选择性必修3 2.1 烷烃 同步练习题(含解析)
文档属性
| 名称 | 选择性必修3 2.1 烷烃 同步练习题(含解析) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-03 14:14:11 | ||
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文档简介
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选择性必修3 第二章 第一节 烷烃 同步练习题
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）
1． 下列有关有机物的说法中正确的是( )
A．凡是含碳元素的化合物都属于有机物
B．烃是指分子里含有碳、氢元素的化合物
C．所有的有机物都很容易燃烧
D．有机物所发生的反应，一般比较复杂，速度缓慢，并且还常伴有副反应发生
2． 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甲烷通入高锰酸钾酸性溶液，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
3． 正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法正确的是
A．正己烷的分子式为C6H12
B．正己烷的一氯代物有4种
C．正己烷与正丁烷互为同系物
D．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色
4． 已知某烃的结构简式为
则该烃分子中最长碳链上的碳原子数是( )
A．9 B．12 C．11 D．13
5． CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是( )
A．1,3－二甲基戊烷 B．2－甲基－3－乙基丁烷
C．3,4－二甲基戊烷 D．2,3－二甲基戊烷
6．下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有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．①③⑤ B．②③ C．①④ D．①②④
7． 在1.01×105 Pa下测得某些烷烃的沸点见下表，下列选项正确的是( )
A．在标准状况下，新戊烷是气体
B．在1.01×105 Pa、20℃，C5H12都是液体
C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低
D．C5H12随支链增加，沸点降低
8． 某烷烃的结构为：，下列命名正确的是( )
A．1，2，4－三甲基－3－乙基戊烷
B．3－乙基－2，4－二甲基己烷
C．3，5－二甲基－4－乙基己烷
D．2，4－二甲基－3－乙基己烷
9． 某烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7。现取两支试管，分别加入适量溴水，实验操作及现象如下：
下列有关X的说法正确的是( )
A．相同条件下，X的密度比水大
B．X的分子式为C6H14，X的同分异构体共有6种
C．X能与Br2发生加成反应使溴水褪色
D．实验后试管2中的有机层是上层还是下层，可通过加水确定
10．以物质a为原料，制备物质d(金刚烷)的合成路线如图所示，关于以上有机化合物的说法正确的是( )
A．物质a最多有10个原子共平面
B．物质b的分子式为C10H14
C．物质c能使高锰酸钾溶液褪色
D．物质d与物质c互为同分异构体
二、填空题（本题包括5个小题，共60分）
11．(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________。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有______种，生成的二 氯代物有______种。(3)若要使1 mol该烷烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。
12．(12分) (1)按系统命名法命名。
①有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是 。
②在有机物分子中若某一个碳原子连接4个不同的原子或基团，则这种碳原子称为“手性碳原子”。C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有_____种，写出其中一种的名称 。
(2)写出下列各种有机物的结构简式
①2，3－二甲基－4－乙基己烷___________________________；
②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃 。
13．(12分)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＝1、n3＝2、n4＝1。试根据不同烷烃的组成结构，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n0与n1、n2、n3、n4之间的关系是n0＝________或n0＝________。
(2)四种碳原子数之间的关系为n1＝________。
(3)在烷烃的取代反应中，伯、仲、叔三种氢原子被取代的几率(机会)不同，但同类氢原子被取代的几率(机会)可视为相同。将n mol 2,2,3-三甲基戊烷与适量氯气在光照下反应，能生成________种一氯代物和________ mol HCl。
