江苏专版2024-2025学年新教材高中化学专题8有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物第2课时烷烃分层作业苏教版必修第二册

专题8第一单元第2课时烷烃必备学问基础练1.[2024浙江嘉兴期中]以下结构表示的物质中属于烷烃的是()A.CH≡CH B.CH3(CH2)3CH3C.CH3CH2OH D.2.[2024江苏常州联考]下列说法正确的是()A.在光照下甲烷、乙烷和丙烷都能与氯水发生取代反应B.等物质的量的甲烷和氯气发生取代反应的有机产物只有CH3ClC.正丁烷的沸点比异丁烷的沸点高D.和互为同分异构体3.[2024福建福州外国语学校期中]下列物质之间的相互关系错误的是()A.正丁烷和异丁烷互为同分异构体BC和C互为同位素C.红磷和白磷互为同素异形体D.CH3CH2OH和CH3CHO互为同分异构体4.[2024浙江宁波余姚中学月考]下列有关烷烃性质的叙述不正确的是()A.烷烃不会发生分解B.在通常状况下,烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应C.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应D.烷烃均犯难溶于水的无色物质5.下列各物质:①O2和O3②12C和14C③C2H6和C3H8④和(1)互为同位素的是。

(2)互为同素异形体的是。

(3)同属于烷烃的是。

(4)互为同系物的是。

6.写出下列物质的分子式。(1)分子中含有14个氢原子的烷烃:。

(2)相对分子质量为44的烷烃:。

(3)碳、氢原子个数比为2∶5的烷烃:。

(4)含碳元素养量分数约为83.7%的烷烃:。

关键实力提升练7.下列关于CH4和的叙述不正确的是()A.均能用组成通式CnH2n+2来表示B.二者均为烷烃C.分子中的碳原子可能共平面D.二者互为同系物8.下列说法正确的是()A.凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,彼此肯定是同系物B.两种化合物组成元素相同,各元素养量分数也相同,则二者肯定是同分异构体C.相对分子质量相同的几种化合物,互为同分异构体D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,互为同分异构体9.某气态烃在标准状况下的密度为2.59g·L-1(1)其摩尔质量为。

(2)该烃的含碳量为82.8%,则分子中碳、氢原子的个数比是,分子式是。

(3)可能的结构简式为

。

10.在有机化合物的结构式中,4价碳原子以1个、2个、3个、4个单键分别连接1个、2个、3个、4个其他碳原子时,可依次称为伯、仲、叔、季碳原子,数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如CH3CH(CH3)CH(CH3)C(CH3)2CH2CH3分子中n1=6、n2=1、n3=2、n4=1。试依据不同烷烃的组成和结构,分析烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。(1)若烷烃分子中氢原子数为n0,则n0与n1、n2、n3、n4的关系是n0=或n0=。

(2)四种碳原子数之间的关系为n1=。

(3)若烷烃分子中碳碳键数为na,则na与n1、n2、n3、n4的关系是na=。

(4)在烷烃的取代反应中,伯、仲、叔碳三种碳原子上的氢原子被取代的概率不同,但同类氢原子被取代的概率可视为相同。现将nmolCH3CH2CH(CH3)CH3与适量溴蒸气在肯定条件下完全反应,若只生成溴化氢和4种一溴代物。则:①反应生成的HBr的物质的量为mol。

②将生成的4种一溴代物的混合气体在适量的O2中燃烧,生成H2O、CO2、CO和HBr。此时,需消耗O2的物质的量为amol,则a的取值范围是。

学科素养创新练11.某小组欲探讨烷烃的某些性质设计下图试验装置。回答下列问题:Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。向下图的B中通入肯定量的氯气和甲烷气体,混合匀称后通入C中硬质玻璃管中,夹紧C两端弹簧夹,用强光照耀硬质玻璃管。(1)将试验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是。

(2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式:。

(3)一段时间后,C中玻璃管内的试验现象:、。

(4)若2molCH4与Cl2发生取代反应,测得生成4种有机取代产物的物质的量相等,则消耗的氯气的物质的量是mol。

(5)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl,则分子式为C4H9Cl的同分异构体有种。

Ⅱ.烷烃可以发生氧化反应。将肯定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧,并使产生的气体全部通入下图装置,得到如表所列的试验数据(U形管中干燥剂只汲取水蒸气且假设产生的气体完全被汲取)。项目试验前试验后(干燥剂+U形管)的质量101.1g102.9g(石灰水+广口瓶)的质量312.0g315.3g(6)试写出该烷烃分子式:。

