第七章　第二节　第3课时　烃的燃烧规律及烃分子中原子共线、共面的判断（含答案)

第3课时　烃 的燃烧规律及烃分子中原子共线、共面的判断
题组一　烃的燃烧规律
1．在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量氧气中燃烧，消耗氧气最多的是(　　)
A．CH4 B．C2H4
C．C3H8 D．C4H6
2．在120 ℃时，1 L某烃在a L O2中完全燃烧，得到相同条件下的气体体积为(1.5＋a) L，则该烃可能是(　　)
A．甲烷 B．乙烷
C．乙烯 D．乙炔
3．将一定量气态烃充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收，经过滤得到沉淀20 g，滤液质量比原石灰水减少5.8 g。该有机物可能是(　　)
A．乙烯 B．乙烷 C．丙烷 D．丁烷
4．一种气态烷烃和一种气态烯烃，它们分子里的碳原子数相等。将1.0体积这种烷烃和烯烃组成的混合气体在氧气中完全燃烧，生成2.0体积的CO2和2.4体积的水蒸气(气体体积均在相同状况下测定)，则混合气体中烷烃和烯烃的体积比为(　　)
A．3∶1 B．1∶3 C．2∶3 D．3∶2
题组二　原子共面、共线的判断
5．下列物质的所有原子，不可能处于同一平面内的是(　　)
A．CH2Cl2 B．CH2==CH2
C． D.
6．据报道，近来发现了一种新的星际分子氰基辛炔，其结构简式为HC≡C—C≡C—C≡C—C≡C—C≡N，下列对该物质的判断不正确的是(　　)
A．属于不饱和烃
B．能使酸性KMnO4溶液褪色
C．所有原子可能在同一条直线上
D．可以发生加成反应
7．甲烷分子中的4个氢原子都可以被取代，若甲烷分子中的4个氢原子被苯基取代，则可得到的分子如图所示，下列描述中正确的是(　　)
A．分子式为C25H24
B．所有原子都在同一平面上
C．此物质属芳香烃类物质
D．最多有3个碳原子在同一平面上
8．已知有机物M在一定条件下可转化为N。下列说法正确的是(　　)
A．该反应类型为取代反应
B．N分子中所有碳原子共平面
C．可用溴水鉴别M和N
D．M中苯环上的一氯代物共4种
9．一种气态烷烃和气态烯烃组成的混合物共10 g，混合气体的密度是相同状况下H2密度的12.5倍，该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时，试剂瓶总质量增加了8.4 g，该混合气体可能是(　　)
A．乙烯和乙烷 B．乙烷和丙烯
C．甲烷和乙烯 D．丙烯和丙烷
10．某烃的结构简式为，下列说法不正确的是(　　)
A．1 mol该烃完全燃烧消耗11 mol O2
B．与氢气完全加成后的产物中含2个甲基
C．1 mol该烃完全加成消耗3 mol Br2
D．分子中一定共平面的碳原子有6个
11．如图有a、b两种物质，下列说法正确的是(　　)
A．a的分子式为C10H14
B．a、b都属于芳香烃
C．a、b均可以发生加成反应
D．a中所有原子均在同一平面上
12．四元轴烯(a)、苯乙烯(b)、立方烷(c)的分子式均为C8H8，下列说法正确的是(　　)
A．a的同分异构体只有b和c两种
B．a、b、c均能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．a、b分子中的所有原子一定处于同一平面
D．不考虑立体异构，a、c的二氯代物均只有3种，b的一氯代物有5种
13．中，可能共面的碳原子最多有______个，一定共面的碳原子有________个，可能共面的原子最多有______个，一定共面的原子有______个。
14．(2022·河南省叶县高一检测)现有下列几种有机物：①CH4，②CH3CH2OH，③，④乙烯，⑤CH3COOH，⑥，⑦，⑧丙烷。
请根据上述物质按要求回答下列问题。
(1)相对分子质量为44的烷烃的结构简式为________。
(2)与③互为同分异构体的是________(填序号，下同)，与①互为同系物的有________。
(3)用来衡量一个国家石油化工发展水平的物质是________，该物质具有较为活泼的化学性质，可与很多物质发生反应，写出其与下列物质发生反应的化学方程式。
A．与水反应：___________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________；
B．与溴的四氯化碳溶液反应：_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________；
C．生成聚乙烯：__________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)1 mol有机物⑦在光照条件下与氯气发生取代反应将氢原子完全取代需要氯气______ mol。
(5)在120 ℃、1.01×105 Pa条件下，某种气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃是_________________________________________(填序号)。