14．(12分)如图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温、同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管用日光照射一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。其中正确的是________。
(2)甲管中发生的化学反应类型为________。
(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是________。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到________________。
15．(14分)利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
(1)B装置有三种功能：
①__________；②__________；③________________。
(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值的取值范围为__________。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_____________。
(4)E装置的作用是__________和________(填编号)。
A．收集气体 B．吸收氯气
C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，置换出黑色小颗粒的化学方程式为__________，可见有机反应有很多副反应。
(6)E装置除生成盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________(填编号)。
A．萃取法 B．蒸馏法
C．过滤法 D．分液法
该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是________和________(填编号)。
A．CH4 B．CH3Cl C．CH2Cl2 D．CHCl3 E．CCl4
1．答案 D
解析：凡是含碳元素的化合物不一定属于有机物，如二氧化碳，为无机物，A说法错误；烃是指分子里仅含有碳、氢元素的化合物，不能含有第三种元素，B说法错误；有的有机物都很容易燃烧，如卤代烃不燃烧，C说法错误；D．有机物反应的特点为一般比较复杂，速度缓慢，并且还常伴有副反应发生，D说法正确。
2．答案 D
解析：甲烷不能与氯水、高锰酸钾酸、硝酸反应
3．答案 C
解析：A．正己烷为烷烃，其中只含C、H元素，球棍模型中直径较大的原子为C，直径较小的原子为H，根据球棍模型可知正己烷的分子式为C6H14，故A错误；B．正己烷具有对称结构，结构中存在3种不同化学环境的氢原子，因此正己烷的一氯代物有3种，故B错误；C．正丁烷的化学式为C4H10，其结构与正己烷相似，二者的化学式相差2个CH2基团，二者互为同系物，故C正确；
D．正己烷与溴水不发生反应，但溴单质能溶于正己烷中，因此正己烷与溴水混合时，发生萃取而使溴水褪色，故D错误。
4．答案 B
5．答案 D
解析：根据烷烃的命名原则，可得，知主链上有5个碳原子，2位，3位上各有一个—CH3，所以该化合物称为2，3－二甲基戊烷。
6．答案 C
7．答案 D
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项均错误。烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，C5H12三种同分异构体中，随支链数的增加，沸点逐渐降低，故C项错误，D项正确。
8．答案 D
9．答案 D
解析：烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7，则C、H原子数目之比为∶＝3∶7＝6∶14，烷烃通式为CnH2n＋2，故X分子式为C6H14。烷烃X能萃取溴水中的溴，上层呈橙红色，说明X的密度比水小，故A错误；C6H14的同分异构体有己烷、2 甲基戊烷、3 甲基戊烷、2，3 二甲基丁烷、2，2 二甲基丁烷，共5种，故B错误；X为烷烃，不能与溴发生加成反应使溴水褪色，故C错误；C6H14能发生取代反应得到溴代烃，溴代烃不溶于水，向试管中加水，若上层液体体积变大，则说明试管2中的有机层在下层，故D正确。
10．答案 D
解析：分子中有5个碳原子和4个氢原子可以在同一个平面内，故A错误；由结构可知b的分子式为C10H12，故B错误；物质c中不含有被高锰酸钾溶液氧化的基团，高锰酸钾溶液不褪色，故C错误；物质c与物质d的分子式相同都为C10H16，结构不同，互为同分异构体，故D正确。
11．答案：(1)C8H8 (2)1 3 (3)8
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。氢原子数目可根据碳原子最多形成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。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况，所以二氯代物应有三种结构。(3)根据取代反应的特点，完全取代8 mol H原子，需8 mol Cl原子，同时又生成8 mol氯化氢。
12.答案：(1)①2，3－二甲基戊烷 ②2 3－甲基己烷或2，3－二甲基戊烷
解析：(1)①烷烃命名时应选含最多碳原子的碳链为主链；编号时先考虑离支链最近的一端，同“近”时考虑“简”，即分别处于距主链两端同近的位置时，从较简单的支链一端开始编号；同“近”同“简”时考虑“小”，即取代基位次之和最小。②根据“手性碳原子”的含义，烷烃C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有和3两种，其名称分别为3－甲基己烷、2，3－二甲基戊烷。
