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    第2课时 烷烃的性质-2022版化学必修第二册人教版(2019) 同步练习 (Word含解析)

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    人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物第2课时当堂检测题

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    这是一份人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物第2课时当堂检测题,共10页。试卷主要包含了有关烷烃的叙述,下列关于甲烷的说法正确的是,某种烷烃完全燃烧后生成了17,下列反应属于取代反应的是等内容,欢迎下载使用。
    题组一 烷烃的性质
    1.有关烷烃的叙述:①都是可燃物;②特征反应是取代反应;③碳原子数相邻的两种烷烃在分子组成上相差一个甲基。其中正确的是( )
    A.①和③ B.②和③
    C.只有① D.①和②
    2.(2021广西桂林高一期中)下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( )
    A.在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
    B.分子通式为CnH2n+2的烃是烷烃
    C.烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
    D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
    3.分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点的数据如下表所示:
    下列判断错误的是( )
    A.正庚烷在常温、常压下肯定不是气体
    B.碳原子数大于4的烷烃在常温下一定为液体
    C.一般情况下,随分子中碳原子数增加,烷烃沸点逐渐升高
    D.一般情况下,随分子中碳原子数增加,烷烃的密度逐渐增大
    4.(2021黑龙江牡丹江高一期中)下列关于甲烷的说法正确的是( 易错 )
    A.甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色
    B.甲烷和氯水在光照条件下发生取代反应
    C.甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸,因此是矿井的安全威胁之一
    D.将甲烷和氯气按体积比1∶1混合,光照条件下可以得到纯净的CH3Cl
    5.(2021四川达州高一期末)如图所示,在光照条件下,将盛有CH4和Cl2的试管倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验,不可能出现的现象是( )
    A.试管中液面上升至试管顶部
    B.试管内的黄绿色变浅
    C.试管内壁出现油状液滴
    D.试管内出现少量白雾,水槽中出现少量白色晶体
    题组二 有机物的燃烧规律
    6.燃烧法是测定有机物分子式的一种重要方法。完全燃烧0.2 ml某烃后,测得生成17.92 L(标准状况下)二氧化碳和18 g水,则该烃的分子式为( )
    A.C2H6 B.C3H8
    C.C4H10 D.C8H18
    7.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.C2H6 B.C2H4
    C.C3H8 D.C3H6
    8.(2021天津六校高一期中联考)某种烷烃完全燃烧后生成了17.6 g CO2和9.0 g H2O,下列对于该烷烃的说法中错误的是( )
    A.该烷烃的分子式为C4H10
    B.该烷烃与氯气在光照时可以发生取代反应
    C.该烷烃有两种不同的结构
    D.该烷烃分子中只有极性键
    题组三 对取代反应的理解
    9.(2020河南周口高一月考)下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )
    A.甲烷与氯气以物质的量之比为1∶4混合时只生成CCl4
    B.甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多
    C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
    D.1 ml甲烷生成CH2Cl2最多消耗1 ml氯气
    10.(2020北京十一中高一检测)下列反应属于取代反应的是( )
    ①CHCl3+Cl2CCl4+HCl
    ②2HI+Cl22HCl+I2
    ③CO+2H2CH3OH
    ④CH3CH2CN+Cl2+HCl
    ⑤CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
    A.①② B.①②③④
    C.①④⑤ D.②④⑤
    能力提升练
    题组一 有机物燃烧规律综合考查
    1.(原创,)有机物燃烧产生的CO2的量与含碳量有关。某同学绘制了不同类别的有机物分子中的碳原子数与含碳量的关系图。若取等质量的碳元素的质量分数为0.75的有机物A在足量的氧气中分别完全燃烧,生成的CO2的质量相等,则A的分子中所含碳原子数不可能是( )
