烷烃

烷烃一、选择题1．下列叙述错误的是()A．同系物之间在化学性质上相似B．同系物不可能是同分异构体C．同系物之间的物理性质随分子里碳原子数的递增，呈规律性的变化D．分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质互称为同系物【解析】分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质不一定互为同系物，还必须为同一类物质时才互为同系物，D项不正确。【答案】D2．(2015·江苏省沭阳县高一下学期期中)氰酸铵(NH4CNO)与尿素[CO(NH2)2]()A．互为同系物B．互为同分异构体C．都是共价化合物D．都是有机化合物【解析】氰酸铵(NH4CNO)与尿素[CO(NH2)2]的分子式相同，均是CH4ON2，但二者的结构不同，互为同分异构体，答案选B。【答案】B3．(2015·广东省揭阳一中高二期中)下列物质互为同分异构体的是()A.126C和146CB．氧气和臭氧C．甲烷和乙烷D．正丁烷和异丁烷【解析】A.126C和146C质子数相同而中子数不同，二者互为同位素，错误；B.氧气和臭氧是由同种元素形成的不同性质的单质，互为同素异形体，错误；C.甲烷和乙烷是分子结构相似，在分子组成上相差一个CH2原子团，二者互为同系物，错误；D.正丁烷和异丁烷分子式相同，而结构不同，是同分异构体，正确。【答案】D4．下列各物质的名称正确的是()A．1,2－二甲基丁烷B．2,3,3－三甲基丁烷C．2,3,3－三甲基戊烷D．2,3－二甲基－4－乙基戊烷【解析】烷烃命名时不能出现1­甲基某烷，出现时说明主链选错，A项不正确；B项中主链碳原子编号出错，的正确名称为2,2,3­三甲基丁烷，B项不正确；D项主链选错，正确名称应为2,3,4­三甲基己烷，D项不正确。【答案】C5．下列说法中正确的一组是()A．正丁烷和异丁烷是同系物B．CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和C2H5CH(CH3)CH2CH2CH3是同一种物质C．H2和D2互为同位素互为同分异构体【答案】B6．(2015·安徽省铜陵市高一下学期期末)等质量的下列烃完全燃烧，消耗氧气最多的是()A．C2H6B．C3H6C．CH4D．C6H6【解析】C＋O2―→CO2,2H2＋O2―→2H2O，根据反应方程式可知12g的C完全燃烧消耗氧气1mol，而4gH2完全燃烧消耗氧气1mol，可见等质量的烃完全燃烧，烃中H元素的含量越多，完全燃烧消耗氧气就越多，由于CH4含H量最高，所以消耗的氧气最多，故选择C。【答案】C7．(2015·浙江省严州高一4月阶段性测试)某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代产物，此烷烃是()A．(CH3)2CHCH2CH2CH3B．(CH3CH2)2CHCH3C．(CH3)2CHCH(CH3)2D．(CH3)3CCH2CH3【解析】某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代产物，说明一氯代物的结构有3种。A.(CH3)2CHCH2CH2CH3中H原子位置有5种，则一氯代物的结构有5种，错误；B.(CH3CH2)2CHCH3中H原子位置有4种，则一氯代物的结构有4种，错误；C.(CH3)2CHCH(CH3)2中H原子位置有2种，则一氯代物的结构有2种，错误；D.(CH3)3CCH2CH3中H原子位置有3种，则一氯代物的结构有3种，正确。【答案】D8．某气态烃在密闭容器内与氧气混合完全燃烧，如果燃烧前后容器内(温度高于100℃)压强保持不变，该烃可能是()A．C2H6B．C2H4C．C3H8D．C3H6【解析】CxHy＋(x＋y4)O2――→点烯xCO2＋y2H2O(g)1x＋y4xy2因为燃烧前后压强不变，说明燃烧前后气体总体积不变，即1＋x＋y4＝x＋y2，得y＝4，所以B项正确。【答案】B9．下列说法正确的是()A．饱和烃就是烷烃B．随着碳原子数的递增，烷烃的熔沸点逐渐降低C．取代反应中可能有单质生成D．任何烷烃分子都不可能为平面结构【解析】饱和链烃是烷烃，随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高，据CH4的分子结构可知，烷烃分子不可能是平面结构，A、B错误，D正确；由取代反应的定义可知C错误。【答案】D10．下列说法正确的是()A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B．分子组成符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D．碳、氢原子个数比为1∶3的烃有两种【解析】A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；D项中n(C)∶n(H)＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷。【答案】B二、非选择题11．下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合的。(1)图中属于烷烃的是________(填字母)。(2)在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成__________和________；不仅可以形成________，还可以形成碳环。(3)上图中互为同分异构体的是A与________；B与________；D与________(填字母)。【解析】根据球棒模型的含义及碳原子的成键特点可知A为CH3CH2CH2CH3，B为，C为，D为，E为，F为，G为，H为。