(2)①由有机物的名称确定烷烃的主链及其碳原子数，再依据支链位置画出碳骨架，最后根据碳满四价原则添氢即可。②烷烃中乙基不能位于1、2号碳原子上，故烷烃中含乙基其主链碳原子数最少5个，符合题意的烷烃为。
13.答案：(1)3n1＋2n2＋n3 2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2 (2)n3＋2n4＋2 (3)5 n
解析：只有伯、仲、叔碳原子上含有氢原子，因此氢原子总数应该是伯、仲、叔碳原子上含有的氢原子数之和。由于是烷烃分子，其通式为CnH2n＋2，也就得出了烷烃分子内的总氢原子数与总碳原子数之间的关系；再根据第(1)小题的总氢原子数与伯、仲、 碳原子数之间的关系，很方便地就可求出伯碳原子数与仲、叔、季碳原子数之间的关系式。当然解决本题还可以利用仲、叔、季碳原子的自身特点求解：仲碳原子只有2个余价，我们可以直接将其插入碳链中，叔碳原子()插入碳链中，还有一个余价，因此它还需要连接一个一价基团(即—CH3)；季碳原子()插入碳链中，还有两个余价，因此它还需要连接两个一价基团(即—CH3)，再加上两端所连的两个一价基团(即—CH3)，因此所含—CH3个数(即伯碳原子数)为叔碳原子数＋季碳原子数的2倍＋2。2,2,3-三甲基戊烷中不等效氢有5种，一氯代物有5种，同时生成n mol HCl。
14．答案：(1)②③ (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层，产生白色沉淀 溶液变红
解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的4个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴石蕊，溶液会变红。
15.答案：(1)①控制气流速度 ②均匀混合气体 ③干燥混合气体
(2)x≥4 (3)吸收过量的氯气 (4)C D
(5)CH4＋2Cl2C＋4HCl (6)D A B
解析：(1)根据题给信息及装置图可知B装置的作用为吸收CH4及Cl2中的水分，同时使Cl2与CH4混合均匀，并通过观察气泡控制气流速度及比例。(2)若理论上欲获取最多的HCl，应将CH4中的氢原子全部置换，故V(Cl2)/V(CH4)应大于等于4。(3)D中KI粉末可与未反应的Cl2反应，从而将其吸收。(4)E为吸收HCl的装置，因HCl极易溶于水，故用球形干燥管防止倒吸。(5)因通入C装置的气体为CH4和Cl2，根据元素守恒可知，硬质玻璃管内壁的黑色小颗粒只能为碳，反应为CH4＋2Cl2C＋4HCl。(6)CH4与Cl2发生取代反应除生成HCl外，同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，除CH3Cl为气体外，其余均为不溶于水的油状液体，可用分液法将其与溶液分离。
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选择性必修3 第二章 第一节 烷烃 同步练习题
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）
1． 下列有关有机物的说法中正确的是( )
A．凡是含碳元素的化合物都属于有机物
B．烃是指分子里含有碳、氢元素的化合物
C．所有的有机物都很容易燃烧
D．有机物所发生的反应，一般比较复杂，速度缓慢，并且还常伴有副反应发生
2． 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甲烷通入高锰酸钾酸性溶液，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
3． 正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法正确的是
A．正己烷的分子式为C6H12
B．正己烷的一氯代物有4种
C．正己烷与正丁烷互为同系物
D．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色
4． 已知某烃的结构简式为
则该烃分子中最长碳链上的碳原子数是( )
A．9 B．12 C．11 D．13
5． CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是( )
A．1,3－二甲基戊烷 B．2－甲基－3－乙基丁烷
C．3,4－二甲基戊烷 D．2,3－二甲基戊烷
6．下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有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．①③⑤ B．②③ C．①④ D．①②④
7． 在1.01×105 Pa下测得某些烷烃的沸点见下表，下列选项正确的是( )
A．在标准状况下，新戊烷是气体
B．在1.01×105 Pa、20℃，C5H12都是液体
C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低
D．C5H12随支链增加，沸点降低
8． 某烷烃的结构为：，下列命名正确的是( )
A．1，2，4－三甲基－3－乙基戊烷
B．3－乙基－2，4－二甲基己烷
C．3，5－二甲基－4－乙基己烷
D．2，4－二甲基－3－乙基己烷
9． 某烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7。现取两支试管，分别加入适量溴水，实验操作及现象如下：
下列有关X的说法正确的是( )
