所得烷烃的系统命名是。(2)有机物的系统命名是,将其在催化剂存在下完全氢化所得烷烃的系统命名是。(3)3-苯基-1-丙烯的结构简式为。解析:(1)烯烃的命名是从距离碳碳双键较近的一端给主链上的碳原子编号,则该有机物的系统名称是3,4-二甲基-2-戊烯,其完全氢化得到烷烃后,编号应从离甲基最近的一端进行,系统名称为2,3-二甲基戊烷。(2)炔烃的命名也是从距离叁键较近的一端给主链上的碳原子编号,则该有机物的系统名称为3,5,6-三甲基-1-庚炔,其完全氢化得到烷烃后,编号也要从新进行,其系统名称为2,3,5-三甲
7、基庚烷。(3)根据有机物的系统名称,可写出该有机物的结构简式为。答案:(1)3,4-二甲基-2-戊烯2,3-二甲基戊烷(2)3,5,6-三甲基-1-庚炔2,3,5-三甲基庚烷(3)B组1.下列有机物的命名正确的是()A.CH3CH2C(CH3)2CH(CH3)C2H53,3-二甲基-2-乙基戊烷B.2-甲基-4-戊炔C.对二甲苯D.间甲基苯乙烯解析:A项,正确的命名为3,3,4-三甲基己烷;B项,正确的命名为4-甲基-1-戊炔;C项,正确的命名为对二乙苯或1,4-二乙苯。答案:D2.若要使0.5 mol CH4完全与氯气发生取代反应,并生成相同物质的量的4种取代物。则需要氯气的物质的量为()A
8、.2.5 molB.2 molC.1.25 molD.0.5 mol解析:0.5molCH4完全与Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的量均为0.125mol,被取代的氢原子的物质的量为(1+2+3+4)0.125mol=1.25mol,发生取代反应时,每有1mol氢原子被取代,消耗1molCl2,故该反应需要氯气的物质的量为1.25mol。答案:C3.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后所得CO2和H2O的物质的量随混合烃总物质的量的变化如下图所示,则下列对混合烃的判断正确的是()一定有乙烯一定有甲烷一定有丙烷一定没有乙烷可能有甲烷可能有乙炔(C2H2)A.B.C.D.
9、解析:由题给图示可知,n(烃)n(CO2)n(H2O)=11.62,所以n(烃)n(C)n(H)=11.64,所给混合气体的平均组成为C1.6H4,则一定含有CH4,另一种烃应为CxH4,即一定没有乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和乙炔(C2H2)。答案:C4.下列说法正确的是()A.按系统命名法,化合物的名称为2-甲基-4-乙基戊烷B.等质量的甲烷、乙烯、1,3-丁二烯分别充分燃烧,所耗用氧气的量依次减少C.苯酚、水杨酸()和苯甲酸都是同系物D.三硝基甲苯的分子式为C7H3N3O6解析:A项,化合物名称应为2,4-二甲基己烷,错误;B项,三种物质的最简式分别为CH4、CH2、CH1.5,最
10、简式中氢原子的数目依次减少,质量相等时,其耗氧量依次减少,正确;C项,苯酚、水杨酸、苯甲酸所含有的官能团并不都相同,不是同系物,错误;三硝基甲苯的分子式为C7H5N3O6,D项错误。答案:B5.在1.01105 Pa、120 时,1体积某气态烃和8体积足量O2混合点燃,充分燃烧后恢复至原状况,混合气体的密度减少了110,则原气态烃的分子式可能是()C3H8C2H6C2H2C4H8A.B.C.D.解析:设此烃的分子式为CxHy,则燃烧方程式为CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O(g)V(增加)1x+y4xy2y4-1由题意知:反应前后气体的密度比为109,则反应前后气体的体积比为910
11、。因此1体积该烃完全燃烧后体积增大了1体积。所以y4-1=1,y=8,则该气态烃为含有8个氢原子的物质,可能为C3H8或C4H8。答案:A6.C4H10的二氯取代物异构体数目为()A.7种B.8种C.9种D.10种解析:C4H10的结构简式有2种,CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2,2个氯原子在CH3CH2CH2CH3上的取代物有(1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4)、(2,2)、(2,3),2个氯原子在CH3CH(CH3)2上的取代物有(1,1)、(1,2)、(1,3),共9种,C项正确。答案:C7.美籍埃及人泽维尔用激光闪烁照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程
