《学霸笔记 同步精讲》第7章 有机化合物 第1节 第2课时 烷烃的性质 练习（含答案）化学人教版必修二

第2课时　烷烃的性质
基础巩固
1.根据下列数据判断丙烷的沸点可能是(　　)。
物质 甲烷 乙烷 丁烷 戊烷
沸点/℃ -162 -89 -1 36
A.约-40 ℃ B.低于-162 ℃
C.低于-89 ℃ D.高于36 ℃
答案A
解析烷烃的熔点、沸点随分子中碳原子个数的增多而升高,故丙烷的沸点介于-89 ℃和-1 ℃之间,A项正确。
2.在光照条件下,下列物质中能与甲烷发生反应的是(　　)。
A.盐酸 B.氯水
C.溴蒸气 D.酸性KMnO4溶液
答案C
解析四种物质中光照条件下只有溴蒸气能与甲烷发生取代反应,C项正确。
3.下列关于烷烃的叙述不正确的是(　　)。
A.甲烷是最简单的烷烃,是沼气、天然气的主要成分
B.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
C.分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
D.丙烷分子中碳原子不在一条直线上
答案C
解析分子通式为CnH2n+2的烃一定为烷烃。
4.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是平面正方形结构,理由是(　　)。
A.CHCl3只有一种结构
B.CH4分子中C—H之间的夹角都相等
C.CH2Cl2只有一种结构
D.CH4的4个共价键的长度和强度都相等
答案C
解析CH4无论是正四面体结构还是平面正方形结构,都符合选项A、B、D的说法,故不能用选项A、B、D来确定CH4是何种结构;若CH4是平面正方形结构,则CH2Cl2有如下两种结构:和,而CH4为正四面体结构时,CH2Cl2就只有一种结构。因此可由CH2Cl2只有一种结构推知CH4为正四面体结构。
5.CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)。
A.CH4、CCl4和CH3Cl都是四面体结构
B.CH4、CCl4的结构相同,性质相同
C.CH4、CCl4和CH3Cl中的化学键都是极性共价键
D.CCl4和CH3Cl可由CH4发生取代反应制得
答案B
解析CH4和CCl4是两种不同的物质,其性质不相同。
6.某校化学社团的同学将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中,用玻璃片盖严后置于光亮处,一段时间后不可能观察到的现象是(　　)。
A.集气瓶中气体的黄绿色逐渐变浅
B.集气瓶内壁上有油状液滴附着
C.集气瓶底部出现黑色颗粒
D.取下玻璃片,可能会看到白雾
答案C
解析甲烷与氯气在光照条件下生成4种氯代物和氯化氢,其中有3种液体,氯化氢遇到水蒸气会出现白雾;甲烷在该条件下不会发生分解反应,所以不会出现黑色颗粒。
7.燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。完全燃烧0.2 mol某烃后,测得生成17.92 L(标准状况)二氧化碳和18 g水,则该烃的分子式为(　　)。
A.C2H6 B.C3H8
C.C4H10 D.C8H18
答案C
解析生成标准状况下二氧化碳的体积为17.92 L,则0.2 mol烃中含碳原子的物质的量n(C)==0.8 mol,生成水的质量为18 g,则0.2 mol烃中含氢原子的物质的量n(H)=×2=2 mol,则1 mol烃中n(C)= mol=4 mol,n(H)= mol=10 mol,则该烃的分子式为C4H10。
8.鉴别甲烷、一氧化碳和氢气3种无色气体,方法是将它们 (　　)。
A.先后通入溴水和澄清石灰水
B.点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯
C.点燃,先后罩上干燥的冷烧杯和内壁涂有澄清石灰水的烧杯
D.点燃后罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯,通入溴水
答案C
解析CH4、CO和H2与溴水、澄清石灰水都不反应,A项错误。CH4和CO燃烧都生成CO2,B、D项错误。干冷的烧杯可检验燃烧产物中是否有水,内壁涂有澄清石灰水的烧杯可检验燃烧产物中是否有CO2。
9.液化石油气中含有丙烷,且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似,性质相似。下列有关丙烷的叙述中不正确的是(　　)。
A.丙烷分子中碳原子不在一条直线上
B.光照下能够与氯气发生取代反应,其一氯代物有2种
C.丙烷有碳链,甲烷没有,两者不是同系物
D.丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
答案C
解析丙烷和甲烷结构相似,分子组成相差2个CH2原子团,都属于链状烷烃,属于同系物。
10.光照时,甲烷与氯气能发生取代反应。
(1)若反应生成的4种取代产物都是0.25 mol,则参加反应的Cl2的物质的量为　　　　。
(2)其取代产物之一——四氯化碳是重要的有机溶剂。已知:
①四氯化碳不溶于水,密度为1.6 g·cm-3,沸点为76.5 ℃;
②碘在四氯化碳中的溶解度远大于碘在水中的溶解度。
若将四氯化碳与碘溶液混合,充分振荡后静置,则会出现分层现象,其中有机层在　　　　层。
答案(1)2.5 mol　(2)下
能力提升
1.下列关于有机化合物特点的描述正确的是(　　)。
A.有机化合物均难溶于水,易溶于有机溶剂
B.有机化合物熔点低,不耐热,受热易分解,都易燃烧
C.大多数有机化合物易导电
D.有机化合物分子中原子间主要以共价键结合
答案D
解析某些有机化合物易溶于水,如酒精能与水互溶,A项错误;某些有机化合物不易燃烧,如CCl4,B项错误;大多数有机化合物不易导电,C项错误。
2.等质量的下列烷烃在空气中完全燃烧生成CO2和H2O,耗氧量最多的是(　　)。
A.C2H6 B.C3H8
C.C4H10 D.C5H12
答案A
解析根据C~O2,4H~O2,可知消耗1 mol O2,需要12 g C,而H只需要4 g。可见,烷烃质量相等时,氢元素的质量分数越大,耗氧越多。将选项中的化合物都表示成CHx形式,则x越大,耗氧越多。
