2022年高中化学必修2同步巩固练习（含解析）：3-1-2最简单的有机化合物--甲烷

第3章  第1节  第2课时

一、选择题

1．有关简单的饱和链烃的叙述：①都是易燃物；②特征反应是取代反应；③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，正确的是(　　)

A．①和③　  B．②和③　

C．只有①　  D．①和②

【答案】　D

【点拨】　此类题目主要考查烷烃的性质或以烷烃的性质为依托进行有关的推断。因为同系物具有相似的化学性质，所以其他烷烃应具有和甲烷相似的化学性质，如可燃烧、易取代、不能与溴水和酸性KMnO4溶液反应等。

2．下列说法正确的是(　　)

A．凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物

B．相对分子质量相同的几种化合物，就称为同分异构体

C．组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体

D．凡是符合通式CnH2n＋2的化合物，一定是烷烃

【解析】　同系物的概念中，首先是结构相似为前提，缺少这一条件时，就不一定是同系物了，所以A不正确。同分异构体的前提是分子式相同，虽然同分异构体的相对分子质量一定相同，这还是因为它们的分子式相同的缘故；但相对分子质量相同的化合物其分子式不一定相同，如H2SO4和H3PO4、C2H6和CH2O，因此相对分子质量相同的化合物不一定就是同分异构体，故B也不正确。组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同，说明它们的分子式一定相同，既然是不同的化合物，结构肯定不同，它们之间是同分异构体是确定无疑的，C正确。由于烷烃结构的特点，碳原子的价键被氢原子所饱和，氢原子的数目已达最大比例，所以只要符合通式CnH2n＋2的烃，一定是烷烃，故D也是正确的。

【答案】　C、D

3．下列有机物中，不属于乙烷同系物的是(　　)

A．C2H4    B．(CH3)3CH

C．CH4    D．(CH3)2CH2

【解析】　同系物的特点：结构相似，通式相同，在分子组成上相差一个或多个CH2原子团。只有C2H4不属于乙烷同系物。

【答案】　A

4．下列各组物质中，互为同系物的是(　　)

A．CH4和CH3Cl

B．CH4和C3H8

C．C2H6和C6H12

【解析】　结构相似，组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称同系物。CH4和C3H8均属于烷烃，和CH3 CH2 CH2CH2 CH3均为烷烃，它们互为同系物。

【答案】　B、D

【点拨】　判断两种物质是否为同系物的方法：

(1)同系物必须符合同一通式，且分子式不能相同；

(2)同系物结构相似，如含官能团，其数目应相等；

(3)在组成上相差一个或若干个CH2原子团，即相对分子质量之差为14n(n为同系物分子间的碳原子数的差值)。

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

【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。

【答案】　C、D

【点拨】　学习概念关键掌握其内涵和外延。

6．下列物质中互为同分异构体的是(　　)

【解析】　两种物质是不是同分异构体，一看分子式(要相同)；二看结构(要不同)。显然C、D分子式相同，结构不同。

【答案】　C、D

7．下列叙述错误的是(　　)

A．烷烃分子中的每个C原子都和其他原子形成四个共价键

B．凡是烷烃，不论碳链长短都可视为结构相似

C．符合通式为CnH2n＋2(n≥1)的烃一定为烷烃

D．烷烃必须是直链的

【解析】　掌握烷烃的结构特点，每个碳原子都占四个单键，且结构相似，可以是直链的，也可带支链。

【答案】　D

8．在下列结构的有机化合物中，属于同分异构体的正确组合是(　　)

①CH3CH2CH2CH2CH3

②CH3CH2CH2CH2CH2CH3

A．①和③    B．②③⑤

C．①和②    D．③和④

【解析】　根据同分异构体的特点：分子式相同，结构不同，首先找出具有相同碳原子数的有机物，①和④都有5个碳原子，②③⑤都是6个碳原子，然后再看它们的结构，都是烷烃，但是结构不同，所以①和④互为同分异构体，②③⑤互为同分异构体。

【答案】　B

【点拨】　抓住产生同分异构体的原因：碳链异构、官能团异构、空间异构。

9．下列各组内的物质不属于同系物的是(　　)

【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。

【答案】　C

10．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

【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。

【答案】　C

【点拨】　本题考查了烷烃的物理性质，要牢记其递变性。

11．下列化学式只表示一种纯净物的是(　　)

