鲁科版高中化学必修第二册能力课时落实3烃的燃烧规律及共线、共面问题含答案

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能力课时落实(三)(建议用时：40分钟)1．下列有机物分子中，所有原子不可能处于同一平面的是(　　)B　[由乙烯、苯分子均为平面结构，可知A、C、D三项物质分子中所有原子均可共面；B项，—CH3中4个原子不共面。]2．室温下，某气态烃与过量氧气混合完全燃烧，恢复到室温，使燃烧产物通过浓硫酸，体积比反应前减少50 mL，再通过NaOH溶液，体积又减少了40 mL，原烃的分子式是(　　)A．CH4  B．C2H4C．C2H6  D．C3H8C　[烃在过量氧气中完全燃烧产物为CO2、H2O及剩余O2，由于是恢复到室温，则通过NaOH溶液后气体体积减少的40 mL为生成CO2的体积。CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O(l)　ΔV1　　x＋　　　　　x　　　　 　　1＋40 mL　　　　　　50 mL根据题意得：＝，5x＝y＋4，即y＝5x－4。分情况进行讨论，①x＝1，y＝1，不符合题意；②x＝2，y＝6，符合题意；③x≥3，y≥11，不符合题意。所以原烃的分子式为C2H6。]3．下列有机物分子中，所有的原子一定在同一平面上的是(　　)[答案]　A4．下列有关物质结构的描述正确的是 (　　)①溴苯分子中的所有原子不可能共平面②乙烯分子中的所有原子共平面③二氯甲烷分子为正四面体形结构④乙烷分子中的所有原子不可能都在同一平面内A．①③  B．②④C．①④  D．②③B　[①苯分子中的所有原子处于同一平面上，苯分子中的一个氢原子被溴原子取代生成溴苯，所以溴苯分子中的所有原子处于同一平面上，错误；②乙烯含有碳碳双键，为平面结构，则乙烯分子中的所有原子共平面，正确；③二氯甲烷分子中存在2个C—Cl键和2个C—H键，由于它们的键长不等，故二氯甲烷分子不可能为正四面体形结构，错误；④乙烷分子可以看作甲基取代了甲烷分子中的一个氢原子，甲烷为正四面体结构，则乙烷分子中所有原子不可能共平面，正确；故选B。]5．某有机物在氧气中充分燃烧，生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则(　　)A．分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3B．分子中C、H个数之比为1∶4C．分子中一定含有氧原子D．此有机物的最简式为CH4B　[产物CO2、H2O物质的量之比为1∶2，根据原子守恒可知C、H个数比为1∶4，无法确定是否含氧原子。]6．在120 ℃，1.01×105 Pa时，将3 L炔烃和烷烃的混合气体与相同状况下的14 L O2混合，充分燃烧后，恢复到原来状态时，所得气体的体积是17 L。则该混合气体可能是下列各组中的(　　)A．C2H4和C2H6  B．C3H4和CH4C．C2H2和CH4  D．C4H6和C2H6B　[设混合烃的平均组成为CxHy，因为温度为120 ℃，生成物中的水呈气态，烃完全燃烧的化学方程式为CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O(g)1　　x＋　　　　　x　　　因为反应前后气体的体积没有发生变化(均为17 L)即1＋x＋＝x＋，所以y＝4，说明混合烃分子中氢原子数的平均值为4，则A、C、D三项均不符合题意。]7．25 ℃时，某气态烃与O2混合充入密闭容器中，点燃爆炸后又恢复至25 ℃，此时容器内压强为原来的，再经NaOH溶液处理，容器内几乎成为真空。该烃的分子式为(　　)A．CH4  B．C2H6C．C3H8  D．C4H10A　[由题意知，气态烃与O2恰好完全反应，利用化学方程式：CxHy＋O2xCO2＋H2O，由在相同条件下反应前后压强之比等于反应前后气体物质的量之比得：＝；解得y＝4(2x－1)讨论：当x＝1时，y＝4；x＝2时，y＝12，舍去；x＝3时，y＝20，舍去；x＝4时，y＝28，舍去；故选A项。]8．由两种气态烷烃组成的混合物，在标准状况下的密度为1.16 g·L－1，则关于该混合物组成的判断正确的是(　　)A．一定有甲烷B．一定有乙烷C．一定是甲烷和乙烷的混合物D．