第2课时烷烃1.B解析烃分子中,碳原子以单键相连,其余的价键均用于与氢原子结合,形成的饱和链烃叫烷烃。只有B符合。2.C解析在光照下甲烷、乙烷和丙烷都能与氯气发生取代反应,不能与氯水发生取代反应,A错误;甲烷分子中的4个氢原子都可以被氯原子取代,等物质的量的甲烷和氯气发生取代反应的有机产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,B错误;正丁烷和异丁烷是互为同分异构体的烷烃,正丁烷的主链有4个碳原子,异丁烷的主链只有3个碳原子,正丁烷的分子间作用力强于异丁烷,正丁烷的沸点比异丁烷的沸点高,C正确;CH2Br2为四面体构型,和为同一物质,D错误。3.D解析正丁烷和异丁烷的分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,A正确;C和C的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确;红磷和白磷均是磷元素形成的不同单质,二者互为同素异形体,C正确;CH3CH2OH和CH3CHO的分子式不同,不互为同分异构体,D错误。4.A解析甲烷在大于1000℃条件下就能够分解为氢气和炭黑,A错误;烷烃性质稳定,在通常状况下不与强酸、强碱和强氧化剂反应,烷烃不与酸性高锰酸钾溶液反应,但在点燃条件下能与氧气反应,B正确;烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应,例如甲烷与氯气的光照取代,C正确;烷烃均犯难溶于水的无色物质,易溶于有机溶剂,D正确。5.答案(1)②(2)①(3)③④(4)③解析O2或O3是由氧元素组成的不同单质,互为同素异形体;12C和14C是同种元素的不同原子,互为同位素;C2H6和C3H8都是烷烃,相差一个“CH2”原子团,二者互为同系物;和分子式相同,都是烷烃,互为同分异构体。6.答案(1)C6H14(2)C3H8(3)C4H10(4)C6H14解析依据烷烃的分子通式CnH2n+2进行推断。(1)2n+2=14,n=6,其分子式为C6H14。(2)14n+2=44,n=3,其分子式为C3H8。(3)n∶(2n+2)=2∶5,解得n=4,其分子式为C4H10。(4)×100%≈83.7%,解得n≈6,其分子式为C6H14。7.C解析因二者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2,A、B正确;依据甲烷的正四面体结构,分子中四个碳原子不行能共平面,C错误;二者均为烷烃,结构相像,分子式相差3个“CH2”原子团,二者互为同系物,D正确。8.D解析结构相像,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的同一类物质互为同系物,A错误;分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,所以B、C错误,D正确。9.答案(1)58g·mol-1(2)2∶5C4H10(3)CH3CH2CH2CH3、解析(1)M=2.59g·L-1×22.4L·mol-1≈58g·mol-1。(2)N(C)∶N(H)=≈2∶5,则该烃的最简式为C2H5。设其分子式为(C2H5)x,则有(12×2+5)x=58,x=2,所以该烃的分子式为C4H10。(3)可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3(正丁烷)、(异丁烷)。10.答案(1)2(n1+n2+n3+n4)+23n1+2n2+n3(2)n3+2n4+2(3)(4)①n②5n<a<7.5n解析(1)由于烷烃的通式为CnH2n+2,C原子与H原子之间的数量关系为n0=2(n1+n2+n3+n4)+2,伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0,所以C原子与H原子之间的数量关系也为n0=3n1+2n2+n3。(2)由(1)可得,2(n1+n2+n3+n4)+2=3n1+2n2+n3,故n3+2n4+2=n1。(3)依据烷烃分子中只存在碳碳单键且每个碳原子均需形成4个共价键,碳与氢只能形成单键,故两个伯碳原子可以形成一个碳碳单键,依次类推,故若烷烃分子中碳碳键数为na,则na与n1、n2、n3、n4的关系是na=。(4)①依据取代反应的特点,即每生成1mol一溴代物的同时生成1molHBr,故反应生成的HBr的物质的量为nmol。②生成的4种一溴代物的混合气体的分子式均可以用C5H11Br表示,在适量的O2中燃烧,当全部生成CO2时,消耗O2的物质的量为5+nmol=7.5nmol,全部生成CO的消耗O2的物质的量为nmol=5nmol,故同时生成CO2和CO时,需消耗O2的物质的量为介于两者之间的值,故a的取值范围是5n<a<7.5n。11.答案(1)除去其中的氯化氢气体(2)CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl(3)内壁上出现油状液滴黄绿色气体颜色变浅(4)5(5)4(6)C3H8解析试验室制取的氯气中混入了氯化氢,通过饱和食盐水可以除去其中的氯化氢,甲烷和氯气在被浓硫酸干燥后,一起通入装置C中发生取代反应,最终用装置D处理尾气,以此解题。(1)氯气先通过饱和食盐水的目的是除去其中的氯化氢气体。(2)C中生成氯仿的化学方程式为CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl。(3)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢。试验中可视察到玻璃管内的试验现象有黄绿色气体颜色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。(4)将2molCH4与Cl2发生取代反应,测得4种有机取代产物的物质的量相等,则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量各为0.5mol,则消耗的氯气的物质的量是0.5mol×1+0.5mol×2+0.5mol×3+0.5mol×4=5mol。(5