A．相同条件下，X的密度比水大
B．X的分子式为C6H14，X的同分异构体共有6种
C．X能与Br2发生加成反应使溴水褪色
D．实验后试管2中的有机层是上层还是下层，可通过加水确定
10．以物质a为原料，制备物质d(金刚烷)的合成路线如图所示，关于以上有机化合物的说法正确的是( )
A．物质a最多有10个原子共平面
B．物质b的分子式为C10H14
C．物质c能使高锰酸钾溶液褪色
D．物质d与物质c互为同分异构体
二、填空题（本题包括5个小题，共60分）
11．(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________。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有______种，生成的二 氯代物有______种。(3)若要使1 mol该烷烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。
12．(12分) (1)按系统命名法命名。
①有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是 。
②在有机物分子中若某一个碳原子连接4个不同的原子或基团，则这种碳原子称为“手性碳原子”。C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有_____种，写出其中一种的名称 。
(2)写出下列各种有机物的结构简式
①2，3－二甲基－4－乙基己烷___________________________；
②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃 。
13．(12分)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＝1、n3＝2、n4＝1。试根据不同烷烃的组成结构，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n0与n1、n2、n3、n4之间的关系是n0＝________或n0＝________。
(2)四种碳原子数之间的关系为n1＝________。
(3)在烷烃的取代反应中，伯、仲、叔三种氢原子被取代的几率(机会)不同，但同类氢原子被取代的几率(机会)可视为相同。将n mol 2,2,3-三甲基戊烷与适量氯气在光照下反应，能生成________种一氯代物和________ mol HCl。
14．(12分)如图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温、同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管用日光照射一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。其中正确的是________。
(2)甲管中发生的化学反应类型为________。
(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是________。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到________________。
15．(14分)利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
(1)B装置有三种功能：
①__________；②__________；③________________。
(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值的取值范围为__________。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_____________。
(4)E装置的作用是__________和________(填编号)。
A．收集气体 B．吸收氯气
C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，置换出黑色小颗粒的化学方程式为__________，可见有机反应有很多副反应。
(6)E装置除生成盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________(填编号)。
A．萃取法 B．蒸馏法
C．过滤法 D．分液法
该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是________和________(填编号)。
A．CH4 B．CH3Cl C．CH2Cl2 D．CHCl3 E．CCl4
1．答案 D
解析：凡是含碳元素的化合物不一定属于有机物，如二氧化碳，为无机物，A说法错误；烃是指分子里仅含有碳、氢元素的化合物，不能含有第三种元素，B说法错误；有的有机物都很容易燃烧，如卤代烃不燃烧，C说法错误；D．有机物反应的特点为一般比较复杂，速度缓慢，并且还常伴有副反应发生，D说法正确。
2．答案 D
解析：甲烷不能与氯水、高锰酸钾酸、硝酸反应
3．答案 C
解析：A．正己烷为烷烃，其中只含C、H元素，球棍模型中直径较大的原子为C，直径较小的原子为H，根据球棍模型可知正己烷的分子式为C6H14，故A错误；B．正己烷具有对称结构，结构中存在3种不同化学环境的氢原子，因此正己烷的一氯代物有3种，故B错误；C．正丁烷的化学式为C4H10，其结构与正己烷相似，二者的化学式相差2个CH2基团，二者互为同系物，故C正确；
D．正己烷与溴水不发生反应，但溴单质能溶于正己烷中，因此正己烷与溴水混合时，发生萃取而使溴水褪色，故D错误。
