人教版 (2019)必修 第二册乙烯与有机高分子材料第3课时练习题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册乙烯与有机高分子材料第3课时练习题，共13页。
一、烃的化学性质比较
1.烷烃、烯烃、炔烃的化学性质比较
2.烃的燃烧
思考1 0.1 L某气态烃完全燃烧，在相同条件下测得生成0.1 L CO2和0.2 L水蒸气，该烃的分子式是 。
答案 CH4
解析 在同温、同压条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，故该烃分子中n(CxHy)∶n(C)∶n(H)=0.1∶0.1∶(0.2×2)=1∶1∶4，1 ml该烃中含C、H分别为1 ml、4 ml，即该烃为CH4。
思考2 常温下，10 mL某气态链状烷烃与85 mL过量O2充分混合，点燃后生成液态水，在相同条件下测得气体体积变为70 mL，该烃的分子式是 。
答案 C2H6
解析 根据化学方程式
CxHy(g)+(x+y4)O2(g)xCO2(g)+y2H2O(l) ΔV
11+y4
10 mL25 mL
解得：y=6，链状烷烃通式为CnH2n+2，2n+2=6，n=2，则该烃的分子式为C2H6。
1.(2024·浙江湖州高一段考)甲烷、乙烯和乙炔是常见的烃，下列说法正确的是( )
A.甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故不能发生氧化反应
B.乙烯和乙炔均能与溴的四氯化碳溶液发生取代反应而使其褪色
C.乙烯和乙炔均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，且褪色原理相同
D.等物质的量的乙烯和乙炔在足量氧气中燃烧，乙炔消耗的氧气多
答案 C
解析 甲烷的燃烧也是氧化反应，A错误；乙烯和乙炔均能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其褪色，B错误；假设1 ml的C2H4和C2H2完全燃烧，乙烯消耗3 ml氧气，乙炔消耗2.5 ml氧气，乙烯消耗的氧气多，D错误。
2.现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物：
(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是 。
(2)常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是 。
(3)等质量的以上三种物质完全燃烧时，生成二氧化碳最多的是 ，生成水最多的是 。
(4)在120 ℃、1.01×105 Pa下，以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是 。
答案 (1)CH4 (2)C2H6 (3)C2H4 CH4
(4)CH4和C2H4
解析 (1)等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，yx的值越大，耗氧越多。CH4、C2H4、C2H6的yx的值依次为4、2、3，故等质量的CH4、C2H4、C2H6完全燃烧时消耗O2最多的是CH4。(2)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时，x+y4的值越大，耗氧量越多。三种物质的x+y4的值依次为2、3、3.5，故常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是C2H6。(3)质量相同时，烃(CxHy)的xy的值越大，生成二氧化碳越多；yx的值越大，生成的水越多。故生成二氧化碳最多的是C2H4；生成水最多的是CH4。
(4)由题意可知，在120 ℃、1.01×105 Pa下，
CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O(g)
1 x+y4 x y2
