甲烷、烷烃(习题练习含解析)

甲烷、烷烃

一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）

1．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是()

A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构

B．CH4、CCl4都是正四面体结构

C．CH4和CCl4中的化学键完全相同

D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同

2．下列关于甲烷的说法正确的是()

A．甲烷是含碳元素质量分数最高的有机物

B．1 mol甲烷与1 mol Cl2反应恰好生成1 mol一氯甲烷

C．CH2Cl2有和两种同分异构体

D．有机物中的碳原子之间能以共价键结合，形成多种链状和环状

3．等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关此实验的现象和结论中，不正确的是()

A．瓶中气体的黄绿色变浅

B．瓶内壁有油状液滴生成

C．生成物只有CH3Cl和HCl

D．此反应生成物可能是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物

4．下列烷烃的沸点是：甲烷，-162℃；乙烷，-89℃；丁烷；-1℃；戊烷，+36℃。根据以上数字推断丙烷的沸点可能是()

A．约-40℃B．低于-162℃

C．低于-89℃D．高于+36℃

5．下列说法正确的是()

A．分子组成相差1个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物

B．相对分子质量相同的有机物是同分异构体

C．碳原子之间只以单键相结合的链烃为烷烃

D．分子式相同，结构相同的有机物一定是同一种物质

6．下列各组内的物质不属于同系物的是()

7．下列化学式只表示一种纯净物的是()

A．C2H6B．C4H10

C．C2H4Cl2D．C

8．下列五种烃：①2－甲基丁烷、②2,2－二甲基丙烷、③戊烷、④丙烷、⑤丁烷，按它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是()

A．①>②>③>④>⑤

B．②>③>⑤>④>①

C．③>①>②>⑤>④

D．④>⑤>②>①>③

9．一定量CH4燃烧后得到的产物为CO、CO2、H2O(气)，此混合物的质量为49.6g，当其缓慢通过无水CaCl2时，CaCl2的质量增加25.2g，则原混合物中CO2的质量为()

A．12.5g B．13.2g C．19.7g D．24.4g

10．将1 mol由两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到1.5 mol CO2和2 mol H2O。下列有关该混合气体组成的说法中正确的是()

A．一定有乙烷B．一定有甲烷

C．一定没有甲烷D．可能有乙烷

11．某无色混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压条件下，将此混合气体通过浓H2SO4时，总体积基本不变；通入过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，把剩余气体导出后，在O2中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO4粉末变色。则原混合气体的成分是() A．CH4和NH3 B．HCl、H2和CO

C．HCl和CO D．HCl、CO和CO2

12．（2015 福建龙岩永定二中模拟考）将1 mol CH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测定生成的四种有机物的物质的量相等，则产生HCl的物质的量是()

A．0.5 mol B．2 mol C．2.5 mol D．4 mol

二、计算题

1．1mol某烷烃可与8molCl2完全取代，求此烷烃的分子式。

2．将标准状况的下CH4和过量O2的混合气体840 mL点燃，再将燃烧后的气体用过量的碱石灰吸收，碱石灰增重0.600 g。求：

(1)燃烧后的气体用碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)。

(2)原混合气体中CH4和O2的体积比。

三、填空题

有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似。

(1)写出硅烷的通式：____________。

(2)写出乙硅烷在空气中自燃的化学方程式：__________________________________。

(3)甲硅烷的密度________(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷。

(4)甲硅烷的热稳定性________(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷。

【答案与解析】

一、选择题

1．B

【解析】CH4为正四面体结构，四个氢原子是完全等同的，分子中各键长相等。四个氢原子被氯原子取代后，CCl4与CH4分子结构相似，但是二者分子的化学键分别是C-Cl键和C-H键，常温下CCl4为液体而CH4为气体，性质不同，故C、D选项错，B选项对。而CH3Cl分子中C-H键长和C-Cl键长不相等，所以CH3Cl为四面体结构，而不是正四面结构，则A选项错。

2．D

【解析】A．有机物中C原子呈四价，1个C原子最多结合4个H原子，故甲烷是含氢质量分数最高的有机物，故A错误；

B．1 mol甲烷与1 mol Cl2发生取代反应，伴随副反应的发生，同时生成多种烷的氯代物，生成的一氯甲烷小于1 mol，故B错误；

C．甲烷为正四面体结构，四个氢原子的空间位置只有一种，所以二氯代物只有1种，不存在同分异构体，

故C错误；

D．碳原子之间能以共价键结合，能形成多种链状和环状，故D正确。

3．C

【解析】A．甲烷和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，试管中气体颜色会变浅，故A正确；

B．一氯四烷是气体，内壁出现油状液体，是甲烷和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，故B正确；

C．甲烷和氯气发生取代反应，生成的是CH3Cl、CH3Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，故C错误；D．在甲烷和氯气发生一氯取代后，生成的一氯甲烷能继续和氯气取代生成二氯甲烷，一次继续，故最后得到的是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，故D正确。

4．A

【解析】根据同系物沸点的递变规律，可以推测出丙烷的沸点介于乙烷和丁烷之间，即比-89℃高，比-1℃低，符合要求的选项只有A。

5．C、D

【解析】同系物必须是结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。结构相似即强调必须是同一类有机物之间，才能互称同系物。所以A项不正确。相对分子质量相同的有机物不一定存在同分异构关系，如C10H8与C9H20的相对分子质量都是128，显然它们之间无同分异构关系。所以化合物之间要存在有同分异构关系，就必须具有相同的分子式，则B项也不正确。

6．C

【解析】C选项中的两种物质，一方面结构不相似，前者不属于烃类；另一方面组成上不仅不是相差CH2原子团，前者还多一个氧原子。其余各选项内的物质均符合同系物的定义。

7．A

【解析】C4H10、C2H4Cl2分别存在两种同分异构体；C既可以表示活性炭，又可以表示其他碳的单质；只有C2H6只表示一种分子。

8．C

【解析】掌握烷烃同系物的物理性质的递变规律是解答本题的关键。同类烃碳原子数越多，熔沸点越高；同类烃中碳原子数相同时，支链越多，其熔沸点越低。故它们的沸点顺序排列为：戊烷>2－甲基丁烷>2,2－二甲基丙烷>丁烷>丙烷。

9．B

【解析】根据质量守恒定律，C、H原子个数反应前后保持不变。

可知n(CH4)=n(CO)+n(CO2)，而n(CH4)可由产物H2O中所含的H原子数求得：

，CO和CO2的质量=49.6g－25.2g=24.4g

设混合物中CO物质的量为x，CO2的物质的量为y，则有：

解得

所以m(CO2)=0.3mol×44g·mol－1=13.2g

另一种解法——待定系数法

设生成CO、CO2的物质的量分别为x、y，则有

解得

所以m(CO2)=0.3mol×44g·mol－1=13.2g

10．B