4．答案 B
5．答案 D
解析：根据烷烃的命名原则，可得，知主链上有5个碳原子，2位，3位上各有一个—CH3，所以该化合物称为2，3－二甲基戊烷。
6．答案 C
7．答案 D
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项均错误。烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，C5H12三种同分异构体中，随支链数的增加，沸点逐渐降低，故C项错误，D项正确。
8．答案 D
9．答案 D
解析：烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7，则C、H原子数目之比为∶＝3∶7＝6∶14，烷烃通式为CnH2n＋2，故X分子式为C6H14。烷烃X能萃取溴水中的溴，上层呈橙红色，说明X的密度比水小，故A错误；C6H14的同分异构体有己烷、2 甲基戊烷、3 甲基戊烷、2，3 二甲基丁烷、2，2 二甲基丁烷，共5种，故B错误；X为烷烃，不能与溴发生加成反应使溴水褪色，故C错误；C6H14能发生取代反应得到溴代烃，溴代烃不溶于水，向试管中加水，若上层液体体积变大，则说明试管2中的有机层在下层，故D正确。
10．答案 D
解析：分子中有5个碳原子和4个氢原子可以在同一个平面内，故A错误；由结构可知b的分子式为C10H12，故B错误；物质c中不含有被高锰酸钾溶液氧化的基团，高锰酸钾溶液不褪色，故C错误；物质c与物质d的分子式相同都为C10H16，结构不同，互为同分异构体，故D正确。
11．答案：(1)C8H8 (2)1 3 (3)8
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。氢原子数目可根据碳原子最多形成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。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况，所以二氯代物应有三种结构。(3)根据取代反应的特点，完全取代8 mol H原子，需8 mol Cl原子，同时又生成8 mol氯化氢。
12.答案：(1)①2，3－二甲基戊烷 ②2 3－甲基己烷或2，3－二甲基戊烷
解析：(1)①烷烃命名时应选含最多碳原子的碳链为主链；编号时先考虑离支链最近的一端，同“近”时考虑“简”，即分别处于距主链两端同近的位置时，从较简单的支链一端开始编号；同“近”同“简”时考虑“小”，即取代基位次之和最小。②根据“手性碳原子”的含义，烷烃C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有和3两种，其名称分别为3－甲基己烷、2，3－二甲基戊烷。
(2)①由有机物的名称确定烷烃的主链及其碳原子数，再依据支链位置画出碳骨架，最后根据碳满四价原则添氢即可。②烷烃中乙基不能位于1、2号碳原子上，故烷烃中含乙基其主链碳原子数最少5个，符合题意的烷烃为。
13.答案：(1)3n1＋2n2＋n3 2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2 (2)n3＋2n4＋2 (3)5 n
解析：只有伯、仲、叔碳原子上含有氢原子，因此氢原子总数应该是伯、仲、叔碳原子上含有的氢原子数之和。由于是烷烃分子，其通式为CnH2n＋2，也就得出了烷烃分子内的总氢原子数与总碳原子数之间的关系；再根据第(1)小题的总氢原子数与伯、仲、 碳原子数之间的关系，很方便地就可求出伯碳原子数与仲、叔、季碳原子数之间的关系式。当然解决本题还可以利用仲、叔、季碳原子的自身特点求解：仲碳原子只有2个余价，我们可以直接将其插入碳链中，叔碳原子()插入碳链中，还有一个余价，因此它还需要连接一个一价基团(即—CH3)；季碳原子()插入碳链中，还有两个余价，因此它还需要连接两个一价基团(即—CH3)，再加上两端所连的两个一价基团(即—CH3)，因此所含—CH3个数(即伯碳原子数)为叔碳原子数＋季碳原子数的2倍＋2。2,2,3-三甲基戊烷中不等效氢有5种，一氯代物有5种，同时生成n mol HCl。
14．答案：(1)②③ (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层，产生白色沉淀 溶液变红
解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的4个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴石蕊，溶液会变红。
15.答案：(1)①控制气流速度 ②均匀混合气体 ③干燥混合气体
(2)x≥4 (3)吸收过量的氯气 (4)C D
(5)CH4＋2Cl2C＋4HCl (6)D A B
解析：(1)根据题给信息及装置图可知B装置的作用为吸收CH4及Cl2中的水分，同时使Cl2与CH4混合均匀，并通过观察气泡控制气流速度及比例。(2)若理论上欲获取最多的HCl，应将CH4中的氢原子全部置换，故V(Cl2)/V(CH4)应大于等于4。(3)D中KI粉末可与未反应的Cl2反应，从而将其吸收。(4)E为吸收HCl的装置，因HCl极易溶于水，故用球形干燥管防止倒吸。(5)因通入C装置的气体为CH4和Cl2，根据元素守恒可知，硬质玻璃管内壁的黑色小颗粒只能为碳，反应为CH4＋2Cl2C＋4HCl。(6)CH4与Cl2发生取代反应除生成HCl外，同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，除CH3Cl为气体外，其余均为不溶于水的油状液体，可用分液法将其与溶液分离。
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