2020-2021学年新教材鲁科版选择性必修3第1章第3节第1课时烷烃及其性质作业

PAGE8-烷烃及其性质1.烃是一类十分重要的有机化合物，下列有关烃及其一些性质的说法正确的是 ()A.脂肪烃的分子中一定不含有苯环，含有苯环的化合物就是芳香烃B.烃的分子式都可以写成CxHy，它们燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量一定相等C.分子结构高度对称的烷烃在发生卤代反应后只能生成一种卤代产物D.人们把含有双键或三键等不饱和键的脂肪烃称为不饱和脂肪烃分析：选D。脂肪烃的分子中一定不含有苯环，含有苯环的化合物是芳香族化合物，不一定是芳香烃；不同的烃燃烧时产生的二氧化碳和水的物质的量不一定相同；高度对称的烃分子中的氢原子不一定是一种。2.下列物质的沸点由高到低排列顺序正确的是 ()①丁烷②2-甲基丙烷③戊烷④2-甲基丁烷⑤2，2-二甲基丙烷A.①>②>③>④>⑤ B.⑤>④>③>②>①C.③>④>⑤>①>② D.②>①>⑤>④>③分析：选C。对于烷烃，碳原子数越多，沸点越高；对于碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低；因此，综合排序为③>④>⑤>①>②。3.下列有关烷烃性质的叙述正确的是 ()A.烷烃分子结构稳定，不发生任何化学反应B.烷烃中碳元素表现负价，易被酸性KMnO4溶液氧化C.烷烃的密度随相对分子质量的增大逐渐减小D.烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物分析：选D。烷烃性质的稳定性是相对的，一定条件下可发生取代、燃烧等反应；烷烃不能和酸性KMnO4溶液反应；烷烃的密度随相对分子质量的增大逐渐增大。4.下列化学性质中，烷烃不具备的是 ()A.一定条件下发生分解反应B.可以在空气中燃烧C.与氯气发生取代反应D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色分析：选D。烷烃可以在一定条件下发生分解反应，也可以燃烧，发生取代反应，但烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。5.(双选)下列有关烷烃的叙述中，正确的是 ()A.在烷烃分子中，所有的化学键都是单键B.烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去C.烷烃在光照条件下能与卤素单质发生取代反应D.光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色分析：选A、C。烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，A正确；烷烃属于饱和链烃，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，B、D错误；烷烃在光照下都能与卤素单质发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，C正确。6.某烷烃的一个分子里含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，该烷烃的名称是 ()A.正壬烷 B.2，6-二甲基庚烷C.2，2，4，4-四甲基戊烷 D.2，3，4-三甲基己烷分析：选C。由题给条件可知，该烷烃分子中只能有两类氢原子，这样其一氯代物才有两种，而其中一定会有—CH3结构，且处于对称位置，从而可写出其结构简式：。该分子中只有两种氢原子，一种是处于对称位置的—CH3，另一种是—CH2—，即其一氯代物有两种，然后再给该有机物命名，名称为2，2，4，4-四甲基戊烷。7.(2020·沈阳高二检测)室温下，一气态烃与过量氧气混合完全燃烧，恢复到室温，使燃烧产物通过浓硫酸，体积比反应前减少50mL，再通过NaOH溶液，体积又减少了40mL，原烃的分子式是 ()A.CH4B.C4H10C.C2H6D.C3H8分析：选C。设气态烃组成为CxHy，则该气态烃与氧气反应的化学方程式为CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O，ΔV=(x+y4)+1-x-y2=1-y4，使燃烧产物通过浓硫酸，体积比反应前减少了50mL，再通过NaOH溶液，体积又减少了40mL，故1-y4+y2x=5040，解得y=5x-4。A项，x=1，y=4，不符合，错误；B项，x=4，y=10，不符合，错误；C项，8.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示，则下列对混合烃的判断正确的是 ()①一定有乙烯②一定有甲烷③一定有丙烷④一定无乙烷⑤可能有乙烷⑥可能有丙炔A.②③⑤ B.⑤⑥ C.②④⑥ D.①④分析：选C。由图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4，根据碳原子平均数可知，混合气体一定含有CH4，由氢原子平均数可知，另一气态烃中氢原子数目为4，碳原子数目大于1.6，不超过4。9.(2020·福州高二检测)下列各组化合物中，不论两者以什么比例混合，只要总质量一定，则完全燃烧时消耗O2的质量和生成水或CO2的质量不变的是 ()A.CH4C2H6 B.C2H6C3H6C.C2H4C3H6 D.C2H4C3H4分析：选C。质量一定时，生成的水或CO2的质量不变，则两种有机物中C、H的质量分数要相等。C项，由于两者的最简式相同，因此两种有机物中C和H的质量分数相同，故只要质量一定时，则完全燃烧时消耗O2的质量、生成水的质量和CO2的质量不变。10.下列反应中，属于取代反应的是 ()①CH3CH2CH3+Br2CH3CH2CH2Br+HBr②C4H10+132O24CO2+5H2O③CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O④C6H6+HNO3C6H5NO2+H2OA.①② B.①③④ C.②③ D.②④分析：选B。①丙烷和溴蒸气在光照条件下发生反应，丙烷分子中的氢原子被溴原子取代生成1-溴丙烷，属于取代反应，故①正确；②丁烷燃烧属于氧化反应，不属于取代反应，故②错误；③乙酸和乙醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应，乙酸分子中的—OH被乙醇分子中的—OC2H5取代，属于取代反应，故③正确；④苯的硝化反应，苯分子中的氢原子被硝基(—NO2)取代，属于取代反应，故④正确；综合以上分析，①③④正确，故选B。11.有A、B、C三种烃，已知：①B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3；②C为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种；③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代的产物；A遇Br2的CCl4溶液不褪色，其一氯代物只有一种。请完成下列问题：(1)B的最简式为_________，分子式为______，