    A.1 B.8
    C.9 D.18
    2.()一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O,下列说法不正确的是( )
    A.X的分子式为C4H10
    B.X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3
    C.将X通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色
    D.X与Cl2在光照条件下发生取代反应,可能生成2种一氯代物
    3.(2021江西宜春高二月考,)两种气态烃组成的混合气体,完全燃烧后得到CO2和H2O(g)的物质的量随着混合烃的物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是( )
    ①可能有C2H2 ②一定有CH4
    ③一定有C3H8 ④一定没有C4H6
    ⑤可能有C2H6
    A.②⑤ B.②④
    C.③④ D.②③
    题组二 探究烷烃性质的综合实验
    4.()下图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲注射器中充入10 mL CH4,同温同压下向乙注射器中充入50 mL Cl2,将乙注射器中的气体推入甲注射器中,气体在甲注射器中反应,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,甲注射器活塞向内移动;
    ③甲注射器内壁有油珠附着;
    ④产生火花。
    其中正确的是 (填序号)。
    (2)甲注射器中发生的化学反应类型为 。
    (3)反应后,甲注射器中主要剩余气体能被下列哪种试剂吸收? (填字母)。
    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,若将甲注射器中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 。
    5.()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。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:
    试回答下列问题:
    (1)请写出C装置中生成CH3Cl的化学方程式: 。
    (2)B装置有三种功能:①混匀混合气体;② ;③ 。
    (3)E装置中除盐酸外,还含有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为 (填字母)。
    a.分液法
    b.蒸馏法
    c.结晶法
    (4)将1 ml CH4与Cl2发生取代反应,充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 ml,则参加反应的Cl2的物质的量为 。
    (5)已知丁烷与氯气发生取代反应的产物之一为C4H8Cl2,其有 种同分异构体。
    答案全解全析
    基础过关练
    1.D ①烷烃都是可燃物,正确;②烷烃的特征反应是取代反应,正确;③碳原子数相邻的两种烷烃在分子组成上相差一个“CH2”,故正确的是①②,选D。
    2.C 烷烃分子中碳原子形成的四个共价键全是单键,A正确;分子通式为CnH2n+2的烃是烷烃,B正确;烷烃的结构决定了其化学性质,碳原子是饱和状态,均不能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误;烷烃在光照条件下都能和氯气发生取代反应,D正确。
    3.B 根据表格中数据可知,随分子中碳原子数增加,烷烃的沸点逐渐升高,由于正庚烷分子中碳原子数大于戊烷分子中的碳原子数,所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体,A正确;一般情况下,随分子中碳原子数增加,烷烃沸点逐渐升高,密度逐渐增大,C、D正确;新戊烷在常温下为气体,B错误。
    4.C 甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,和氯水不反应,B错误;甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸,C正确;甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,是一系列的反应,因此得到的产物是混合物,D错误。
    易错警示
    甲烷与卤素单质发生取代反应时易错的四个方面
    (1)反应物:卤素单质和甲烷,不能是卤素单质的水溶液。
    (2)生成物:卤化氢和卤代甲烷(四种)的混合物,其中卤化氢的物质的量最多。
    (3)反应条件:光照(室温下在暗处不发生反应)。
    (4)反应特点:用“ ”而不用“”,仍遵守质量守恒定律,需要配平。
    5.A 反应生成的一氯甲烷为气体,故液面不会上升至试管顶部,A错误;氯气与甲烷发生反应,逐渐被消耗,生成无色物质,黄绿色变浅,B正确;反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳不溶于水,为油状液滴,C正确;CH4和Cl2发生取代反应,生成HCl,HCl遇水形成酸雾,HCl溶于水后饱和食盐水中Cl-浓度增大,所以水槽内有少量晶体析出,D正确。
