1、烷烃及其性质一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.下列说法正确的是()A.碳碳间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上D.碳、氢原子个数比为13的烷烃有两种【解析】选B。A项中环烷烃也符合要求,但它不是链烃,属于环烃;C项中由碳原子的成键方式和键角特征知,碳原子呈折线方式排列,因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上;D项中n(C)n(H)=13时必为C2H6,一定是乙烷。2.(2020泰安高二检测)从石油分馏得到的固体石蜡(主要成分为烷烃),用氯气漂白后,燃烧时会产生含氯
2、元素的气体,这是由于石蜡在漂白时与氯气发生过()A.加成反应B.取代反应C.聚合反应D.催化裂化反应【解析】选B。烷烃和氯气发生取代反应。3.若要使0.5 mol CH4完全与氯气发生取代反应,并生成相同物质的量的4种取代物。则需要氯气的物质的量为()A.2.5 molB.2 molC.1.25 molD.0.5 mol【解析】选C。0.5 mol CH4完全与Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的量均为0.125 mol,被取代的氢原子的物质的量为(1+2+3+4)0.125 mol=1.25 mol,发生取代反应时,每有1 mol氢原子被取代,消耗1 mol Cl2
3、,故该反应需要氯气的物质的量为1.25 mol。4.下列烷烃分子中的1个氢原子被溴原子取代后,不可能产生同分异构体的是()A.CH3CH2CH2CH3B.C.CH3CH2CH3D.【解析】选B。利用对称轴法和等效氢原子法均可得到答案:A项,有两类氢原子,其一溴代物有两种;B项中四个甲基连在同一个碳原子上,所有氢原子相同,其一溴代物只有一种;C项,有两种氢原子,其一溴代物有两种;D项中分子不对称,有四类氢原子,其一溴代物有四种。5.(双选)一定条件下,两种气态烃的混合物共1 mol,在空气中完全燃烧生成1.5 mol CO2和2 mol水蒸气。关于该混合物的说法正确的是()A.一定有甲烷B.一定
4、有乙烷C.一定含有甲烷,可能含有乙烯D.可能是甲烷和丙烷的混合物【解析】选A、C。设混合烃的平均分子式为CxHy,则有CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g)1x1 mol1.5 mol2 mol列式解得x=1.5,y=4。即混合烃的平均分子式为C1.5H4,则其中一定含有CH4,且另一种必须是含有4个H的烃。【补偿训练】把a mol H2和b mol C2H4混合,在一定条件下使它们一部分发生反应生成w mol C2H6,将反应混合气体完全燃烧,消耗氧气的物质的量为()A.a+3b molB.+3b molC.+3b+w molD.+3b-w mol【解析】选B。根据守恒关系,消耗的O2
5、与生成的C2H6多少无关。直接求a mol H2和b mol C2H4耗氧量。6.关于CH4和的叙述正确的是()A.均能用组成通式CnH2n+2来表示B.与所有烷烃互为同素异形体C.因为它们结构相似,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烷烃,均与Cl2发生取代反应【解析】选A。二者均为烷烃,互为同系物,化学性质相似,但物理性质不同,后者为液态。7.(2020苏州高二检测)丙烷(C3H8)常作为一种环保燃料。下列有关说法中,正确的是()A.丙烷既能发生取代反应,又能发生加成反应B.丙烷完全燃烧,其产物对空气没有污染C.丙烷燃料电池中,丙烷在正极发生反应D.丙烷的一氯代物
6、有三种同分异构体【解析】选B。烷烃能发生取代反应,但不能发生加成反应,A错误;丙烷完全燃烧生成CO2和H2O,不会对空气造成污染,B正确;丙烷燃料电池中,丙烷发生氧化反应,应在负极上发生反应,C错误;丙烷中存在对称碳原子,只有两种氢原子,故其一氯代物只有两种,D错误。8.C4H10的二氯取代物异构体数目为()A.7种B.8种C.9种D.10种【解析】选C。C4H10的结构简式有2种,CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2,2个氯原子在CH3CH2CH2CH3上的取代物有(1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4)、(2,2)、(2,3),2个氯原子在CH3CH(CH3)2上的取代物
7、有(1,1)、(1,2)、(1,3),共9种,C项正确。【补偿训练】下列表格中烷烃的一氯代物只有一种,仔细分析其结构和组成的变化规律,判断第4位烷烃的分子式是()123A.C36H72B.C36H74C.C53H106 D.C53H108【解析】选D。每个碳上连相同的甲基,其氢原子只有一种,一氯代物只有一种,由递变规律可知,第4位烷烃是将第3位烷烃上的氢原子被甲基取代所得,分子式为C53H108。9.(双选)下列关于甲烷的叙述中不正确的是()A.甲烷分子的空间构型是正四面体,所以CH2Cl2有两种不同构型B.甲烷可以与氯气发生取代反应,因此,甲烷能使氯水褪色C.甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生
8、爆炸,因此,是矿井安全的重要威胁之一D.甲烷不能使KMnO4溶液褪色【解析】选A、B。甲烷分子的空间构型是正四面体,二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种结构,A错误;甲烷可以与纯卤素单质(氯气)发生取代反应,不是氯水,B错误;矿井中存在甲烷气体,甲烷易燃易爆,因此甲烷是矿井安全的重要威胁之一,C正确;甲烷常温下性质稳定,与KMnO4溶液、酸或碱等均不反应,D正确。10.(2020南京高二检测)常温下,1 mol某烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应,若在适当的条件下,完全取代需要消耗6 mol Cl2,则下列判断正确的是()A.该烷烃的分子式为C5H12B.可以用AgNO3溶液检验反应生成的无机产物