可能是乙烷和丙烷的混合物A　[混合气体的平均摩尔质量是M＝1.16 g·L－1×22.4 L·mol－1≈26 g·mol－1，即平均相对分子质量为26，在烷烃中相对分子质量小于26的只有甲烷，因此一定含有甲烷。]9．下列叙述正确的是(　　)A．CH3—CH2—CH3分子中的3个碳原子一定在同一条直线上B．CH3—CH3分子中有可能所有原子都在同一平面上C．分子中的8个碳原子不可能在同一平面上D．CF3CH===CHCF3分子中的4个碳原子不可能在同一条直线上D　[CH4分子的空间结构是正四面体形，则CH3—CH2—CH3分子中的3个碳原子一定不在同一条直线上。CH3—CH3分子中所有原子不可能在同一平面上。分子中的所有原子在同一平面上，CH2===CH2分子中的2个碳原子在同一平面上，则分子中的8个碳原子可能在同一平面上。CH2===CH2分子中的所有原子在同一平面上，乙烯结构为，两个—CF3取代了2个H生成CF3CH===CHCF3，分子中的4个碳原子不可能在同一条直线上。]10．下列关于分子结构的叙述，正确的是 (　　)A．除苯环外的其余碳原子有可能在一条直线上B．1 mol该物质与足量溴水反应，消耗5 mol Br2C．1 mol该物质完全燃烧消耗16 mol氧气D．该分子中最多有22个原子在同一平面内D　[碳碳双键提供的是平面结构，不是直线结构，除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上，故A错误；苯环不能与溴水发生加成反应，碳碳双键可以与溴发生加成反应，则1 mol该物质与足量溴水反应，消耗2 mol Br2，故B错误；该有机物的分子式为C12H14，1 mol该物质完全燃烧消耗氧气的物质的量为(12＋)×1 mol＝15.5 mol，故C错误；苯环和碳碳双键均能提供平面结构，单键可旋转，甲基中的碳原子和一个氢原子可与碳碳双键在同一平面内，则该分子中最多有22个原子在同一平面内，故D正确。]11．某烃的结构简式为，分子中饱和碳原子数为a，可能在同一直线上的碳原子数为b，一定在同一平面上的碳原子数为c(已知CH≡CH为直线形分子)，则a、b、c分别为(　　)A．4、3、7  B．4、3、6C．2、5、4  D．4、6、4B　[分子中饱和碳原子就是两个乙基中的4个碳原子。可能在同一直线上的碳原子是连接—C≡C—的3个碳原子。一定在同一平面上的碳原子是连接及—C≡C—的6个碳原子。]12．(1)完全燃烧0.1 mol某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液，实验结束后，称得浓硫酸增重9 g，浓碱液增重17.6 g。该烃的分子式为________。(2)某烃2.2 g，在O2中完全燃烧，生成6.6 g CO2和3.6 g H2O，在标准状况下其密度为1.964 3 g·L－1，其分子式为________。(3)某烷烃的相对分子质量为128，该烷烃的分子式为________。(4)在120 ℃和101 kPa的条件下，某气态烃和一定质量的氧气的混合气体，点燃完全反应后再恢复到原来的温度时，气体体积缩小，则该烃分子内的氢原子个数______________(填字母)。A．小于4  B．大于4C．等于4  D．无法判断[解析]　(1)0.1 mol烃中，n(C)＝＝0.4 mol，n(H)＝×2＝1 mol，则每个烃分子中含4个碳原子、10个氢原子，即分子式为C4H10。(2)由题意可得烃的摩尔质量M＝22.4 L·mol－1×1.964 3 g·L－1≈44 g·mol－1。该烃分子中，n(C)∶n(H)＝∶(×2)＝3∶8，故最简式为C3H8，最简式相对分子质量为44，等于该烃的相对分子质量，故该烃的分子式为C3H8。(3)某烷烃CnH2n＋2的相对分子质量为128，则14n＋2＝128，解得n＝9，故分子式为C9H20。(4)设某气态烃的分子式为CxHy，则有CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O，因为反应后气体体积缩小，则1＋x＋>x＋，即y<4。[答案]　(1)C4H10　(2)C3H8　(3)C9H20　(4)A13．现有CH4、C2H4、C2H6三种有机物：(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________；生成CO2量最多的是________。(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。