2024-2025学年高中化学第三章有机化合物1-2烷烃课后作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE8烷烃一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)1．下列有关烷烃的叙述中，正确的是(C)①在烷烃分子中，全部的化学键都是单键②烷烃中除甲烷外，许多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去③分子通式为CnH2n＋2的烃不肯定是烷烃④全部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．①③⑤B．②③C．①④D．①②④解析：烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，①说法正确；烷烃属饱和链烃，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，②⑤说法不正确；因分子通式CnH2n＋2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n＋2的有机物肯定是烷烃，③说法不正确；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说法正确。2.下列说法正确的是(D)A．凡是分子组成上相差一个或n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，互称为同分异构体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，互为同分异构体解析：分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，其分子结构不肯定相像，如CH3—CH=CH2与，A说法错误。若两种化合物组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则它们的最简式必定相同。最简式相同的化合物可能是同分异构体，也可能不是同分异构体，如CH3(CH2)2CH3、CH3CH(CH3)2，CH2=CH2、CH2=CH—CH3，B说法错误。相对分子质量相同的物质是许多的，如无机物中的H2SO4和H3PO4，又如有机物中的C2H6O(乙醇)与CH2O2(甲酸)，这些物质都具有相同的相对分子质量，但由于它们的分子组成不同，所以它们不是同分异构体，C说法错误。当不同化合物组成元素的质量分数相同，相对分子质量也相同时，其分子式肯定相同，因此这样的不同化合物互为同分异构体。3.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(D)A.在标准状况时，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，沸点上升；C5H12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点渐渐降低。4．下列化学用语正确的是(D)A．结构简式(CH3)2CHCH3，既可以表示正丁烷，也可以表示异丁烷B．丙烷分子的比例模型：C．甲烷分子的球棍模型：D．乙烷的电子式：解析：A项结构简式(CH3)2CHCH3只能表示异丁烷，错误；B项为丙烷分子的球棍模型，错误；C项为甲烷分子的比例模型，错误。5．25℃时某气态烃与O2混合充入密闭容器中，点燃爆炸后又复原至25℃，此时容器内压强为原来的eq\f(1,3)，再经NaOH溶液处理，容器内几乎成为真空。该烃的化学式为(A)A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H解析：最终容器内几乎成为真空，表明气态烃与O2恰好完全反应，容器内压强为原来的eq\f(1,3)，表明生成CO2的体积为原混合气体的eq\f(1,3)，利用化学方程式：CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up15(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，由在相同条件下反应前后压强之比等于反应前后气体物质的量之比得：eq\f(x,1＋x＋\f(y,4))＝eq\f(1,3)，解得y＝4(2x－1)，探讨：当x＝1时，y＝4；x＝2时，y＝12，舍去；x＝3时，y＝20，舍去；当x＝4时，y＝28，舍去。故选A。6．对于丙烷和丁烷的下列有关说法正确的是(B)A．丙烷和丁烷互为同分异构体B．符合通式CnH2n＋2(n≥1)的物质均属于烷烃C．丁烷的一氯代物有5种D．等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时，后者耗氧量大解析：丙烷和丁烷互为同系物。丁烷的一氯代物共有4种。等质量的烃CxHy完全燃烧时，耗氧量取决于y/x的大小，该值越大，耗氧量越大。7．下列说法不正确的是(D)A．14C与16B．二氯乙烷(C2H4Cl2)有两种结构C．同素异形体之间在肯定条件下能发生相互转化D．环丙烷()和乙烯(CH2=CH2)互为同系物解析：14C与16O属于不同的核素，前者的中子数为14－6＝8，后者的中子数为16－8＝8，它们具有相同的中子数，A正确；二氯乙烷有两种结构，分别为CH2Cl—CH2Cl和CHCl2—CH3，B正确；在肯定条件下，同素异形体之间可以相互转化，如石墨转化成金刚石，金刚石转化成石墨，C正确；环丙烷分子中不含碳碳双键，碳原子以环的形式连接，乙烯的结构简式为CH2=CH28．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(D)A．标准状况下，11.2L戊烷所含的分子数为0.5NAB．0.5molC3H8分子中含C—H共价键的个数为2NAC．11.2L二氯甲烷所含分子数为0.5NAD．30g乙烷分子中含有的共用电子对数为7NA解析：标准状况下，戊烷是液体，无法通过气体摩尔体积计算其物质的量，则无法求得其所含的分子数，A错误；0.5molC3H8分子中含C—H共价键的个数为0.5mol×8×NAmol－1＝4NA，B错误；未标明物质所处状况，无法通过气体摩尔体积计算气体的分子数，且二氯甲烷在常温常压下是液体，C错误；30g乙烷的物质的量为eq\f(30g,30g·mol－1)＝1mol,1个乙烷分子中共用电子对数目为7，故1mol乙烷分子中所含的共用电子对数为7NA，D正确。9．下列各组内的物质不属于同系物的是(D)10．