第3课时　烃的燃烧规律及烃分子中原子共线、共面的判断
1．D
2．B　[设烃的分子式为CxHy，在a L O2中完全燃烧，有
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O　ΔV
1　　　　　　　　　　　　　　　－1
1 L　　　　　　　　(1.5＋a) L－(1＋a) L
有－1＝0.5，解得y＝6，故该烃可能为C2H6。]
3．B　[沉淀20 g为CaCO3，则有机物中含C原子为0.2 mol，由质量守恒得：m(CaCO3)－m(CO2)－m(H2O)＝5.8 g，即20 g－44 g·mol－1×0.2 mol－m(H2O)＝5.8 g，m(H2O)＝5.4 g，n(H2O)＝0.3 mol。所以有机物中n(C)∶n(H)＝0.2 mol∶(0.3 mol×2)＝1∶3。因此该气态烃应为乙烷。]
4．C　[根据阿伏加德罗定律，相同状况下，气体的体积之比等于物质的量之比。可知1 mol混合烃充分燃烧生成2 mol CO2和2.4 mol H2O(g)，则混合烃的平均分子组成为C2H4.8。又知烷烃和烯烃分子里的碳原子数相同，可以判定它们分别是C2H6和C2H4。无论C2H6与C2H4以怎样的体积比混合，它们的平均碳原子数都是2。因此符合题意的烷烃和烯烃的体积比将由它们分子里所含的H原子数决定。可用十字交叉法求解：，＝。]
5．A　6.A
7．C　[由结构可知该物质的分子式为C25H20，A项错误；分子中与4个苯环相连的C为四面体结构，则所有原子不可能共平面，B项错误；只含C、H元素，且含苯环，为芳香烃类物质，C项正确；最多2个苯环与中间的C共面，则最多有13个碳原子共面，D项错误。]
8．C　[M中碳碳双键和氢气发生加成反应生成N，该反应为加成反应，A项错误；N分子中取代基上的3个碳原子都是饱和碳原子，具有甲烷结构特点，则N中所有碳原子不能共平面，B项错误；M和溴发生加成反应、N和溴不反应，前者褪色，后者分层且上层有色，现象不同可以鉴别，C项正确；M苯环上有3种氢原子，所以M苯环上的一氯代物有3种，D项错误。]
9．C　[ 混合气体的平均摩尔质量为12.5×2 g·mol－1＝25 g·mol－1，则混合气体的物质的量为＝0.4 mol；又烯烃中最简单的乙烯的摩尔质量是28 g·mol－1，故烷烃的摩尔质量一定小于25 g·mol－1，只能是甲烷。当混合气体通过溴水时，由于只有烯烃和溴水反应，因此增重的8.4 g为烯烃的质量，则甲烷的质量为10 g－8.4 g＝1.6 g，甲烷的物质的量为0.1 mol，则烯烃的物质的量为0.3 mol，烯烃的摩尔质量为＝28 g·mol－1，根据烯烃通式CnH2n，即14n＝28，可求出n＝2，即烯烃为乙烯。]
10．B　11.C
12．D　[a的分子式为C8H8，对应的同分异构体也可能为链状烃，A项错误；c不含碳碳双键，与溴的四氯化碳溶液不反应，B项错误；b含有苯环和碳碳双键，都为平面形结构，两个平面之间为碳碳单键，可自由旋转，则不一定在同一个平面上，C项错误；两个氯原子可在a中的同一碳原子上，也可在相邻、相对的碳原子上，其二氯代物有3种，两个氯原子可在c中的边、面对角线、体对角线位置，其二氯代物有3种，b有5种不同的H，则一氯代物有5种，D项正确。]
13．9　7　17　12
14．(1)CH3CH2CH3　(2)⑦　③⑦⑧　(3)④　CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH　CH2==CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br　nCH2==CH2?CH2—CH2?　(4)14　(5)①④
解析　(1)相对分子质量为44的烷烃是丙烷，结构简式为CH3CH2CH3。(2)在有机化学中，分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，故与③互为同分异构体的是⑦；同系物是指结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物，故与①互为同系物的有③⑦⑧。(3)用来衡量一个国家石油化工发展水平的物质是乙烯，故为④；乙烯与水反应生成乙醇；乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成CH2BrCH2Br；乙烯发生加聚反应生成聚乙烯。(4)根据反应方程式C6H14＋14Cl2C6Cl14＋14HCl,1 mol有机物⑦在光照条件下与氯气发生取代反应将氢原子完全取代需要氯气14 mol。(5)烃燃烧的通式为CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O，在120 ℃、1.01×105 Pa条件下，某种气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则y＝4，该烃是①④。