(新教材适用)高中化学第二章烃第一节烷烃第1课时烷烃的结构和性质课后习题新人教版选择性必修3

第一节烷烃
第1课时烷烃的结构和性质
课后训练巩固提升
基础巩固
1.下列化学用语不正确的是( )。

答案:B
解析:B选项中,异丁烷的结构简式中位于中间的碳原子上多了一个氢原子,正确的结构简式应为。

2.下列有关说法中不正确的是( )。

A.烷烃燃烧主要是将化学能转变为热能和光能
B.正丁烷的沸点比丙烷高
C.丁烷和丙烷互为同系物
D.丁烷和丙烷互为同分异构体
答案:D
解析:丁烷和丙烷互为同系物而不是同分异构体。

3.下列实验能获得成功的是( )。

①点燃甲烷气体获得热量
②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷
③甲烷通入酸性高锰酸钾溶液,可使其紫色褪去
④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气
A.①②
B.①
C.③④
D.①②③④
答案:B
解析:甲烷可以燃烧,是一种良好的燃料,①正确;甲烷与氯气在光照条件下能发生取代反应,②不正确;甲烷化学性质比较稳定,通常状况下与强酸、强碱、强氧化剂和强还原剂不发生反应,因此③④不正确。

4.在光照条件下,将1 mol甲烷和1 mol氯气混合充分反应后,得到的产物为( )。

A.CH3Cl、HCl
B.HCl、CCl4
C.CH3Cl、CH2Cl2
D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
答案:D
解析:无论甲烷和氯气的物质的量之比为多少,一定是形成四种氯代甲烷和氯化氢的混合气体。

5.关于CH4和的叙述正确的是( )。

A.分子组成均符合通式C n H2n+2(n≥1)
B.与所有烷烃互为同素异形体
C.因为它们的结构相似,所以它们的化学性质相似,物理性质相同
D.通常情况下它们都是气态
答案:A
解析:同素异形体是指由同种元素组成的性质不同的单质,B项错误;题给两种烷烃结构相似,化学性质也相似,但物理性质不同,C项错误;烷烃C n H2n+2(n≥1)中,n=6时通常情况下呈液态,D项错误。

6.下列烷烃:①CH3(CH2)2CH3、②CH3(CH2)4CH3、③CH3CH3、④CH3(CH2)3CH3,其沸点由高到低排列的顺序是( )。

A.②④①③
B.④②③①
C.④②①③
D.②④③①
答案:A
解析:碳原子数较多的烷烃,沸点较高,因此A正确。

7.等质量的下列烷烃,完全燃烧消耗氧气最多的是( )。

A.CH4
B.C2H6
C.C3H8
D.C6H14
答案:A
解析:判断等质量的不同烃燃烧时的耗氧量,可先化简其分子式为CH x,x越大,氢的质量分数就越大,耗氧量就越多。

本题化简后A为CH4,B为CH3,C为C,D为C,故CH4消耗O2最多,A正确。

8.向2支盛有甲烷的试管(其中一支用黑纸包好)中,分别快速加入0.5 g KMnO4和1 mL浓盐酸,然后迅速地塞上胶塞,放在试管架上,两支试管同时在高压汞灯的紫外线下照射,等待片刻,观察现象。

实验现象:
(1)KMnO4和浓盐酸混合,试管中立即充满色气体。

(2)未包有黑纸的试管在高压汞灯的紫外线照射下,气体的黄绿色,试管上方产生少
量,并在试管内壁上出现了状液滴。

(3)包有黑纸的试管内气体颜色。

实验结论:室温时,CH4与Cl2的混合气体无光照时,不发生反应;在条件下发生化学反应,初步推断生成了和其他一些。

答案:(1)黄绿(2)变浅白雾油(3)不变光照HCl 有机化合物
解析:高锰酸钾与浓盐酸混合会发生反应生成黄绿色的氯气,氯气与甲烷在光照条件下发生取代反应,生成极易溶于水的氯化氢,在试管口出现白雾,在试管内壁生成油状液滴。

而在黑纸包裹的试管内不反应。

能力提升
1.(双选)下列数据是有机化合物的相对分子质量,可能互为同系物的一组是( )。

A.16、30、58、72
B.28、40、52、80
C.16、32、48、54
D.26、54、82、96
答案:AD
解析:互为同系物的有机化合物间相差一个或若干个CH2原子团,因此相对分子质量相差14的倍数,A、D为正确选项。

2.甲烷和丙烷混合气体的密度与同温同压下乙烷的密度相同,混合气体中甲烷和丙烷的体积之比是( )。

A.2∶1
B.1∶1
C.3∶4
D.1∶3
答案:B
解析:甲烷和丙烷混合气体的密度与同温同压下乙烷的密度相同,即甲烷和丙烷混合气体的平均相对分子质量与乙烷相同。

甲烷、乙烷、丙烷的相对分子质量依次为16、30、44,设两者的体积比为x∶y,则=30,解得x∶y=1∶1,B选项是正确的。

3.1 mol CH4与Cl2发生取代反应,待反应完成后测得四种取代物的物质的量相等,则消耗Cl2为( )。

A.0.5 mol
B.2 mol
C.2.5 mol
D.4 mol
答案:C
解析:因为CH4与Cl2发生取代反应生成的4种取代物中的碳原子均来自CH4,由碳原子守恒可知,其生成1mol取代物,且每一种取代物的物质的量均为0.25mol。

由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子
中的氯原子均来自Cl2,由CH4与Cl2反应的化学方程式知共消耗
Cl2:0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol。

4.乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应,可生成的氯代物种数最多为( )。

A.6种
B.7种
C.8种
D.9种
答案:D
解析:乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的氯代物中,一氯乙烷、五氯乙烷和六氯乙烷各1种;二氯乙烷有2种(两个氯原子在同一碳原子上或在不同碳原子上);四氯乙烷有2种(两个氢原子在同一碳原子上或在不同碳原子上);三氯乙烷有2种(三个氯原子在同一碳原子上;一个碳原子上有两个氯原子,另一个碳原子上有一个氯原子),共计9种。

5.(双选)为变废为宝,我国科研人员研究在新型纳米催化剂NaFe3O4和HMCM22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图所示。

下列说法中不正确的是( )。

A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ有副产物H2O产生
B.最终产物X、Y互为同系物
C.产物X的习惯命名为新戊烷
D.产物X、Y都有4种一氯代物(不考虑立体异构)
答案:AC
解析:根据转化过程图可知,Ⅲ只有烯烃与氢气反应,没有氧元素参与反应,所以不会产生H2O,A项错误;X、Y都属于烷烃,结构相似,且分子组成上相差1个CH2,因此两者互为同系物,B项正确;根据产物X的结构可知,主链上有4个C,2号碳上连有1个甲基,用习惯命名法命名为异戊烷,C项错误;由X、Y的结构简式可知,两者均有4种化学环境不同的氢原子,所以其一氯代物都有4种,D项正确。

6.烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、和等结构组成的。

如果某烷烃分子中同时存在这4种基团,所含碳原子数又最少,这种烃分子应含个碳原子,其结构简式可能为
或或。

答案:8
解析:存在—CH2—时,两边键只能连碳原子,不能连氢原子;的四个共价键只能连碳原子,不能连氢原子;的三个共价键,只能连碳原子,不能连氢原子。

所以
有:,
,三种结构简式。