9、C.该烷烃的四氯代物有1种D.反应容器中,一氯代物所占的物质的量分数最大【解析】选B。1 mol某烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应,若在适当的条件下,完全取代需要消耗6 mol Cl2,说明分子中含有6个H原子,该烷烃的分子式为C2H6,故A错误;氯化氢能使AgNO3溶液产生白色沉淀,故B正确;该烷烃的四氯代物有1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷,共2种,故C错误;反应容器中,氯化氢所占的物质的量分数最大,故D错误。【易错提醒】烷烃和卤素单质的取代反应产物,卤化氢的产量最大。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)11.(10分)已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。
10、(1)该烷烃A的分子式为_。(2)写出A可能存在的结构简式:_。(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。用系统命名法命名,B的名称为_;B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为_;B燃烧的化学方程式为_。【解析】根据A的密度是相同条件下H2密度的36倍,推知其相对分子质量为72,设分子式为CnH2n+2,求得n=5,则分子式为C5H12。答案:(1)C5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、CH3C(CH3)2CH3(3)2,2-二甲基丙烷CH3C(CH3)2CH3+Cl2CH3C(CH3)2CH2Cl+HClC5H12+8O25CO2+6H
11、2O12.(10分)环丙烷可作为全身麻醉剂,环己烷是重要的有机溶剂。下面是部分环烷烃及烷烃衍生物的结构简式、键线式和某些有机化合物的反应式(其中Pt、Ni是催化剂):结构简式BrCH2CH2CH(CH3)CH2Br键线式+H2回答下列问题:(1)环烷烃与_是同分异构体。(2)从反应可以看出,最容易发生开环加成反应的环烷烃是_(填名称),判断依据为_。(3)环烷烃还可与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应,如环丁烷与HBr在一定条件下反应,其化学方程式为_(不需注明反应条件)。(4)写出鉴别环丙烷与丙烯的一种方法,试剂_;现象与结论_。【解析】(1)环烷烃与单烯烃有相同的组成通式CnH2n,故
12、当含碳原子数相同时互为同分异构体。(2)可根据反应条件判断反应的难易。(3)开环后链两端分别连接组成加成试剂的两个原子或基团。(4)由题给信息可知,酸性KMnO4溶液只能氧化烯,而不能氧化环烷烃,故可用酸性KMnO4溶液作试剂鉴别环丙烷和丙烯。答案:(1)含相同碳原子的单烯烃(2)环丙烷在都使用催化剂的条件下,加成反应的温度最低(3)(4)酸性KMnO4溶液紫色褪去的是丙烯,不褪色的是环丙烷(其他合理答案也可)(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题8分,共16分)13.(2020济宁高二检测)正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型为,X是它的一种同分异构体,且X分子的主链上含有4个碳
13、原子。下列有关说法中正确的是()A.X分子中可能含有三个甲基B.X的一氯代物一定有三种C.X的沸点比正己烷低D.标准状况下,11.2 L X含2.5NA个CC键【解析】选C。由题意可知X的结构简式可能为或。二者分子中均含4个甲基,A错;后者一氯代物有两种,B错;标准状况下二者均为液态,D错。14. (双选)篮烷的结构如图所示,下列说法正确的是()A.篮烷的分子式为C12H14B.篮烷分子中存在3个六元环C.篮烷分子中存在3个五元环D.篮烷的一氯代物共有5种同分异构体【解析】选A、B。A项,先数清C的个数,C原子为12个,然后搞清每个C上连有几个H原子(只有两个C原子上连有两个H原子,有10个“
14、”),显然篮烷的分子式为C12H14,所以A项正确;篮烷分子中存在3个六元环、2个五元环、3个四元环,所以B项正确,C项错误;篮烷的一氯代物有4种(如图),所以D项错误。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)15.某烷烃汽化后的体积为2 mL,在一密闭容器中与16 mL氧气恰好完全反应生成二氧化碳和水蒸气(反应前后均为相同状态)(1)求该烷烃的分子式。(2)写出该烷烃的所有同分异构体的结构简式。(3)若该烷烃的一氯代物只有一种,写出该烷烃的结构简式。【解析】设该烷烃分子式为CnH2n+2,则由CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O12 mL16 mL可得n=5,故该烷烃的分子式为C5H12,为戊烷,其同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷三种;若该烷烃的一氯代物只有一种,则分子中12个氢原子等效,只有符合。答案:(1)C5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、(3)