3.一定体积的甲烷在一定量O2中燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,测得混合气体的质量为49.6 g,将混合气体缓慢通过无水CaCl2时,CaCl2质量增大25.2 g,则原混合气体中CO2的质量为(　　)。
A.12.5 g B.13.2 g
C.19.7 g D.24.4 g
答案B
解析CaCl2吸收水蒸气,CaCl2质量增大25.2 g,即生成1.4 mol H2O;根据氢原子守恒,可得CH4为0.7 mol;再根据碳原子守恒,可得CO和CO2共0.7 mol,可得44 g·mol-1×n(CO2)+28 g·mol-1×[0.7 mol-n(CO2)]=49.6 g-25.2 g,可得n(CO2)=0.3 mol,m(CO2)=13.2 g。
4.分析下表排列规律,判断空格中烃的一氯代物同分异构体的数目为(　　)。
1 2 3 4 5 6 7 8
CH4 C2H4 C3H8 C4H8 C6H12 C7H16 C8H16
A.7 B.8
C.9 D.10
答案B
解析根据表中烃分子式的排列规律可知,5号物质为C5H12,C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4三种,其一氯代物分别是3种、4种、1种,故C5H12的一氯代物共8种。
5.如图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。将X气体燃烧,把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题。
(1)若A洗气瓶的质量增大,B洗气瓶的质量不变,则气体X是　　　　　。
(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增大,则气体X是　　　　　。
(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增大,则气体X可能是　　　　　。
答案(1)H2
(2)CO
(3)CH4;H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4
解析根据洗气瓶质量的变化确定原气体X的成分。
2H2+O22H2O,2CO+O22CO2,CH4+2O2CO2+2H2O。A瓶中浓硫酸只吸收水,B瓶中澄清石灰水只吸收CO2。
(1)A瓶质量增大,B瓶质量不变,说明气体X燃烧只生成水,故X为H2。
(2)A瓶质量不变,B瓶质量增大,说明气体X燃烧只有CO2生成,故X为CO。
(3)A、B两瓶质量均增大,说明气体X的燃烧产物既有H2O又有CO2,故气体X的成分不唯一。它可以只含CH4或是以下气体的组合:H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4。
6.如图是某同学设计的简易实验装置。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,针管放在光亮处一段时间,气体在甲管中反应。
(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。其中合理的是　　　　　(填序号)。
(2)甲管中发生的化学反应类型为　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)充分反应后,甲管中剩余气体最好用　　　(填字母)吸收。
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　　　　　　　　。
答案(1)②③
(2)取代反应
(3)B
(4)液体分为两层,上层溶液中产生白色沉淀
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时两者恰好完全反应,而该针管里甲烷与氯气体积比为1∶5,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,反应后内部压强减小,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,最好用氢氧化钠溶液吸收。(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,同时因为CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水而看到液体分为两层。
7.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。某化学社团的同学们在实验室中模拟上述过程,装置如下图所示(部分夹持装置已省略):
根据设计要求回答。
(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③　　　　　　　　。
(2)设=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应　　　　　　　　。
(3)D装置的玻璃丝中均匀混有KI粉末,其作用是　　　　　　　　　　　　　。
(4)E装置的作用是　　　　　(填字母)。
A.收集气体
B.吸收氯气
C.防止发生倒吸
D.吸收氯化氢
(5)E装置除盐酸外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为　　　　　　　　。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为　　　　。
a.CH4　b.CH3Cl　c.CH2Cl2　d.CHCl3　e.CCl4
答案(1)干燥混合气体
(2)大于或等于4
(3)吸收过量的氯气
(4)CD
(5)分液　ab
解析(1)B装置的三个作用:①控制气流速度从而达到合适的反应比例;②均匀混合气体,便于后续实验;③干燥混合气体。
(2)当发生反应:CH4+4Cl2CCl4+4HCl时生成HCl气体最多,所以要保证=x≥4。
(3)KI能吸收多余的Cl2,反应的化学方程式为Cl2+2KI2KCl+I2。
(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体,同时还防止发生倒吸。
(5)从水溶液中分离难溶于水的油状液体可用分液法。
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