    6.C 生成标准状况下二氧化碳的体积为17.92 L,则0.2 ml烃中含碳原子的物质的量n(C)=17.92 L22.4 L/ml=0.8 ml,生成水的质量为18 g,则0.2 ml烃中含氢原子的物质的量n(H)=18 g18 g/ml×2=2 ml,则1 ml烃中n(C)=0.8 ml×5=4 ml,n(H)=2 ml×5=10 ml,则该烃的分子式为C4H10。
    7.B 设气态烃的分子式为CxHy,则其完全燃烧的化学方程式为CxHy+(x+y4)O2 xCO2+y2H2O(g),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,解得y=4,所以B正确。
    8.D 17.6 g CO2的物质的量为17.6 g44 g/ml=0.4 ml,9.0 g H2O的物质的量为9.0 g18 g/ml=0.5 ml,故N(C)∶N(H)=0.4 ml∶(0.5 ml×2)=2∶5;烷烃的通式为CnH2n+2,故符合N(C)∶N(H)=2∶5的烷烃的分子式为C4H10,A正确;烷烃与氯气在光照时可以发生取代反应,B正确;该烷烃有正丁烷和异丁烷两种不同的结构,C正确;该烷烃分子中有C—H极性键和C—C非极性键,D错误。
    9.C 甲烷与氯气无论以何种比例混合,发生取代反应产物均为多种有机物和HCl,HCl的量最多;1 ml甲烷若全部生成CH2Cl2,则消耗2 ml氯气。
    10.C ①CHCl3分子中的H原子被Cl原子取代,属于取代反应;②该反应属于置换反应;③该反应属于化合反应;④CH3CH2CN分子中“—CH2—”中的1个H原子被Cl原子取代,属于取代反应;⑤CH3CH2OH分子中的—OH被Br原子取代,属于取代反应。
    能力提升练
    1.D 图中除CnH2n之外其余四类物质的碳元素的质量分数都有可能为0.75,根据计算可得碳元素的质量分数为0.75的烷烃为甲烷(CH4),若有机物为CnH2nO,则碳元素的质量分数为0.75时,分子式为C8H16O,若有机物为CnH2n+2O,则碳元素的质量分数为0.75时,分子式为C9H20O,若有机物为CnH2n+2O2,则碳元素的质量分数为0.75时,分子式为C17H36O2。综上,碳原子数可以为1、8、9、17,故选D。
    2.C 17.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 ml、0.5 ml,据此可得C原子与H原子的个数之比为0.4 ml∶1 ml=4∶10,故链状烷烃X的分子式为C4H10,A正确;C4H10有两种结构,B正确;烷烃不与酸性KMnO4溶液反应,故溶液不褪色,C错误;正丁烷和异丁烷分子中都有2种氢原子,故无论是哪种丁烷与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物,D正确。
    3.B 由题图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4,根据碳原子平均数可知,该混合气体中一定含有CH4,由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,碳原子数目大于1.6,且不超过4,则一定没有C2H2、C3H8、C4H6、C2H6,故②④正确。
    4.答案 (1)②③ (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层,产生白色沉淀
    解析 在光照条件下,甲烷与氯气发生连续反应:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。(1)理论上,氯气与甲烷的体积比为4∶1时二者恰好完全反应,而该注射器里氯气与甲烷的体积比为5∶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,甲注射器活塞会向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲注射器中发生的是取代反应。(3)剩余气体中主要含有氯气、氯化氢,可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CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层。
    5.答案 (1)CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
    (2)控制气体流速 干燥气体
    (3)a (4)3 ml (5)9
    解析 (1)C装置中生成CH3Cl的化学方程式为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl。(3)氯代烃不溶于水,而HCl极易溶于水,可以采用分液法分离出盐酸。(4)根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 ml,可以设其物质的量分别是x ml、(x+0.1) ml、(x+0.2) ml、(x+0.3) ml,则x ml+(x+0.1) ml+(x+0.2) ml+(x+0.3) ml=1 ml,解得x=0.1,参加反应的氯气的物质的量为0.1 ml+(2×0.2) ml+(3×0.3) ml+(4×0.4) ml=3 ml。(5)丁烷有两种结构,则确定C4H8Cl2的同分异构体数目可以采取“定一移一”法:、、,共有9种同分异构体。
    烷烃名称
    乙烷
    丙烷
    丁烷
    戊烷
    沸点/℃
    -88.6
    -42.1
    -0.5
    36.0

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