高中化学人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物第2课时练习

第2课时　烷烃的性质

合格考达标练

1.(2021福建福州高一期末)2019年在武汉举办的“世界军运会”开幕式上,主火炬(燃料是天然气)在水中点燃呈现“水火交融”的景象,惊艳世界。下列说法不正确的是              (　　)

A.天然气易溶于水

B.天然气的主要成分是甲烷

C.天然气燃烧是放热反应

D.天然气燃烧的主要产物是CO2和H2O

答案A

解析天然气的主要成分是甲烷,甲烷难溶于水,A错误,B正确;天然气完全燃烧生成CO2和H2O,同时放出大量的热量,C、D正确。

2.(2021浙江嘉兴高一期末)下列变化中,发生取代反应的是(　　)

A.将CCl4滴入溴水中,振荡后水层近无色

B.氯气与水反应生成HClO

C.甲烷与氯气混合,光照后气体颜色变浅

D.CH4与氧气反应生成CO2和H2O

答案C

解析将CCl4滴入溴水中,振荡,由于Br2在CCl4中的溶解度大于其在水中的溶解度,Br2从水层转移到CCl4层中,故水层近无色,发生物理变化,A错误;氯气与水反应生成HClO和HCl,发生氧化还原反应,B错误;甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应,C正确;CH4与氧气反应生成CO2和H2O,CH4发生氧化反应,D错误。

3.鉴别甲烷、一氧化碳和氢气3种无色气体的方法是,将它们(　　)

A.先后通入溴水和澄清石灰水

B.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯

C.点燃,先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯

D.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯,通入溴水

答案C

解析CH4、CO和H2与溴水、澄清石灰水都不反应,A项不可选。CH4和CO燃烧都生成CO2,B、D项不可选。干燥的冷烧杯可检验燃烧产物中是否有水生成,涂有澄清石灰水的烧杯可检验燃烧产物中是否有CO2生成。

4.下列关于CH4和的叙述正确的是 (　　)

A.均能用通式CnH2n+2来表示

B.与所有烷烃互为同分异构体

C.它们物理、化学性质相同

D.通常情况下前者是气体,后者是液体

答案A

解析因二者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2,A正确;它们与其他烷烃互为同系物,B错误;二者的化学性质相似,但物理性质不同,C错误;分子中所含碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气体,D错误。

5.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下,其密度为1.16 g·L-1,则关于此混合物组成的说法正确的是 (　　)

A.一定有甲烷

B.一定有乙烷

C.可能是甲烷和己烷的混合物

D.可能是乙烷和丙烷的混合物

答案A

解析标准状况下,该混合物的平均摩尔质量为22.4 L·mol-1×1.16 g·L-1=26 g·mol-1,在烷烃中,只有甲烷的摩尔质量小于26 g·mol-1,所以一定有甲烷,另一种气态烷烃不能确定。

6.取标准状况下的CH4和过量O2的混合气体840 mL点燃,将燃烧后所得的气体混合物用过量碱石灰吸收,碱石灰质量增加0.6 g。计算:

(1)经碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)为　　　　。 

(2)原混合气体中CH4与O2的体积比为　　　　。 

答案(1)0.336 L　(2)1∶4

解析(1)由CH4+2O2CO2+2H2O可知,完全燃烧后产生的CO2的质量为0.6 g×=0.33 g,即物质的量为0.007 5 mol,CH4与O2共有=0.037 5 mol。由化学方程式CH4+2O2CO2+2H2O可知,参与反应的混合气体的物质的量为0.007 5 mol(CH4)+0.015 mol(O2)=0.022 5 mol,故剩余氧气的物质的量为0.037 5 mol-0.022 5 mol=0.015 mol,即经碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)为0.015 mol×22.4 L·mol-1=0.336 L。

(2)原混合气体中CH4与O2的物质的量之比为0.007 5 mol∶(0.015+0.015)mol=0.007 5∶0.03=1∶4,由相同条件下气体的物质的量之比等于气体的体积比可知,原混合气体中CH4与O2的体积比为1∶4。

等级考提升练

7.下列叙述错误的是(　　)