其二溴代物有_________种。

(2)C的三种二氯代物的结构简式为______、_________、_________。

(3)A的结构简式为___________。

分析：(1)由B的燃烧产物可推出B中n(C)∶n(H)=1∶3，B的最简式为CH3，故B的分子式只能是C2H6，B为乙烷，二溴代物有两种。(2)由②可推断C应为异丁烷，在饱和气态链烃中只有异丁烷的二氯代物有三种。(3)甲基取代乙烷中的所有氢原子生成2，2，3，3-四甲基丁烷。答案：(1)CH3C2H62(2)(3)12.(1)10个碳原子以内的烷烃，一氯代物只有一种的共有四种，试写出其结构简式：_________、_________、_________、_________。

(2)烃A与含氢量最高的烃B互为同系物，在光照条件下，1体积A最多可与6体积Cl2完全反应(同温同压)，烃A的结构简式是___________。

(3)烃C的相对分子质量为72，每个C分子中有42个电子，C的一溴代物种数是它的同分异构体中最多的。C的名称为___________。

分析：(1)利用等效氢法可推知，符合条件的烷烃分子只有一种等效氢原子。(2)含氢量最高的烃为CH4，即A为烷烃；由1体积A最多与6体积Cl2完全反应知，A分子中含有6个H原子，即C2H6。(3)由72÷14=5……2知C为C5H12，符合分子中有42个电子。C5H12的同分异构体有3种：①CH3CH2CH2CH2CH3，②，③。一溴代物②有四种，而①有三种，③有一种，其中②符合题意。答案：(1)CH4CH3CH3(2)CH3CH3(3)2-甲基丁烷能力提高1.(2020·深圳高二检测)下列实验能获得成功的是 ()①甲烷气体通入空气中点燃获得热量②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷③甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中，可使紫色褪去④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气A.只有①② B.只有① C.只有④ D.①②③④分析：选B。甲烷分子结构稳定，通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应，不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。但是在一定条件下，甲烷也会发生某些反应，如燃烧、与氯气的取代反应等。2.(双选)丙烷的分子结构可简写成键线式结构，有机物A的键线式结构为，有机物B与等物质的量的H2发生加成反应可得到有机物A。下列有关说法错误的是 ()A.有机物A的一氯取代物只有4种B.用系统命名法命名有机物A，名称为2，2，3-三甲基戊烷C.有机物A的分子式为C8H16D.B的结构可能有3种，其中一种名称为3，4，4-三甲基-2-戊烯分析：选A、C。A的结构简式为，有5种不同的氢原子，则A的一氯取代产物有5种，A错误；A的结构简式为，则A系统命名为2，2，3-三甲基戊烷，B正确；A的结构简式为，则A的分子式为C8H18，C错误；B与等物质的量H2加成得到A，则B为单烯烃，且B的结构可能为、、，共3种结构，其中的系统命名为3，4，4-三甲基-2-戊烯，D正确。3.相对分子质量为100的烃完全燃烧后，生成CO2和H2O的物质的量之比以及分子结构中有四个甲基的同分异构体的数目分别是 ()A.6∶7和2 B.6∶7和3C.7∶8和3 D.7∶8和4分析：选D。相对分子质量为100的烃是C7H16，燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为7∶8，分子结构中有4个甲基的同分异构体有4种，分别是、、、。4.在烷烃分子中的基团：CH3—、—CH2—、、中的碳原子，分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如：分子中，n1=6，n2=0，n3=2，n4=1。在烷烃(除甲烷外)分子中，各种类型的原子个数之间存在着一定的关系。试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。(1)烷烃分子中氢原子数为A，A与n1、n2、n3、n4的关系是：A=______，或A=______。

(2)四种碳原子数之间的关系为n1=______。

(3)若某烷烃分子中n2=n3=n4=1，写出该分子的结构简式和键线式，并对其进行命名：______。

分析：(1)因为伯、仲、叔、季碳原子结合的H原子分别为3、2、1、0个，所以根据伯、仲、叔碳原子数即可确定烷烃分子中H原子数为3n1+2n2+n3。根据烷烃的分子通式为CnH2n+2，n=n1+n2+n3+n4，即可确定烷烃分子中的H原子数为2(n1+n2+n3+n4)+2。(2)由(1)中H原子数的关系可得3n1+2n2+n3=2(n1+n2+n3+n4)+2，整理即得n1=n3+2n4+2。(3)依题意，分别将三个基团—CH2—、、变换位置，写出共三种结构简式，然后按主链碳最多、支链数之和最小，相同基团合并命名的规则给予命名。故答案为，，2，2，3-三甲基戊烷；，，2，3，3-三甲基戊烷；，，2，2，4-三甲基戊烷。答案：(1)3n1+2n2+n32(n1+n2+n3+n4)+2(2)n3+2n4+2(3)，，2，2，3-三甲基戊烷；，，2，3，3-三甲基戊烷；，，2，2，4-三甲基戊烷5.烃A的结构简式为(1)用系统命名法命名烃A：________________________________________；

烃A的一氯代物具有不同沸点的产物有________________________种。

(2)烷烃B中含有4个伯碳原子、1个仲碳原子和2个叔碳原子，则烷烃B的分子式为___________，写出烷烃B可能具有的结构简式和它