由于ΔV=0，则1+x+y4=x+y2，得y=4，即该条件下，当烃分子中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变。故符合要求的两种烃为CH4和C2H4。
二、常见烃分子中原子共线、共面的判断
1.常见分子构型
(1)甲烷型：
正四面体→凡是碳原子形成4个共价单键时，其空间结构都是四面体形，5个原子中最多有3个原子共平面。
(2)乙烯型：
平面结构→碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面。
(3)乙炔型：
直线结构→碳碳三键直接相连的2个原子与2个碳原子共直线。
(4)苯型：
平面结构→位于苯环上的12个原子共平面，位于对角线位置上的4个原子共直线。
2.原子共面的分析方法
(1)甲烷、乙烯、苯三种分子中的氢原子如果被其他原子取代，则取代后的分子结构基本不变。
(2)共价单键可以自由旋转，共价双键和共价三键不能旋转。
(3)根据分子的结构和化学键之间的夹角画出分子中原子的相对位置，如。
1.分子中，在同一平面上的碳原子至少有( )
A.7个 B.8个 C.9个 D.14个
答案 C
解析 苯环是平面正六边形结构，分子中12个原子共平面，且处于对位的4个原子共直线。分析的结构时，容易受苯环书写形式的局限而认为至少有8个碳原子共平面，实质上4、7、8、11四个碳原子共直线，至少有9个碳原子共平面。
2.已知某有机分子(C11H10)的结构简式为，则该分子中：
(1)可能共面的C原子最多有 个，一定共面的C原子最多有 个。
(2)可能共面的原子最多有 个，一定共面的原子最多有 个。
(3)一定共直线的C原子最多有 个，一定共直线的原子最多有 个。
答案 (1)11 8 (2)19 12 (3)4 4
解析 根据CH4、、和的空间结构，可知该有机物分子中原子空间位置有如下特点：
(1)由此可知，苯环和乙烯基团所在平面内的所有碳原子，即11个碳原子都有可能共面，根据苯的结构，一定共面的C原子最多有8个。(2)因为单键可以旋转，甲基(—CH3)上的3个H原子，最多有一个H原子可以旋入苯环和乙烯基团所在的平面内，故可能共面的原子最多为19个，一定共面的原子最多应为苯环平面的原子，共12个。(3)苯环对位及对位上连接的两个碳原子共4个C原子一定共直线，乙炔基团及所连接的一个C原子和一个H原子也一定共直线。
判断烃分子中原子共面的方法
1.(2024·江西宜春高一月考)化合物甲()、乙()、丙()的分子式均为C7H8，下列说法正确的是( )
A.互为同系物
B.互为同分异构体
C.三种有机物分子中所有原子可能共平面
D.化合物乙的一氯代物有四种(不考虑立体异构)
答案 B
解析 三种化合物的分子式均为C7H8，互为同分异构体，A错误，B正确；都含有饱和碳原子，具有甲烷分子的结构特点，则三种化合物分子中所有原子不可能处于同一平面，C错误；化合物乙中有三种氢原子，故其一氯代物有三种，D错误。
2.已知乙烯分子为平面形结构，C2H2为直线形结构。则有机物M()分子中，共直线和共平面的原子数最多分别为( )
A.6、11B.5、10
C.4、9D.4、11
答案 C
解析 根据乙炔、乙烯和甲烷的结构，有机物M的分子结构为，则最多有4个原子共直线，因为单键可以旋转，甲基上3个H原子中，可以有一个H原子旋进平面内，因此最多有9个原子共面。
3.(2024·济南高一段考)烷烃M的结构简式为，M是单烯烃R和H2发生加成反应的产物，则R可能的结构有(不考虑立体异构)( )
A.7种 B.6种 C.5种 D.4种
答案 C
解析 根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置，故符合条件的烯烃分子有5种：，故选C。
4.(1)(2024·福建泉州高一月考)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 ml，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是 (填化学式，下同)；上述四种烃各为1 g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是 ；1 ml C3H8在足量O2中燃烧，消耗的O2是 ml。