(3)在130 ℃、1.01×105 Pa下时；有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是________。[解析]　(1)等质量时，烃分子中每个碳原子平均分配的氢原子越多，则烃中氢元素的质量分数越大，碳元素的质量分数越小，耗O2量越大，生成CO2量越小。(2)等物质的量时，烃分子中碳原子数越多，氢原子数越多，其耗O2量越大。(3)产物H2O为气态时，CxH4的烃完全燃烧前后气体总体积不变。[答案]　(1)CH4　C2H4　(2)C2H6　(3)CH4、C2H414．某烃A与溴水不反应但能使溴水褪色，0.5 mol A完全燃烧时，得到1.5 mol水和67.2 L二氧化碳(标准状况)。(1)A的结构简式为____________________________________。(2)根据下列条件写出有关反应的化学方程式。①在催化剂铁粉的作用下，A与Cl2反应生成B：___________________________________________________________________________________。反应类型：________________。②在催化剂作用下A与H2反应生成C：___________________________________________________________________________________________。反应类型：________________。(3)烃A的二溴代物同分异构体有________种。其结构简式分别为_______________________________________________________________。(4)烃D的相对分子质量比烃A多14，它与浓硫酸、浓硝酸反应生成TNT炸药，其化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)因1 mol烃A完全燃烧得到3 mol H2O和6 mol CO2，则烃A的分子式为C6H6；又知烃A与溴水不反应，但能使溴水褪色，故烃A的结构简式为。(3)苯的二溴代物有：共3种。(4)比苯的相对分子质量大14且生成TNT，则烃D为甲苯，发生取代反应生成TNT。15．如图瓷管内有烃类样品，经加热分解或汽化后用纯氧气流驱赶经过灼热的CuO，在这里烃类物质转化为CO2和H2O，经两个吸收管吸收，已知经过实验测定的数据如下表，根据上述信息、如图所示装置及表中数据完成下列问题。 瓷管吸收管Ⅰ吸收管Ⅱ瓷管样品＋瓷管吸收前吸收后吸收前吸收后50 g53.9 g100 g102.7 g98 g111.2 g(1)烃类样品在化学反应过程中所用的氧化剂是______________。(2)装置中CuO的作用是________________________，吸收管Ⅰ中装的吸收剂是______________，吸收管Ⅱ中装的吸收剂是______________。(3)为减少误差，使测定结果更精确，可在吸收管Ⅱ后再连接U形吸收管，内装吸收剂为________，其作用是_____________________________________________________________________________________________________。(4)通过计算确定该烃类物质的最简式是________，若该烃的蒸气对氢气的相对密度为39，写出其结构简式________________。[解析]　(1)瓷管内的样品先被O2氧化，没有氧化完全的样品经过红热的CuO再进一步氧化。(2)应先吸收H2O，再吸收CO2。因此先用酸性干燥剂或中性干燥剂吸收H2O，再用碱性物质如碱石灰吸收CO2。(3)如吸收管Ⅱ直接与空气相通，空气中的H2O及CO2也可被吸收管Ⅱ吸收，造成实验误差，因此可再加一个装有碱石灰的U形管。(4)样品的质量为53.9 g－50 g＝3.9 g，样品中含H的物质的量为n(H)＝×2＝0.3 mol，含C的物质的量为n(C)＝＝0.3 mol且C和H的质量总和恰好等于烃的质量，因此该烃的最简式为CH，可设分子式为(CH)m，13m＝39×2得m＝6，分子式为C6H6，可为苯。[答案]　(1)O2、CuO(2)使碳元素完全转化为CO2　无水CaCl2　碱石灰(3)碱石灰　吸收空气中的CO2和H2O，防止实验出现过大的误差　(4)CH