A．C2H6    B．C4H10

C．C2H4Cl2   D．C

【答案】　A

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

12．燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物，生成3.58 L CO2(标准状况)和3.60 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

【解析】　生成n(CO2)＝＝0.16 mol，生成n(H2O)＝＝0.2 mol，因此两种气态烃的平均组成为C1.6H4，根据混合物的平均组成可知，碳原子组成小于1.6的烃只有甲烷，而另一种烃氢原子数必为4，碳原子数大于或等于2的气态烃。因此只有选项A正确。

【答案】　A

二、非选择题

13．给下列烷烃命名：

CH3CH2CH2CH2CH2CH3________________________________________________________________________；

CH3(CH2)10CH3________________________________________________________________________；

C2H5—CH2CH2CH2CH2—C2H5________________________________________________________________________；

________________________________________________________________________。

【解析】　直链烷烃是根据分子中碳原子数的多少命名的，分别为甲烷、乙烷……癸烷、十一烷、十二烷……异丁烷是含有支链的烷烃。

【答案】　己烷 　十二烷　辛烷　异丁烷

14．有下列各组物质：

A．Al(OH)3与H3AlO3

C．金刚石与石墨

(1)互为同素异形体的是________。

(2)属于同系物的是________。

(3)互为同分异构体的是________。

(5)属于同一物质的是________。

【解析】　同系物定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。

【答案】　(1)C　(2)F　(3)D　(4)A、B

【点拨】　本题重在理解“四同”间的关系。

15．目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应

如下：

2CO＋O22CO2

2H2＋O22H2O

CH4＋2O2CO2＋2H2O

根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天燃气，灶具的改进方法是________进风口(填“增大”或“减小”)，如不作改进可能产生的不良结果是________。管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：

试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　由反应方程式可知，燃烧相同体积的管道气和天然气，天然气消耗O2的体积大。因此，由管道煤气改烧天然气，就必须增大进氧气的量，以保证天然气充分燃烧，以防发生不完全燃烧生成CO，发生一氧化碳中毒。由表中数据知，丁烷沸点为－0.5 ℃，易液化。在寒冷的冬季，由于温度偏低使丁烷液化，导致管内气流不畅，出现火焰很小且呈断续状态。

【答案】　天然气　增大　不能充分燃烧，生成有毒的CO　丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅

16．0.5 mol某烃完全燃烧后得到二氧化碳和水蒸气的混合气体。若将该混合气体全部通入足量澄清的石灰水的洗气瓶，洗气瓶内产生白色沉淀100 g；若将该混合气体全部通入盛有足量过氧化钠的干燥管，干燥管的质量增加30 g。

(1)该烃的化学式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)该烃是否为烷烃，理由是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　烃是仅由碳和氢组成的有机化合物，其完全燃烧生成CO2和H2O，烃与CO2之间保持碳元素的质量守恒，烃与H2O之间保持氢元素的质量守恒。

100 g白色沉淀是CaCO3，其物质的量是1 mol，与其对应的CO2物质的量也是1 mol。设CO2使盛Na2O2的干燥管增加的质量是x。则：

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　　m

2 mol　　　　　　　　　 56 g

1 mol　　　　　　　　　　 x

　　　x＝1 mol×56 g÷2 mol＝28 g。

H2O使盛Na2O2的干燥管增加的质量是2 g。

设H2O的物质的量是y，则：

 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　　m

2 mol　　　　　　　　　　　4 g

　　　     y　　　　　　　　　　　　2 g

　　　     y＝2 mol×2 g÷4 g＝1 mol。

0．5 mol烃完全燃烧生成1 mol CO2和1 mol H2O，则每摩烃含2 mol C和4 mol H，烃的化学式为C2H4。

烷烃的分子组成为CnH2n＋2，则C2H4不是烷烃。

【答案】　(1)C2H4

(2)C2H4不是烷烃。理由是化学式C2H4不符合烷烃通式CnH2n＋2。

【点拨】　燃烧法是测定有机化合物化学式的一种重要方法。有机化合物的燃烧属于化学反应，化学反应遵循质量守恒定律，被燃烧的有机化合物与燃烧产物之间存在着一定的相互关系。使有机化合物发生燃烧反应，根据有关反应物、生成物的数据和化学方程式进行计算，可以确定有机化合物的组成情况。