(2)中，可能共面的碳原子最多有 个，一定共面的碳原子有 个，可能共面的原子最多有 个，一定共面的原子最多有 个。
答案 (1)C4H10 CH4 5 (2)9 7 17 12
解析 (1)由关系式C~O2~CO2 、4H~O2~2H2O可得到以下关系式， 1 ml CH4~2 ml O2、1 ml C2H6~3.5 ml O2、1 ml C3H8~5 ml O2、1 ml C4H10~6.5 ml O2，则1 ml四种烃在足量O2中燃烧时消耗O2最多的是C4H10；上述四种烃各为1 g时，氢元素质量分数越高则耗氧量越大，故消耗O2最多的是CH4。
课时对点练 [分值：100分]
(选择题1~8题，每小题4分，9~13题，每小题8分，共72分)
题组一 常见烃的化学性质比较
1.区别CH4、CH2==CH2、CH≡CH的最简易方法是( )
A.分别通入溴水
B.分别通入酸性高锰酸钾溶液
C.分别在空气中点燃
D.分别通入盛有碱石灰的干燥管
答案 C
解析 CH2==CH2和CH≡CH都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，A、B错误；三种气体通过盛有碱石灰的干燥管均无现象，D错误；最简易的方法是点燃，因为燃烧时火焰的明亮程度和有无黑烟、浓烟这两个方面的现象区别是非常明显的，C正确。
2.(2024·深圳高一期中)某种烷烃完全燃烧后生成了8.8 g CO2和4.5 g H2O，下列对于该烷烃的说法中正确的是( )
A.该烷烃的分子式可能为C2H5
B.该烷烃分子中只含有极性共价键
C.该烷烃的分子结构只有一种
D.该烷烃的相对分子质量为58
答案 D
解析 CO2的物质的量为8.8 g44 g·ml-1=0.2 ml，H2O的物质的量为4.5 g18 g·ml-1=0.25 ml，故n(C)∶n(H)=2∶5，根据链状烷烃的通式可知其分子式为C4H10，A错误，D正确；该烷烃分子中有C—H极性共价键和C—C非极性共价键，B错误；该烷烃有正丁烷和异丁烷两种不同的结构，C错误。
3.有A、B两种烃，碳元素的质量分数相同，下列关于A和B的叙述中正确的是( )
A.A和B一定互为同分异构体
B.A和B不可能互为同系物
C.A和B的最简式相同
D.A和B各1 ml完全燃烧生成的二氧化碳的质量一定相等
答案 C
解析 因烃中只有碳、氢两种元素，碳元素的质量分数相同，所以氢元素的质量分数也相同，则两种烃的最简式相同，C正确；最简式相同的烃，可能互为同分异构体，如丙烯与环丙烷，也可能不互为同分异构体，如乙炔和苯，A错误；最简式相同的烃，可能互为同系物，如乙烯与丙烯，B错误；若互为同分异构体，则A和B各1 ml完全燃烧生成的二氧化碳的质量一定相等，若互为同系物，则A和B各1 ml完全燃烧生成的二氧化碳的质量一定不相等，D错误。
4.(2024·河北张家口高一段考)由乙烯可推测1，3⁃丁二烯(CH2==CH—CH==CH2)的结构或性质，下列说法正确的是( )
A.1，3⁃丁二烯分子中所有的原子可能共平面
B.1，3⁃丁二烯使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色的原理相同
C.1，3⁃丁二烯的加聚产物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.乙烯与1，3⁃丁二烯互为同系物
答案 A
解析 乙烯是平面结构，则1，3⁃丁二烯(CH2==CH—CH==CH2)分子中所有的原子可能共平面，A正确；1，3⁃丁二烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，与溴水发生加成反应，褪色原理不同，B错误；1，3⁃丁二烯的加聚产物中仍含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；乙烯与1，3⁃丁二烯含有碳碳双键数目不同，结构不相似，不互为同系物，D错误。
题组二 原子共面、共线的判断
5.下列物质的所有原子，不可能处于同一平面内的是( )
A.CH2Cl2
B.CH2==CH2
C.
D.
答案 A
解析 根据已有知识，乙烯和苯都属于平面形结构，所有原子都处于同一平面内，碳原子形成4个共价单键时为四面体结构，所有原子不可能处于同一平面内。
6.下列说法正确的是( )
A.丙烷是直链烃，所以分子中3个碳原子也在一条直线上
B.丙烯分子中所有原子均在同一平面上
C.所有碳原子一定在同一平面上
D.分子中所有碳原子可能在同一平面上
答案 D
解析 丙烯中含甲基，甲基为四面体结构，则所有原子一定不共面，B项错误；环上含4个四面体结构的C，所有碳原子不可能在同一平面上，C项错误；双键为平面结构、三键为直线结构，且直接相连，则所有碳原子可能在同一平面上，D项正确。
7.下列有关分子的说法不正确的是( )
A.6个碳原子有可能在一条直线上
B.在一条直线上的碳原子最多有4个
C.6个碳原子可能在同一平面上
D.该分子能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
答案 A
解析 的空间结构为平面形，题给有机物的所有碳原子不可能在一条直线上。
8.甲烷分子中的4个氢原子都可以被取代，若甲烷分子中的4个氢原子被苯基取代，则可得到的分子如图所示，下列描述中正确的是( )
A.分子式为C25H24
B.所有原子都在同一平面上
C.此物质属芳香烃类物质
D.最多有3个碳原子在同一平面上
答案 C
解析 由结构可知该物质的分子式为C25H20，A项错误；分子中中心C原子与4个苯环相连构成四面体结构，则所有原子不可能共平面，B项错误；只含C、H元素，且含苯环，为芳香烃类物质，C项正确；最多2个苯环与中间的C共面，则最多有13个碳原子共面，D项错误。
9.(2024·安徽淮北高一段考)某有机分子的结构如图所示。下列有关该分子的说法中不正确的是( )
A.该有机物的分子式为C5H4
B.该分子中的碳原子不可能在同一平面内
C.1 ml该有机物最多可与2 ml Br2发生加成反应
D.与其互为同分异构体，且只含碳碳三键的链烃有一种
答案 D
解析 该分子中的中心碳原子与周围碳原子构成四面体结构，则该分子中的碳原子不可能在同一平面内，B正确；1 ml该有机物含有2 ml碳碳双键，最多可与2 ml Br2发生加成反应，C正确；与其互为同分异构体，且只含碳碳三键的链烃有CH≡C—CH2—C≡CH或CH≡C—C≡C—CH3，可见其符合要求的同分异构体不止一种，D错误。
10.某烃的结构简式为，下列说法不正确的是( )
A.1 ml该烃完全燃烧消耗11 ml O2
B.与氢气完全加成后的产物中含2个甲基
C.1 ml该烃完全加成消耗3 ml Br2
D.分子中一定共平面的碳原子有6个
答案 B
解析 该烃的分子式为C8H12，1 ml该烃完全燃烧消耗11 ml O2，A正确；与氢气完全加成后的产物中含有3个甲基，B不正确；分子中含有一个碳碳双键和一个碳碳三键，所以1 ml该烃完全加成需要消耗3 ml Br2，C正确；根据乙烯和乙炔的结构可判断该烃分子中一定共平面的碳原子有6个，D正确。
11.下列关于烃的说法正确的是( )
A.共面的C原子最多为14个
B.共直线的C原子只有4个
C.1 ml该烃最多可以和6 ml H2发生加成反应
D.1 ml该烃最多可以和6 ml Br2发生加成反应
答案 C
解析 苯环上所有原子共平面、直接连接碳碳双键两端的原子共平面、直接连接碳碳三键两端的原子共直线，则该分子中最多有13个C原子共面，A项错误；苯环上对称位置碳原子及其连接的原子共直线，碳碳三键中碳原子及其连接的原子共直线，共直线的C原子最多有6个，B项错误；苯环、碳碳三键和碳碳双键都能和氢气发生加成反应，则1 ml该烃最多可以和6 ml H2发生加成反应，C项正确；该分子中只有碳碳双键和碳碳三键能和溴发生加成反应，D项错误。
12.下列有关有机化合物分子中原子的共线共面说法正确的是( )
A.甲苯分子中最多有5个原子共线
B.中所有碳原子一定都在同一平面上
C.四苯乙烯()分子中所有碳原子不可能位于同一平面
D.分子最多有7个碳原子共面，最多3个碳原子共线
