人教版 (2019)选择性必修3第一节 烷烃第1课时课时练习

第一节　烷烃

第1课时　烷烃的结构和性质

课后训练巩固提升

基础巩固

1.下列化学用语不正确的是(　　)。

答案:B

解析:B选项中,异丁烷的结构简式中位于中间的碳原子上多了一个氢原子,正确的结构简式应为。

2.下列有关说法中不正确的是(　　)。

A.烷烃燃烧主要是将化学能转变为热能和光能

B.正丁烷的沸点比丙烷高

C.丁烷和丙烷互为同系物

D.丁烷和丙烷互为同分异构体

答案:D

解析:丁烷和丙烷互为同系物而不是同分异构体。

3.下列实验能获得成功的是(　　)。

①点燃甲烷气体获得热量

②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷

③甲烷通入酸性高锰酸钾溶液,可使其紫色褪去

④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气

A.①②

B.①

C.③④

D.①②③④

答案:B

解析:甲烷可以燃烧,是一种良好的燃料,①正确;甲烷与氯气在光照条件下能发生取代反应,②不正确;甲烷化学性质比较稳定,通常状况下与强酸、强碱、强氧化剂和强还原剂不发生反应,因此③④不正确。

4.在光照条件下,将1 mol甲烷和1 mol氯气混合充分反应后,得到的产物为(　　)。

A.CH3Cl、HCl

B.HCl、CCl4

C.CH3Cl、CH2Cl2

D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl

答案:D

解析:无论甲烷和氯气的物质的量之比为多少,一定是形成四种氯代甲烷和氯化氢的混合气体。

5.关于CH4和的叙述正确的是(　　)。

A.分子组成均符合通式CnH2n+2(n≥1)

B.与所有烷烃互为同素异形体

C.因为它们的结构相似,所以它们的化学性质相似,物理性质相同

D.通常情况下它们都是气态

答案:A

解析:同素异形体是指由同种元素组成的性质不同的单质,B项错误;题给两种烷烃结构相似,化学性质也相似,但物理性质不同,C项错误;烷烃CnH2n+2(n≥1)中,n=6时通常情况下呈液态,D项错误。

6.下列烷烃:①CH3(CH2)2CH3、②CH3(CH2)4CH3、③CH3CH3、④CH3(CH2)3CH3,其沸点由高到低排列的顺序是(　　)。

A.②④①③

B.④②③①

C.④②①③

D.②④③①

答案:A

解析:碳原子数较多的烷烃,沸点较高,因此A正确。

7.等质量的下列烷烃,完全燃烧消耗氧气最多的是(　　)。

A.CH4 B.C2H6

C.C3H8 D.C6H14

答案:A

解析:判断等质量的不同烃燃烧时的耗氧量,可先化简其分子式为CHx,x越大,氢的质量分数就越大,耗氧量就越多。本题化简后A为CH4,B为CH3,C为C,D为C,故CH4消耗O2最多,A正确。

8.向2支盛有甲烷的试管(其中一支用黑纸包好)中,分别快速加入0.5 g KMnO4和1 mL浓盐酸,然后迅速地塞上胶塞,放在试管架上,两支试管同时在高压汞灯的紫外线下照射,等待片刻,观察现象。

实验现象:

(1)KMnO4和浓盐酸混合,试管中立即充满　　　　色气体。 

(2)未包有黑纸的试管在高压汞灯的紫外线照射下,气体的黄绿色　　　　,试管上方产生少量　　　　,并在试管内壁上出现了　　　状液滴。 

(3)包有黑纸的试管内气体颜色　。 

实验结论:室温时,CH4与Cl2的混合气体无光照时,不发生反应;在　　　　条件下发生化学反应,初步推断生成了　　　　和其他一些　　　　　　　　。 

答案:(1)黄绿　(2)变浅　白雾　油　(3)不变　光照　HCl　有机化合物

解析:高锰酸钾与浓盐酸混合会发生反应生成黄绿色的氯气,氯气与甲烷在光照条件下发生取代反应,生成极易溶于水的氯化氢,在试管口出现白雾,在试管内壁生成油状液滴。而在黑纸包裹的试管内不反应。

能力提升

1.(双选)下列数据是有机化合物的相对分子质量,可能互为同系物的一组是(　　)。

A.16、30、58、72

B.28、40、52、80

C.16、32、48、54

D.26、54、82、96

答案:AD

解析:互为同系物的有机化合物间相差一个或若干个CH2原子团,因此相对分子质量相差14的倍数,A、D为正确选项。

2.甲烷和丙烷混合气体的密度与同温同压下乙烷的密度相同,混合气体中甲烷和丙烷的体积之比是(　　)。

A.2∶1

B.1∶1

C.3∶4

D.1∶3

答案:B

解析:甲烷和丙烷混合气体的密度与同温同压下乙烷的密度相同,即甲烷和丙烷混合气体的平均相对分子质量与乙烷相同。甲烷、乙烷、丙烷的相对分子质量依次为16、30、44,设两者的体积比为x∶y,则=30,解得x∶y=1∶1,B选项是正确的。

3.1 mol CH4与Cl2发生取代反应,待反应完成后测得四种取代物的物质的量相等,则消耗Cl2为(　　)。

A.0.5 mol

B.2 mol

C.2.5 mol

D.4 mol

答案:C

解析:因为CH4与Cl2发生取代反应生成的4种取代物中的碳原子均来自CH4,由碳原子守恒可知,其生成1mol取代物,且每一种取代物的物质的量均为0.25mol。由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2,由CH4与Cl2反应的化学方程式知共消耗Cl2:0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol。

4.乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应,可生成的氯代物种数最多为(　　)。

A.6种 B.7种 C.8种 D.9种

答案:D

解析:乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的氯代物中,一氯乙烷、五氯乙烷和六氯乙烷各1种;二氯乙烷有2种(两个氯原子在同一碳原子上或在不同碳原子上);四氯乙烷有2种(两个氢原子在同一碳原子上或在不同碳原子上);三氯乙烷有2种(三个氯原子在同一碳原子上;一个碳原子上有两个氯原子,另一个碳原子上有一个氯原子),共计9种。

5.(双选)为变废为宝,我国科研人员研究在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图所示。下列说法中不正确的是(　　)。

A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ有副产物H2O产生

B.最终产物X、Y互为同系物

C.产物X的习惯命名为新戊烷

D.产物X、Y都有4种一氯代物(不考虑立体异构)

答案:AC

解析:根据转化过程图可知,Ⅲ只有烯烃与氢气反应,没有氧元素参与反应,所以不会产生H2O,A项错误;X、Y都属于烷烃,结构相似,且分子组成上相差1个CH2,因此两者互为同系物,B项正确;根据产物X的结构可知,主链上有4个C,2号碳上连有1个甲基,用习惯命名法命名为异戊烷,C项错误;由X、Y的结构简式可知,两者均有4种化学环境不同的氢原子,所以其一氯代物都有4种,D项正确。

6.烷烃分子可看成由—CH3、—CH2—、和等结构组成的。如果某烷烃分子中同时存在这4种基团,所含碳原子数又最少,这种烃分子应含　　　个碳原子,其结构简式可能为　　　　　　　　　　　或　　　　　　　　　　　或　。 

答案:8　

解析:存在—CH2—时,两边键只能连碳原子,不能连氢原子;的四个共价键只能连碳原子,不能连氢原子;的三个共价键,只能连碳原子,不能连氢原子。所以有:,

,三种结构简式。