12、,因而获得1999年诺贝尔化学奖。激光有很多用途,例如波长为10.3 m的红外激光能切断B(CH3)3分子中的一个BC键,使之与HBr发生取代反应:B(CH3)3+HBrB(CH3)2Br+CH4,而利用9.6 m的红外激光却能切断两个BC键,并与HBr发生二元取代反应。(1)试写出二元取代的化学方程式:。(2)现用5.6 g B(CH3)3和9.72 g HBr恰好完全反应,则生成物中除了甲烷外,其他两种产物的物质的量之比为多少?解析:(2)nB(CH3)3=5.6g56gmol-1=0.1moln(HBr)=9.72g81gmol-1=0.12mol设生成B(CH3)2Br的物质的量为a,
13、B(CH3)Br2的物质的量为b,则有:a+b=0.1mol,a+2b=0.12mol。解得:a=0.08mol,b=0.02mol。所以nB(CH3)2BrnB(CH3)Br2=41。答案:(1)B(CH3)3+2HBrB(CH3)Br2+2CH4(2)nB(CH3)2BrnB(CH3)Br2=418.如图所示,将1体积甲烷和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立于盛有A溶液的水槽中,放在光亮处,试推测该实验可能观察到的现象。(1)若A为饱和NaCl溶液,则片刻后发现气体的颜色,试管中的液面,试管内壁上有出现。(2)若A为紫色石蕊溶液,则水槽中可以观察到。解析:CH4和Cl2光
14、照生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等物质,随着反应的进行,Cl2不断消耗,黄绿色逐渐消失。由于CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体,生成的HCl又极易溶于水,反应后,试管内气体压强减小,水位在试管内上升。(2)因Cl2溶于水,与水反应生成HCl和HClO,因此紫色石蕊溶液先变红后退色。答案:(1)变浅上升无色油珠(2)先变红后退色9.下列是八种环状的烃类物质:(1)互为同系物的有和(填名称)。互为同分异构体的有和、和(填写名称,可以不填满,也可以再补充)。(2)正四面体烷的二氯取代物有种;立方烷的二氯取代物有种;金刚烷的一氯取代物有种。(3)写出与苯互为同系物
15、且一氯代物只有两种的物质的结构简式(举两例):、。解析:(1)同系物指分子结构相似,组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,因此环己烷与环辛烷互为同系物;同分异构体指分子式相同,结构不同的化合物,因此苯与棱晶烷(分子式均为C6H6),环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体。(2)正四面体烷结构对称,只有一种氢原子,故二氯代物只有一种;立方烷分子中只有一种氢原子,但其二氯代物有3种,分别为;金刚烷分子中有两种氢原子,其一氯代物有2种。(3)符合条件的可为,一氯代物分别为和也可为,一氯代物分别为、。答案:(1)环己烷环辛烷苯棱晶烷环辛四烯立方烷(2)132(3)10.通常,烷烃可
16、以由相应烯烃经催化加氢得到。但是,有一种烷烃A,分子式为C9H20,它却不能由任何C9H18的烯烃催化加氢得到。而另有A的三个同分异构体B1、B2、B3,却分别可由而且只能由1种自己相应的烯烃催化加氢得到。则A、B1、B2、B3的结构简式分别为、。解析:一般情况下,烷烃可以由相应的烯烃催化加氢得到。双键上加氢后的2个碳原子必定至少各带有1个氢原子,故连接有4个碳原子的碳原子(即季碳原子)是不可能由加氢得到的。现设想A中的所有碳原子本身是季碳原子,或者直接在季碳原子上,这样,它就不可能是由任何烯烃经催化加氢得到的,据此,可写出A的结构简式。又因为B1、B2、B3分子中都至少有2个不与季碳原子的碳原子相连,可推出B1、B2、B3的结构简式。答案:
