人教版高中化学必修第二册能力课时落实6常见烃的结构与性质烃的燃烧计算含答案

能力课时落实(六)　常见烃的结构与性质　烃的燃烧计算

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1．(2021·临沂高一检测)科学家对探测器发回的数据进行了分析，发现土卫六的大气层中含有95%的氮气，剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是(　　)

A．碳氢化合物的通式为CnH2n＋2

B．燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物

C．有些烷烃在光照下不能与氯气发生取代反应

D．碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数

[答案]　D

2．(2021·太原高二检测)下列反应无论怎样调整反应物的用量都只能生成一种物质的是(　　)

A．甲烷和氯气混合后光照发生反应

B．乙烯与氯化氢的加成反应

C．甲烷在氧气中燃烧

D．乙炔和氯气的加成反应

B　[甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应可得到多种氯代产物；甲烷在氧气中燃烧生成CO2(不完全燃烧生成CO)、H2O；乙炔与Cl2加成反应可以得到或；乙烯与HCl加成反应只生成CH3CH2Cl。]

3．关于化合物2­苯基丙烯()，下列说法正确的是(　　)

A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色

B．可以发生加成聚合反应

C．分子中所有原子共平面

D．易溶于水

B　[2­苯基丙烯分子中含有碳碳双键，能使稀高锰酸钾溶液因发生氧化反应而褪色，A项错误；类比乙烯，2­苯基丙烯能发生加成聚合反应，B项正确；2­苯基丙烯分子中含有甲基，故该分子中所有原子不可能共平面，C项错误；2­苯基丙烯属于烃，不易溶于水，D项错误。]

4．某烃的结构简式为，有关其结构的说法正确的是(　　)

A．所有原子可能在同一平面上

B．所有原子可能在同一直线上

C．所有碳原子可能在同一平面上

D．所有氢原子可能在同一平面上

C　[苯环和碳碳双键都是平面结构，由于末端甲基是立体结构，所以不可能所有原子都在同一平面上。]

5．等质量的下列烃，完全燃烧耗氧量最大的是(　　)

A．CH4  B．C2H2  C．C2H4  D．C6H6

A　[根据C＋O2CO2，2H2＋O22H2O分析，等质量的C和H燃烧时，H消耗氧气的量较多，故等质量的不同烃完全燃烧时，其耗氧量与氢元素的质量分数即w(H)成正比，题给四种有机物中CH4中w(H)最大，等质量四种烃完全燃烧时CH4消耗的氧气最多。]

6．下列各组物质中，只要总质量一定，不论以何种比例混合，完全燃烧生成的二氧化碳和水的质量也总是定值的是(　　)

A．丙烷和乙炔   B．乙烯和甲烷

C．乙烯和丁烯   D．乙烯和苯

C　[最简式相同的有机物混合，总质量一定生成CO2、H2O的质量为一定值，C项符合题意。]

7．两种烃组成的混合烃总物质的量与该混合烃充分燃烧后所得气体产物的(二氧化碳和水蒸气)物质的量变化关系如图所示。以下对混合烃组成的判断中，正确的是(　　)

A．一定有乙烯   B．一定有甲烷

C．一定有丙烷   D．一定没有C3H4

B　[根据图像中的数据可得，1 mol混合烃充分燃烧后生成2 mol H2O,2 mol混合烃充分燃烧后生成3 mol CO2和4 mol H2O，则混合烃的平均分子式为C1.5H4，则混合烃中一定含有CH4，另外一种烃分子中的氢原子数也一定等于4，即可能有C2H4或C3H4，故B正确。]

8．两种气态烃的混合物6.72 L(标准状况)，完全燃烧生成0.48 mol CO2和10.8 g H2O，则该混合烃中(　　)

A．一定不存在乙烯   B．一定不存在甲烷

C．一定存在甲烷   D．一定存在乙烯

C　[混合物的物质的量为＝0.3 mol，燃烧产物中所含有的碳、氢原子的物质的量分别为n(C)＝0.48 mol，n(H)＝2×＝1.2 mol，则1 mol该混合物中含1.6 mol C、4 mol H，即平均分子式是C1.6H4，根据平均碳原子数推得一定有甲烷，而甲烷的氢原子数是4，混合物的平均氢原子数也是4，则另一种烃是碳原子数大于或等于2、氢原子数等于4的气态烃，即可能有C2H4或C3H4。]

9．有机物环丙叉环丙烷，由于其特殊的电导结构一直受到理论化学家的注意，环丙叉环丙烷的键线式如图所示。有关它的说法中错误的是(　　)

A．其二氯代物有4种

B．它所有的原子均在同一平面上

C．其分子式为C6H8

D．它可以发生氧化、加成和取代反应

B　[该分子中有4个碳原子上分别有2个氢原子，可表示为，先在1号碳原子上取代一个氢原子，则取代第二个氢原子时有4种可能，故其二氯代物有4种，A正确；该结构中含有饱和碳原子，由甲烷的正四面体结构可知，所有原子不可能都在同一平面上，B错误；由环丙叉环丙烷的键线式可知其分子式为C6H8，C正确；该分子中含且含有饱和碳原子上的氢原子，可以发生氧化，加成和取代反应，D正确。]

10．150 ℃，101 kPa下，将下列有机物分别与足量的空气混合，引燃反应后恢复到原来的温度和压强，气体体积不变的是(　　)