A.在通常情况下,甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应

B.甲烷化学性质比较稳定,不能被任何氧化剂氧化

C.甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,都属于取代反应

D.甲烷的四种有机取代物都不溶于水

答案B

解析甲烷的性质比较稳定,在通常情况下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应,但甲烷能在空气中燃烧,A正确,B错误;甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应,生成四种有机产物,分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,且均不溶于水,故C、D均正确。

8.(2021湖南雅礼中学高一检测)乙烷在光照条件下与氯气混合,最多可产生几种物质(　　)

A.6种 B.7种 C.9种 D.10种

答案B

解析类比CH4与Cl2的取代反应,CH3CH3与Cl2在光照下发生取代反应最多生成6种有机化合物,还生成HCl,故最多产生的物质有7种。

9.(原创题)下列烷烃与Cl2在光照条件下发生反应,生成的一氯代物存在同分异构体的是(　　)

A.CH4 B.CH3CH3

C.CH3CH2CH3 D.C(CH3)4

答案C

解析CH4分子呈正四面体结构,4个H原子完全相同,其一氯代物只有1种,A不符合题意;CH3CH3可看作2个—CH3相连形成,分子中只有1种氢原子,其一氯代物只有1种,B不符合题意;CH3CH2CH3分子中有2种氢原子,其一氯代物有2种,存在同分异构体,C符合题意;C(CH3)4分子可看作CH4中4个氢原子全部被—CH3 取代形成,其分子中只有1种氢原子,其一氯代物只有1种,D不符合题意。

10.燃烧0.1 mol两种气态碳氢化合物的混合物,生成3.58 L CO2(标准状况)和3.6 g H2O,则混合气体中 (　　)

A.一定有甲烷 B.一定有乙烷

C.一定无甲烷 D.一定有丙烷

答案A

解析生成的n(CO2)==0.16 mol,生成的n(H2O)==0.2 mol,因此该气态混合物的平均分子组成为C1.6H4,而分子中碳原子数小于1.6的碳氢化合物只有甲烷,故另一种碳氢化合物应为分子中氢原子数为4、碳原子数大于或等于2的气态碳氢化合物。

11.(2021浙江温州十校高一期末)如图所示,用排饱和食盐水法在试管中先后充入等体积的甲烷和氯气,将装置放在光亮处,观察到以下实验现象。下列对实验现象的解释不正确的是(　　)

答案B

解析CH4与Cl2反应生成的HCl、CH3Cl都是气体,CH2Cl2、CHCl3和CCl4都是油状液体。HCl遇到水蒸气会形成白雾,A正确;CH3Cl难溶于水,试管内压强减小,液面上升,但不能充满试管,B错误。生成的油状液体难溶于水,且密度大于水,C正确;试管内壁油状液滴是CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物,Cl2溶于其中而呈黄色,D正确。

新情境创新练

12.(2021山东临沂高一期末)有A、B、C三种烃,已知:

①B完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)=2∶3;

②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有四种;

③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代的产物;A的一氯代物只有一种。

请完成下列问题:

(1)B的最简式为　　　　　　,分子式为　　　　　,其二溴代物有　　　　　种。 

(2)C的四种二氯代物的结构简式为　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　。 

(3)A的结构简式为　　　　　　　。 

答案(1)CH3　C2H6　2

(2)CHCl2CH2CH3　CH3CCl2CH3　

CH2ClCHClCH3　CH2ClCH2CH2Cl

(3)(CH3)3CC(CH3)3

解析(1)烃B完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)=2∶3,根据C、H原子守恒可得,N(C)∶N(H)=n(C)∶n(H)=2∶6=1∶3,故B的最简式为CH3,分子式应为C2H6,即B为乙烷,结构简式为CH3CH3,其二溴代物有2种,分别为CHBr2CH3、CH2BrCH2Br。

(2)C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有四种,则C为CH3CH2CH3,四种二氯代物分别为CHCl2CH2CH3、CH3CCl2CH3、CH2ClCHClCH3、CH2ClCH2CH2Cl。

(3)B为CH3CH3,A是B分子中的氢原子全部被甲基(—CH3)取代的产物,则B的结构简式为(CH3)3CC(CH3)3。