答案 D
解析 四苯乙烯分子中含有4个苯环平面和一个碳碳双键平面，四个苯环平面通过单键旋转可以共面，即分子中所有碳原子可能位于同一平面，C错误；分子中含有碳碳双键平面和碳碳三键直线，故最多有7个碳原子共面，最多3个碳原子共线，D正确。
13.(2024·焦作高一段考)丙烯是一种重要的有机化工原料，其部分转化关系如图。下列说法正确的是( )
A.可以用溴水鉴别X与Y
B.Z中所有碳原子共平面
C.1 ml丙烯在氧气中完全燃烧时，消耗O2的质量为96 g
D.Z的结构简式为
答案 A
解析 根据丙烯转化关系图可知，X为Br—CH2CH==CH2，Y为CH3CHBrCH2Br，Z为，D错误；1 ml丙烯完全燃烧消耗O2的物质的量为4.5 ml，质量为4.5 ml×32 g·ml-1=144 g，C错误。
14.(16分)(2024·山东聊城高一期末)2⁃丁烯()是石油裂解的产物之一，是一种重要的有机化工原料，按要求回答下列问题：
(1)在催化剂作用下，2⁃丁烯与溴水反应的化学方程式为 ， 反应类型为 ，2⁃丁烯在一定条件下合成一种高分子的化学方程式为 ，反应类型为 。
(2)烯烃A是2⁃丁烯的一种同分异构体，它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷，则A的结构简式为 ；A分子中共平面的碳原子个数最多为 ，A与HBr发生加成反应生成两种结构的一溴代物，它们的结构简式分别为 和 。
答案 (1)+Br2―→ 加成反应
加聚反应 (2) 4
解析 (2)烯烃A为，根据乙烯分子中6个原子在同一平面上，则烯烃A中4个碳原子一定在同一平面上。因为分子中“”不对称，所以与溴化氢发生加成反应的产物有两种，分别为和。
15.(12分)(2024·湖南岳阳高一期中)乙烯经多步反应可转化为制作尼龙等的重要原料1，3⁃丁二烯(CH2==CH—CH==CH2)。现有如图转化关系：
(1)某气态有机物Y的分子式中碳原子个数与1，3⁃丁二烯中的相同，1.4 g Y与足量氧气反应时，生成4.4 g CO2和1.8 g H2O，则Y的分子式为 ；若Y中含有两个甲基且有一个支链，则Y的结构简式为 ，Y的分子中处于同一平面的原子个数最多为 ，写出Y在催化剂的作用下发生加聚反应的化学方程式： 。
(2)与CH2==CH—CH==CH2具有相似的化学性质，写出与Br2以物质的量比1∶1反应得到的C5H6Br2的所有可能结构： 。
(3)28 g由正丁烷和1，3⁃丁二烯组成的混合物完全燃烧后得到36 g H2O，则该混合物中正丁烷的物质的量为 ml。
答案 (1) C4H8 8
(2)、
(3)0.25
解析 (1)1.4 g Y与足量氧气反应时，生成4.4 g CO2和1.8 g H2O，根据元素守恒，碳原子的物质的量为0.1 ml，氢原子的物质的量为0.2 ml，有机物Y的分子式中碳原子个数与1，3⁃丁二烯中碳原子的个数相同，即有4个碳原子，所以Y的分子式为C4H8；若Y中含有两个甲基且有一个支链，则Y的结构简式为，Y的分子中处于同一平面的原子个数最多为8个；Y在催化剂的作用下发生加聚反应的化学方程式为。(3)假设正丁烷为x ml，1，3⁃丁二烯为y ml，根据氢原子守恒，36 g H2O的物质的量为2 ml，氢原子为4 ml，则58x+54y=28①，10x+6y=4②，联立①②解得x=0.25，y=0.25，则该混合物中正丁烷的物质的量为0.25 ml。烃
烷烃
烯烃
炔烃
活泼性
较稳定
较活泼
较活泼
取代反应
能够被卤素取代
-
加成反应
不能发生
能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成(X代表卤素原子)
氧化反应
淡蓝色火焰
燃烧时火焰明亮，有黑烟
燃烧时火焰明亮，有浓烟
不与酸性高锰酸钾溶液反应
能使酸性高锰酸钾溶液褪色
加聚反应
不能发生
能发生
鉴别
不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色