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2019_2020学年高中化学第3章有机化合物第1节最简单的有机化合物__甲烷第2课时烷烃课后限时作业含解析新人教版必修2.doc
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第2课时 烷烃 考点 对应题号 基本目标 发展目标 1.烷烃组成、结构、性质 1,2,5,6 12,13 2.“四同”的判断 3,4,7,10 3.烷烃同分异构体及燃烧的相关计算 8,9 14,15 4.综合应用 11 16,17 [基本目标] 1.下列物质中不属于烷烃的是( ) A.CH4 B.C2H4 C.C3H8 D.C4H10 B 解析 CH4只含碳、氢两种元素,碳原子达到饱和,符合烷烃的通式,是最简单的烷烃,故A不符合题意;C2H4不符合烷烃通式,碳原子未饱和,存在碳碳双键,不属于烷烃,故B符合题意;C3H8符合烷烃通式,碳原子均达到饱和,故C不符合题意;C4H10符合烷烃通式,碳原子均达到饱和,故D不符合题意。 2.土卫六是环绕土星运行的一颗卫星,据国外媒体报道,土卫六表面的海洋中有可能存在生命,又知这些海洋的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两物质构成的聚合物。下列说法错误的是( ) A.土卫六表面的海洋中富含有机化合物 B.土卫六的海洋中含有正四面体结构的分子 C.甲烷分子中含4种共价键 D.土卫六的海洋中主要含两种元素 C 解析 根据题给信息,土卫六表面的海洋中有可能存在生命,所以土卫六表面的海洋中富含有机化合物,A项正确;甲烷为正四面体结构的分子,B项正确;甲烷分子中4个碳氢键完全相同,C项错误;烃类物质是由碳、氢两种元素组成,D项正确。 3.下列化学式只表示一种纯净物的是( ) A.C2H6 B.C4H10 C.C2H4Cl2 D.C A 解析 C4H10有两种同分异构体:CH3(CH2)2CH3、CH(CH3)3。C2H4Cl2有两种同分异构体:CH2ClCH2Cl、CH3CHCl2。C可代表金刚石和石墨等。 4.下列各组物质不属于同系物的是( ) 答案 C 5.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 B.②③ C.①②④ D.①④ D 解析 烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键,①正确;烷烃属于饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常情况下烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应,也不能使溴水褪色,②错误,⑤错误;因分子通式CnH2n+2中的每个碳原子的价键都达到饱和,因此符合通式CnH2n+2的烃一定是烷烃,③错误;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正确。 6.下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式,其中沸点最高的是( ) A. B.CH3CH2CH2CH2CH2CH3 C.CH3CH2CH2CH2CH3 D.CH3CH2CH3 B 解析 A为新戊烷,B为正己烷,C为戊烷,D为丙烷,这几种物质都是烷烃,烷烃中碳原子个数越多,其熔、沸点越高,同分异构体中支链越多其熔、沸点越低,A、C属于同分异构体,A中支链大于C,所以沸点高低顺序是B>C>A>D,则沸点最高的是正己烷,选B。 7.下列跟红磷和白磷的关系相同的一组物质是( ) A.12C和14C B.16O2和18O2 C.正丁烷和异丁烷 D.金刚石和石墨 D 解析 红磷和白磷属于同素异形体。12C和14C是质子数相同、中子数不同的核素,互称同位素,A项错误;16O2和18O2是同种物质,不是同素异形体,B项错误;正丁烷和异丁烷是分子式相同、结构不同的化合物,属于同分异构体,C项错误;金刚石和石墨是碳元素的不同单质,属于同素异形体,D项正确。 8.下列说法正确的是( ) A.烷烃的通式为CnH2n+2,随n的增大,碳元素的质量分数逐渐减小 B.互为同分异构体 C.丙烷的比例模型为 D.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同 D 解析 A项,随着碳原子数的增多,烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大,错误;B项,二者属于同一种物质,错误;C项,为丙烷的球棍模型,错误;D项,CH3CH3的一氯化物只有只有一种。C5H12有种结构为C(CH3)4,其一氯化物也只有一种,正确。 9.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,该烃的化学式是( ) A.C2H6 B.C3H8 C.C4H10 D.C5H12 B 解析 气态烷烃燃烧的化学方程式为: CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O 1 20 mL 100 mL 即=,解得n=3。 10.在下列各物质中,找出合适的序号填在对应的空格内: ①NO2和N2O4 ②12C和14C ③K和Ca ④异戊烷()和新戊烷() ⑥甲烷和丙烷 (1)互为同位素的是________(填序号,下同)。 (2)互为同分异构体的是________。 (3)互为同系物的是________。 (4)为同一种物质的是________。 解析 (1)互为同位素的是质子数相同、中子数不同的原子,②符合。