燃烧0.1mol两种气态烃的混合物，生成3.58LCO2(标准状况)和3.6gH2O，则混合气体中(A)A．肯定有甲烷 B．肯定有乙烷C．肯定无甲烷 D．肯定有丙烷解析：生成n(CO2)＝eq\f(3.58L,22.4L·mol－1)≈0.16mol，生成n(H2O)＝eq\f(3.6g,18g·mol－1)＝0.2mol，因此两种气态烃的平均组成为C1.6H4，依据混合物的平均组成可知，碳原子组成小于1.6的烃只有甲烷，而另一种烃是氢原子数必为4，碳原子数大于或等于2的气态烃。因此只有选项A正确。11．C5H12有3种不同结构，甲：CH3(CH2)3CH3，乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相关叙述正确的是(C)A．甲、乙、丙属于同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应B．C5H12表示一种纯净物C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低D．丙有3种不同沸点的二氯取代物解析：甲、乙、丙的结构不同，分子式相同，互为同分异构体，A错误；C5H12有3种同分异构体，所以不能表示纯净物，B错误；同分异构体中，支链越多，沸点越低，丙分子中支链最多，所以沸点最低，C正确；丙分子中4个甲基上的氢原子是等效的，所以只有2种不同沸点的二氯化物，D错误。12．一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有4种的烷烃是(B)A．乙烷B．丙烷C．正丁烷D．新戊烷解析：丙烷的一氯代物有两种结构CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3；二氯代物有四种结构：CHCl2CH2CH3、CH3CCl2CH3、CH2ClCHClCH3、CH2ClCH2CH2Cl。二、非选择题(共52分)13.(10分)“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C8H8。(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有1种，生成的二氯代物有3种。(3)若要使1mol该烷烃的全部氢原子全部被氯原子取代，须要8mol氯气。解析：(1)1个立方烷分子中有8个碳原子，分布在立方烷各顶点。氢原子数目可依据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个C—C键，故只能与1个氢原子结合。(2)由于是正方体，8个顶点的位置全部一样，所以立方烷只有一种一氯代物。依据正方体中两顶点的相对位置只有3种状况，所以二氯代物应有三种结构。(3)依据取代反应的特点，完全取代8molH原子，需8molCl原子，同时又生成8mol氯化氢。14．(12分)某些有机化合物的分子模型如图所示。回答下列问题：(1)属于比例模型的是乙、丙(填图中序号，下同)。(2)表示同一种有机化合物的是甲、丙。(3)存在同分异构体的是戊，写出其同分异构体的结构简式：CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4。(4)含碳量最低的是甲、丙，含氢量最低的分子中氢元素的质量百分含量是16.7%(保留三位有效数字)。解析：(1)乙、丙能表示原子的相对大小及连接形式，属于比例模型。(2)甲、丙分别是甲烷的球棍模型与比例模型，属于同一种有机化合物。(3)存在同分异构体的是戊(正戊烷)，其同分异构体的结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3(异戊烷)和C(CH3)4(新戊烷)。(4)烷烃的通式为CnH2n＋2，随n值增大，碳元素的质量百分含量渐渐增大，故含碳量最低的是甲烷，含氢量最低的是戊烷，戊烷中氢元素的质量百分含量是eq\f(1×12,12×5＋1×12)×100%≈16.7%。15．(12分)已知某种气态化石燃料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)。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312.0g314.2g依据试验数据求：(1)试验完毕后，生成物中水的质量为1.8g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为5(2)生成的水中氢元素的质量为0.2g(3)生成的CO2中碳元素的质量为0.6g(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为3∶1。解析：(1)生成水的质量为102.9g－101.1g＝1.8g，生成正盐即CaCO3的质量为eq\f(314.2g－312.0g,44g·mol－1)×100g·mol－1＝5g。(2)生成的水中氢元素的质量为eq\f(1.8g,18g·mol－1)×2g·mol－1＝0.2g。(3)生成的CO2中碳元素的质量为eq\f(314.2g－312.0g,44g·mol－1)×12g·mol－1＝0.6g。(4)碳、氢元素养量比为0.6∶0.2＝3∶1。16．(8分)现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种有机物。同质量的以上物质中，在相同状况下体积最大的是CH4；同质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4；同状况、同体积的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是C3H6；同质量的以上物质燃烧时，生成CO2的量最多的是C3H4，生成H2O的量最多的是CH4。解析：相同质量的烃(CxHy)耗氧量由eq\f(y,x)确定，eq\f(y,x)越大，耗氧量越大，且生成H2O的量越多，生成CO2的量越少；相同物质的量的烃耗氧量由(x＋eq\f(y,4))确定，同碳(x)看氢(y)，同氢(y)看碳(x)，1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相同。17．(10分)正己烷在工业上主要用作溶剂，常用于电子信息产业生产过程中的擦拭清洗作业。但正己烷具有较强的毒性，挥发快，若运用不当，极易造成职业中毒。(1)正己烷的分子式为C6H14，正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3。amol正己烷含有14amol碳氢键，