高中化学必修2人教版课时作业3-1-2烷烃

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1．下列物质属于烷烃的是()A．C8H16 B．CH3CH2CH2OHC． D．CH2=CH2解析：烷烃的通式是CnH2n＋2，A错；烷烃属于烃是碳氢化合物，B错；烷烃的碳碳之间、碳氢原子间均以单键相结合，D错。答案：C2．关于CH4和的叙述正确的是()A．均能用通式CnH2n＋2来表示B．与所有烷烃互为同分异构体C．它们结构相似，物理、化学性质相同D．通常情况下只有甲烷是气态解析：A项，因二者均为烷烃，都符合通式CnH2n＋2；B项，它们与其他烷烃互为同系物；C项，二者化学性质相似，但物理性质不同；D项，碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气态。答案：A3．下列有关丙烷的叙述中不正确的是()A．分子中碳原子不在一条直线上B．光照下能够发生取代反应C．比丁烷更易液化D．1mol丙烷完全燃烧消耗5molO2解析：丙烷可以看作是甲烷分子中的两个氢原子分别被甲基取代生成的，由于甲烷分子是正四面体结构，故丙烷分子中的三个碳原子不可能在一条直线上，A正确。烷烃在光照条件下能够发生取代反应，B正确。烷烃随分子中碳原子数的增多，沸点依次升高，丙烷的沸点低于丁烷，丙烷比丁烷更难液化，C不正确。1mol丙烷完全燃烧消耗O2为5mol。答案：C4．根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是()12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A.3 B．4C．5 D．6解析：分析图表得出规律，1、2组，3、4组，5、6组，7、8组H原子个数相差0，第5种烃的分子式为C5H12，有3种同分异构体：答案：A5．有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子结构与烷烃相似。下列有关说法中错误的是()A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2B．甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水C．甲硅烷(SiH4)的密度小于甲烷(CH4)D．甲硅烷的热稳定性弱于甲烷解析：甲硅烷性质类似甲烷，A、B项正确；C项，SiH4的相对分子质量为32，大于甲烷的相对分子质量，故SiH4密度大于CH4，C项不正确；D项，非金属性：C>Si，热稳定性：CH4>SiH4，D项正确。答案：C6．在1.013×105Pa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()物质名称沸点/℃正丁烷CH3(CH2)2CH3－0.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.027.89.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0A.标准状况时，新戊烷是气体B．在1.013×105Pa、20℃时，C5H12都是液体C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低D．C5H12随支链的增加，沸点降低解析：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，C错误；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点逐渐降低，D正确。答案：D7．1mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4L(标准状况下)，它在光照的条件下与氯气反应，能生成4种不同的一氯取代物，该烷烃的结构简式是()解析：设烷烃为CnH2n＋2。根据烷烃燃烧的方程式可得(n＋eq\f(2n＋2,4))mol＝eq\f(246.4L,22.4L·mol－1)，n＝7，A、D符合，A的一氯取代物有4种，D的一氯取代物有3种。答案：A8．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A．6种 B．7种C．8种 D．9种解析：将分子C5H11Cl恢复为烷烃C5H12。由烷烃的碳链异构(三种)找出C5H11Cl的同分异构体。分子式为C5H11Cl的同分异构体有如下几种结构：CH3CH2CH2CH2CH2Cl、答案：C9．0.2mol某烷烃完全燃烧后，将生成的气体缓慢通入0.5L2mol/LNaOH溶液中，生成的Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1∶3，则该烷烃为()A．甲烷 B．乙烷C．丙烷 D．丁烷解析：n(NaOH)＝2mol/L×0.5L＝1mol，设CO2与NaOH反应得到的Na2CO3为xmol，NaHCO3为3xmol。则2x＋3x＝1，x＝0.2mol，n(CO2)＝x＋3x＝0.8mol，该烷烃分子中碳原子数为eq\f(0.8mol,0.2mol)＝4。答案：D10．一定条件下，两种气态烃的混合物共1mol，在空气中完全燃烧生成1.5molCO2和2mol水蒸气。关于该混合物的说法正确的是()A．一定含有甲烷B．一定含有乙烷C．一定含有甲烷，可能含有乙烷D．可能是甲烷和丙烷的混合物解析：设混合烃的平均分子式为CxHy，则有CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(g)1xeq\f(y,2)1mol1.5mol2mol列式解得：x＝1.5，y＝4。即混合烃的平均分子式为C1.5H4，则其中一定含有CH4，且另一种必须是含有4个H原子的烃。答案：A二、非选择题11．Ⅰ.有下列各组物质(在横线上填相应的序号)：①O2和O3②H2、D2、T2③12C和14C④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3⑤癸烷和十六烷⑥CH3(CH2)5CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5⑦(1)互为同位素的是________。(2)互为同分异构体的是________。(3)互为同素异形体的是________。(4)为同一种物质的是________。Ⅱ.写出下列烷烃的分子式：(1)含有30个氢原子的烷烃：________。(2)假如某烷烃的相对分子质量为142，则该烷烃的分子式为________。(3)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍：________。(4)1L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15L水蒸气：________。Ⅲ.(1)甲烷的电子式为________，碳氢键之间键角为________。