(2)互为同分异构体的是分子式相同、结构不同的化合物,④符合。(3)互为同系物的是结构相似、组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物,⑥符合。(4)⑤中两个分子是同一种物质,只是观察角度不同。 答案 (1)② (2)④ (3)⑥ (4)⑤ 11.“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该立方烷的所有氢原子全部被氯原子取代,需要________mol氯气。 解析 (1)1个立方烷分子中有8个碳原子,分布在正方体各顶点。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成了3个C—C键,故只能与1个氢原子结合,故立方烷的分子式为C8H8。(2)由于是正方体,8个顶点的结构全部一样,所以立方烷只有1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3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,故消耗8 mol Cl2。 答案 (1)C8H8 (2)1 3 (3)8 [发展目标] 12.有四种烷烃:①3,3-二甲基戊烷、②正庚烷、③2-甲基己烷、④正丁烷。它们的沸点由高到低的顺序是( ) A.②>③>①>④ B.③>①>②>④ C.②>③>④>① D.②>①>③>④ A 解析 一般说分子中碳数越多,沸点越高;对于含碳数相同的烷烃而言,支链越多,沸点越低。①3,3-二甲基戊烷、②正庚烷、③2-甲基己烷中碳原子数目相同,支链越多,沸点越低,所以沸点由高到低的顺序②>③>①;④正丁烷中碳原子数目少,所以沸点①>④。所以沸点由高到低的顺序②>③>①>④。故选A。 13.仔细分析下列表格中烃的排列规律,判断排列在第15位烃的分子式是( ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 … C2H2 C2H4 C2H6 C3H4 C3H6 C3H8 C4H6 C4H8 C4H10 … A.C6H12 B.C6H14 C.C7H12 D.C7H14 B 解析 只需对表中数据进行分析归纳找出其中的规律。总结其中C数和H数的规律如下: 由以上规律可知B项为正确答案。 14.某有机化合物的结构简式为CH3CH2CHCH2CH3CH3,其一氯代物有( ) A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 答案 B 15.已知某种气态化石燃料中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 实验后 (干燥剂+U形管)的质量 101.1 g 102.9 g (石灰水+广口瓶)的质量 312.0 g 314.2 g 根据实验数据求: (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________。 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×100 g·mol-1=5 g。(2)生成的水中氢元素的质量为×2g·mol-1=0.2 g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为×12 g·mol-1=0.6 g。(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6:0.2=3:1。 答案 (1)1.8 5 (2)0.2 (3)0.6 (4)3:1 16.现有A、B、C 三种烃,其球棍模型如图: (1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________(填字母,下同)。 (2)同状况、同体积的以上3种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。 (3)等质量的以上三种物质完全燃烧时,生成二氧化碳最多的是________,生成水最多的是________。 答案 (1)A (2)C (3)B A 17.写出下列符合条件的各种烷烃的分子式: (1)在标准状况下,相对分子质量最大的气态烷烃是____;相对分子质量最小的液态烷烃是________;相对分子质量最小的固态烷烃是________。 (2)含碳质量分数最低的烷烃是________;相同状况下,和CO2密度相同的烷烃是________;碳、氢质量比为5∶1的烷烃是________。 (3)含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是______________________________。 解析 (1)在标准状况下,相对分子质量最大的气态烷烃是丁烷,相对分子质量最小的液态烷烃是戊烷,相对分子质量最小的固态烷烃是十七烷。(2)在CnH2n+2中,随着n的不断增大,含碳量也逐渐增大,故含碳量最低的是甲烷;与CO2密度相同的烷烃,其相对分子质量也必须相同,而相对分子质量为44的烷烃为丙烷;由CnH2n+2知12n∶(2n+2)=5∶1,则n=5,为戊烷。(3)甲烷、乙烷、丙烷均不存在同分异构体,从丁烷开始才有同分异构体,故含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是丁烷。 答案 (1)C4H10 C5H12 C17H36 (2)CH4 C3H8 C5H12 (3)C4H10 - 7 -- 配套讲稿:
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