A．C2H6  B．C2H4  C．C3H8  D．C3H6

B　[设烃的分子式为CxHy，该烃燃烧的化学方程式为CxHy＋O2xCO2＋H2O,150 ℃，101 kPa时H2O为气态，由反应前后的气体体积不变，可得：1＋x＋＝x＋，解得y＝4。故只要分子式为CxH4的烃，都符合题意。]

11．(素养题)已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。

根据实验数据求：

(1)实验完毕后，生成物中水的质量为________g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为________g。

(2)生成的水中氢元素的质量为________ g。

(3)生成的CO2中碳元素的质量为________g。

(4)气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为________。

[解析]　(1)生成水的质量为102.9 g－101.1 g＝1.8 g，生成正盐即CaCO3的质量为×100 g·mol－1＝5 g。

(2)生成的水中氢元素的质量为×2 g·mol－1＝0.2 g。

(3)生成的CO2中碳元素的质量为×12 g·mol－1＝0.6 g。

(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6∶0.2＝3∶1。

[答案]　(1)1.8　5　(2)0.2　(3)0.6　(4)3∶1

12．现有①甲烷、②乙烯、③苯、④乙炔4种有机物，请用序号并按题中要求作答：

(1)分子中所有原子一定都共面的是________。

(2)含氢量最高的有机化合物是________，其电子式为_________________

_________________________________________________________。

(3)完全燃烧后生成的CO2和水的物质的量之比为1∶1的化合物是________。

(4)能够发生加聚反应的是________。

(5)写出下列转化的化学方程式：乙炔―→氯乙烯―→聚氯乙烯。

[解析]　(1)乙烯、苯分子中所有原子均处于同一平面上，乙炔分子中所有原子均处于同一直线上。

(2)所有有机物中，甲烷的含氢量最高。

(3)完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1，则有机物分子中C、H原子个数比为1∶2，CH2===CH2符合上述要求。

(4)乙炔的化学性质与乙烯相似，两种都可以发生加聚反应。

[答案]　(1)②③④　(2)①　

(3)②　(4)②④

(5)CH≡CH＋HClCH2===CHCl，nCH2===CHCl

13．标准状况下，1.68 L无色可燃性气体在足量的氧气中完全燃烧，若将产物通入足量的澄清石灰水中，得到白色沉淀15.0 g；若用足量的碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3 g。

(1)计算燃烧产物中水的质量________。

(2)若原气体为单一气体，通过计算推断它的分子式________。

(3)若原气体是由两种等物质的量的气体组成的混合物，其中一种是氢气，请写出另一种气体的分子式________。

[解析]　(1)气体燃烧生成CO2的质量为×44 g·mol－1＝6.6 g，气体燃烧生成H2O的质量为9.3 g－6.6 g＝2.7 g。

(2)标准状况下，1.68 L气体的物质的量为＝0.075 mol，每摩尔气体中含碳原子的物质的量为÷0.075＝2.0 mol，含氢原子的物质的量为×2÷0.075＝4.0 mol，则气体的分子式为C2H4。

(3)因为单一气体为C2H4，现为两种等物质的量的气体混合物，所以在2 mol混合气体中，应含有4 mol碳原子、8 mol氢原子，有一种为H2，则另一种气体为C4H6。

[答案]　(1)2.7 g　(2)C2H4　(3)C4H6

14．某气态的烷烃A与烯烃B的混合气体9 g，其密度为同状况下H2密度的11.2倍，将混合气体通过足量的溴水，溴水增重4.2 g，回答下列问题：

(1)写出结构简式：A．________，B．________。

(2)B与丁烯互为________(填“同分异构体”或“同系物”)。

(3)写出B与溴水反应的化学方程式：____________________。

[解析]　混合气体的平均相对分子质量是11.2×2＝22.4>16，所以混合气体中烷烃A是甲烷，且其物质的量是(9 g－4.2 g)÷16 g·mol－1＝0.3 mol，而混合气体的物质的量是9 g÷22.4 g·mol－1≈0.4 mol，故烯烃的物质的量是0.4 mol－0.3 mol＝0.1 mol，因此烯烃的相对分子质量是4.2÷0.1＝42，烯烃的碳原子数是42÷14＝3，即C3H6，结构简式是CH2===CHCH3，与丁烯互为同系物，与溴水反应的化学方程式为CH2===CHCH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3。

[答案]　(1)CH4　CH2===CHCH3　(2)同系物

(3)CH2===CHCH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3

15．已知某气态烃A在标准状况下的密度是3.215 g·L－1，取7.2 g A在足量氧气中充分燃烧，把燃烧后的产物全部通过浓硫酸，浓硫酸质量增加10.8 g，再把剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加22 g。

(1)该烃的摩尔质量为______________。

(2)确定该有机物的分子式为______________。

(3)已知该烃的一氯代物只有一种，写出该烃的结构简式：______________。

[解析]　(1)该烃的摩尔质量为3.215 g·L－1×22.4 L·mol－1≈72 g·mol－1。

(2)7.2 g A的物质的量为0.1 mol，浓硫酸吸收10.8 g(即0.6 mol)水，碱石灰吸收22 g(即0.5 mol)二氧化碳，则1 mol A完全燃烧生成6 mol水和5 mol二氧化碳，1个该有机物分子中含有5个碳原子和12个氢原子，A的分子式为C5H12。

(3)该烃属于烷烃，其一氯代物只有一种，说明A分子结构高度对称，该烃的结构简式为C(CH3)4。

[答案]　(1)72 g·mol－1

(2)C5H12

(3)C(CH3)4