(2)甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成________种产物，产物中____________常用作灭火剂。(3)试写出三溴甲烷在光照条件下与溴蒸气反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.(1)同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子，互为同位素的是12C和14C。(2)同分异构体是分子式相同、结构不同的物质，互为同分异构体的是④⑥。(3)同种元素组成的不同单质互为同素异形体，互为同素异形体的是①。(4)属于同一种物质的是②⑦。Ⅱ.(1)根据烷烃的通式CnH2n＋2可知，含有30个H原子的烷烃为C14H30。(2)设该烷烃的分子式为CnH2n＋2，其相对分子质量为14n＋2＝142，解得n＝10，该烷烃的分子式为C10H22。(3)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍，则该烷烃的相对分子质量为72，设A的分子式为CnH2n＋2，其相对分子质量为14n＋2＝72，解得n＝5，该烷烃的分子式为C5H12。(4)1L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15L水蒸气，那么该烷烃中的氢原子的物质的量与烷烃的物质的量之比为(15×2)∶1，该烷烃中的H原子数为30，由烷烃的通式CnH2n＋2可知，含有30个H原子的烷烃为C14H30。Ⅲ.(1)CH4的电子式为，分子结构为正四面体形，碳氢键之间的键角为109°28′。(2)甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯化碳和氯化氢共五种，其中CCl4可用作灭火剂。(3)三溴甲烷和Br2发生取代反应生成四溴化碳，反应的化学方程式为CHBr3＋Br2eq\o(→,\s\up7(光))CBr4＋HBr。答案：Ⅰ.(1)③(2)④⑥(3)①(4)②⑦Ⅱ.(1)C14H30(2)C10H22(3)C5H12(4)C14H30Ⅲ.(1)109°28′(2)5CCl4(3)CHBr3＋Br2eq\o(→,\s\up7(光))CBr4＋HBr12．(Ⅰ)写出下列各烷烃的分子式：(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：________。(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子：________。(3)1L烷烃C的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15L的水蒸气：__________。(4)0.1mol烷烃D完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L：________。(Ⅱ)已知某烷烃分子中电子数为42。(1)该烷烃的分子式为____________。(2)写出该烷烃分子所有的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是________________________________________________________________________(写结构简式)。解析：(Ⅰ)(1)根据阿伏加德罗定律推论，同T、p下，eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(M1,M2)，M＝2g/mol×43＝86g/mol，所以14n＋2＝86，n＝6，即该烷烃的分子式为C6H14。(2)由CnH2n＋2得2n＋2＝200，n＝99，该烷烃的分子式为C99H200。(3)由1L烷烃完全燃烧产生同条件下的15L水蒸气可知其分子中应含有30个氢原子，则其分子式为C14H30。(4)0.1mol烷烃完全燃烧消耗O2为eq\f(11.2L,22.4L/mol)＝0.5mol。所以eq\f(3n＋1,2)＝5，n＝3，即D的分子式为C3H8。(Ⅱ)若设该烷烃的分子式为CnH2n＋2，依据题意分子中电子数为42，结合一个碳原子核外有6个电子，一个氢原子核外有1个电子，则有下式成立：6n＋2n＋2＝42，解得n＝5。C5H12的同分异构体有三种：CH3CH2CH2CH2CH3、，沸点依次降低。答案：(Ⅰ)(1)C6H14(2)C99H200(3)C14H30(4)C3H8(Ⅱ)(1)C5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、(3)13．(1)写出下列各种烷烃的分子式；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)写出下列各种烷烃的分子式：含碳质量分数最低的烷烃是________；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的分子式是________，其同分异构体的结构简式是________。(4)等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；等质量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；若耗氧量相同，则二者的物质的量之比n(CH4)∶n(C3H8)＝________。解析：(1)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，碳的质量分数也逐渐增大，故含碳质量分数最低的烷烃是甲烷；与CO2密度相同的烷烃，其相对分子质量与CO2必须相同，丙烷的相对分子质量为44；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现象，从丁烷开始有同分异构现象，故含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是丁烷。(4)等物质的量的烷烃(CxHy)完全燃烧时，CH4的(x＋eq\f(y,4))的值小于C3H8，所以耗氧量前者小于后者。等质量时，由于CH4中氢的质量分数大于C3H8中氢的质量分数，所以耗氧量前者大于后者。由CH4～2O2，C3H8～5O2分析可知，若耗氧量相同，n(CH4)∶n(C3H8)＝5∶2。答案：(1)C4H10C5H12C17H36(2)CH4C3H8C5H12(3)C4H10CH3—CH2—CH2—CH3、(4)小于大于5∶214．“辛烷值”用来表示汽油的质量。异辛烷用作抗爆性优良的标准，辛烷值为100。正庚烷用作抗爆性低劣的标准，辛烷值为0。如图是异辛烷的球棍模型：(1)根据球棍模型，写出异辛烷的结构简式：____________；异辛烷与乙烷的关系是__________。(2)写出异辛烷完全燃烧的化学方程式：_______________________________________________________________