故A、C属于烷烃，这些分子中，碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可形成碳碳双键、碳碳三键，不仅可以形成碳链，还可形成碳环。再根据同分异构体概念可判断出A与C，B与E、F或H，D与G分别互为同分异构体。【答案】(1)A、C(2)碳碳双键碳碳三键碳链(3)CE、F、HG12．在下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：①NO2和N2O4②12C和14C③4019K和4020Ca④异戊烷()和新戊烷()⑤⑥甲烷和丙烷(1)互为同位素的是________。(2)互为同分异构体的是________。(3)互为同系物的是________。(4)为同一种物质的是________。【解析】(1)互为同位素的是质子数相同、中子数不同的原子，②符合；(2)互为同分异构体的是分子式相同、结构不同的化合物，④符合；(3)互为同系物的是结构相似、组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物，⑥符合；(4)⑤中两个分子是同一种物质，只是观察角度不同。【答案】(1)②(2)④(3)⑥(4)⑤13．写出下列各烷烃的分子式。(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍，________。(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子，________。(3)分子中含有26个电子的烷烃C，________。(4)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃D，________。(5)0.1mol烷烃E完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L，________________________________________________________________________。【解析】(1)M＝2g·mol－1×43＝86g·mol－1，所以14n＋2＝86，n＝6，即该烷烃的分子式为C6H14。(2)由CnH2n＋2,2n＋2＝200，得n＝99，该烷烃的分子式为C99H200。(3)由CnH2n＋2可知：6n＋2n＋2＝26，n＝3，该烷烃的分子式为C3H8。(4)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃应为CH3CH2CH2CH3，分子式为C4H10。(5)0.1mol烷烃完全燃烧消耗O2为11.2L22.4L·mol－1＝0.5mol。所以3n＋12＝5，n＝3，即E的分子式为C3H8。【答案】(1)C6H14(2)C99H200(3)C3H8(4)C4H10(5)C3H814．(2015·浙江省绍兴市一中高一期中)当甲烷的四个氢被甲基替换后，得到新戊烷，新戊烷的所有氢原子再被甲基替换得到新的烷烃，……(1)试写出甲烷按上述方法连续进行三次甲基替换操作后所得烷烃的分子式________。(2)若按上述方法连续进行n次替换操作，则所得烷烃的分子式为________，该烷烃的一氯代物有________种。(3)那么问题来了，乙烷的氢原子连续被甲基替换n次后，则所得烷烃的分子式为________，该烷烃的一氯代物有________种。【解析】(1)甲烷的四个氢被甲基替换后得到新戊烷(C5H12)，戊烷(C5H12)中12个氢原子被甲基取代后为C5(CH3)12，分子式为C17H36，C17H36中的氢原子再被甲基取代后为C17(CH3)36，分子是为C53H108；(2)根据第一次甲基替换操作后多了4个碳原子、第二次甲基替换操作后多了12个碳原子、第三次甲基替换操作后多了36个碳原子，碳原子数增加成等比数列，公比为3，第n次甲基替换操作后多了4×3n－1个碳原子，则总碳原子数为n次加和再加1，为2×3n－1，根据烷烃的通式得分子式为C(2×3n－1)H4×3n，该烷烃所有的氢原子是相同的，其一氯代物只有一种；(3)根据第一次甲基替换操作后多了6个碳原子、第二次甲基替换操作后多了18个碳原子、第三次甲基替换操作后多了54个碳原子，碳原子数增加成等比数列，公比为3，第n次甲基替换操作后多了6×3n－1个碳原子，则总碳原子数为n次加和再加2，为3×3n－1，根据烷烃的通式得分子式为C(3×3n－1)H6×3n，该烷烃所有的氢原子是相同的，其一氯代物只有一种。【答案】(1)C53H108(2)C(2×3n－1)H4×3n1(3)C(3×3n－1)H6×3n115．某烃在标准状况下的密度为3.215g/L，现取3.6g该烃完全燃烧，将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重5.4g，碱石灰增重11g，求：(1)该烃分子的摩尔质量。(2)确定该烃的分子式。(3)已知该烃的一氯代物只有一种，写出该烃的结构简式。【解析】(1)M＝ρ·V＝3.215g/L×22.4L/mol＝72.016g/mol，所以该烃分子的摩尔质量约为72g/mol。(2)设烃的分子式为CxHyCxHy＋(x＋y4)O2――→点燃xCO2＋y2H2O1xy23.6g72g/mol＝0.05mol0.05xmol0.025ymol所以①0.025ymol×18g/mol＝5.4g，解得y＝12，②0.005xmol×44g/mol＝11g，解得x＝5。该烃的分子式为C5H12。(3)C5H12有三种同分异构体，一氯代物只有一种的是。【答案】(1)72g·mol－1(2)C5H12(3)