化学选修5 有机化学基础第一节 脂肪烃课时训练

第二章　第一节　第1课时

一、选择题

1. 下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是(　　)

A. 烷烃同系物随相对分子质量增大，熔点、沸点逐渐升高，常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态

B. 烷烃同系物的密度随相对分子质量增大逐渐增大

C. 烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应

D. 烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色

解析：烷烃是饱和烃，化学性质稳定，具有代表性的反应是取代反应，C对；发生取代反应的必须是卤素单质，溴水不能与烷烃反应，酸性KMnO4溶液也不能将烷烃氧化，D错；烷烃物理性质的递变叙述正确。

答案：D

2. [2013·云南昆明期中]下列各组物质中属同系物的是(　　)

A. CH3OH和CH3OCH3

B. C6H5OH和C6H5CH2OH

C. CH3Cl和C3H7Cl

D. C17H35COOH和C17H33COOH

解析：A项中前者为醇，后者为醚，B项中前者为酚，后者为醇，其结构不同，A、B错误；D项中分子组成不相差CH2，D错误。

答案：C

3. 制取一氯乙烷最好采用的方法是(　　)

A. 乙烷和氯气反应　　  B. 乙烯和氯气反应

C. 乙烯和氯化氢反应　　  D. 乙烷和氯化氢反应

解析：乙烷和氯气发生取代反应，得到的取代物是混合物，A错误；乙烯和氯气反应得到二氯取代物，B错误；乙烷和氯化氢不反应，乙烯和氯化氢反应可以得到较纯净的一氯乙烷。

答案：C

4. 科学家研究发现月球形成时可能存在稀薄的原始大气层，主要由氖、氢、氦、氩等气体组成，不含甲烷等碳氢化合物。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. 碳原子间以单键相连的烃是烷烃

D. 碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数

解析：CnH2n＋2是烷烃的通式，A项错误；燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物，化学式为CxHyOz的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水，B项错误；碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃，C项错误；因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数，烃分子中的氢原子个数也一定为偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数，D项正确。

答案：D

5. 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

解析：判断等质量的不同烃燃烧时的耗氧量，可先简化其分子式为CHx，x越大，氢的质量分数就越大，耗氧量就越多。本题中A为CH4；B为CH3；C为CH2.7；D为CH2.3。故答案为A。

答案：A

6. 将1 mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2为(　　)

A. 0.5 mol 　　    B. 2 mol

C. 2.5 mol 　　   D. 4 mol

解析：1 mol CH4与Cl2发生取代反应，欲使得到的四种取代物的物质的量相等，则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25 mol，该四种取代物中n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，根据取代反应的特点知，n(HCl)＝2.5 mol，故生成物中含氯原子的物质的量为5 mol，根据元素守恒判断参加反应的n(Cl2)＝2.5 mol。

答案：C

7. 两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16 g·L－1，则关于此混合物组成的说法正确的是(　　)

A. 一定有甲烷

B. 一定有乙烷

C. 可能是甲烷和戊烷的混合物

D. 可能是乙烷和丙烷的混合物

解析：该混合烃的平均相对分子质量为1.16×22.4＝26。

甲烷是相对分子质量最小的烷烃，相对分子质量为16，其他烷烃相对分子质量都大于26，所以组成中一定有甲烷，是甲烷和某气态烷烃的混合物。

答案：A

8. 在一定的温度、压强下，向100 mL CH4和Ar的混合气体中通入400 mL O2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460 mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为(　　)

A. 1∶4　 B. 1∶3

C. 1∶2　 D. 1∶1

解析：由于Ar不参与反应，CH4＋2O2CO2＋2H2O，O2一定过量，气体干燥，所以气体中一定无水蒸气，根据差量法：

CH4＋2O2CO2＋2H2O　　ΔV

1　　2　　1　　2

V(CH4)(100＋400－460) mL　　　

V(CH4)＝20 mL，则V(Ar)＝100 mL－20 mL＝80 mL，

V(CH4)∶V(Ar)＝1∶4，则n(CH4)∶n(Ar)＝1∶4，A项正确。

答案：A

9. 有一类组成最简单的有机硅化物叫硅烷，它的分子组成与烷烃相似。下列说法中错误的是(　　)

A. 硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2

B. 甲硅烷(SiH4)燃烧生成SiO2和H2O

C. 甲硅烷的沸点高于甲烷

D. 甲硅烷的稳定性比甲烷强

解析：硅与碳在同主族，所以甲硅烷性质与甲烷相似并符合同主族元素氢化物的性质递变规律。

答案：D

10. [2013·北京期中]下列说法中错误的是(　　)

①化学性质相似的有机物是同系物

②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物

③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物

④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似

A. ①②③④　　　　　　　 B. ②③

C. ③④  　　   D. ①②③

解析：①不正确，如乙二醇与丙三醇的化学性质相似，但不是同系物。②不正确，如与虽然分子组成相差一个CH2原子团，但不是同系物。③不正确，如CH≡CH与，碳、氢元素的质量分数相同，但不是同系物。④不正确，互为同分异构体的有机物的物理性质有差别，若不属于同类物质，则化学性质有差异，如CH3COOH与HCOOCH3。

答案：A

11. 有机化学中取代反应的范畴很广，下列反应中不属于取代反应的是(　　)

CH3CH2CH===CHCH3＋H2O

C. 2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O

解析：B属于消去反应。

答案：B

12. 下列说法正确的是(　　)

A. 烃分子中，碳原子间都以碳碳单键结合，其余的价键均与氢原子结合，这一系列化合物的分子通式为CnH2n＋2

B. 分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，互称为同系物

C. 烷烃分子中，相邻的三个碳原子有可能在同一条直线上

解析：A项中所述也可能为环烷烃，通式可能是CnH2n，该项错误；B项所述没有强调结构相似，所以不一定是同系物，该项错误；C项烷烃分子中，相邻的三个碳原子的连接方式一定呈折线状，不可能在同一条直线上，该项错误；D项三种物质结构相似，均为烷烃，且分子组成相差一个或多个CH2原子团，应互称为同系物，该项正确。

答案：D

二、非选择题

13. (1)某烷烃的相对分子质量为128，其化学式为________。请根据下面给出的有关信息分析该烷烃的分子结构：若该烷烃不能由任何一种烯烃与H2加成反应而得到，则该烷烃的结构简式为________。

(2)CH3C(CH3)2CH2C(CH3)3系统命名________该烃一氯取代物有________种。

(3)支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃的结构简式_____________ _________________________________________________。

解析：(1)设该烷烃分子式为CnH2n＋2，则14n＋2＝128，n＝9，则其化学式为C9H20；若该烷烃不能由任何一种烯烃与H2加成而得到，则其分子中相邻碳原子中至少有一个碳原子上没有氢原子，则其结构简式为

(2)该烷烃结构简式为，其名称为2,2,4,4－四甲基戊烷，其分子中氢原子有2种，故其一氯代物有2种。

(3)因为1,2号碳原子上不存在乙基，符合要求的有机物乙基应连在3号碳原子上，该烷烃的主链上最少有5个碳原子。

答案：(1)C9H20　(CH3)3CCH2C(CH3)3

(2)2,2,4,4－四甲基戊烷　2　(3)CH(CH2CH3)3

14. 有A、B两种烃，其相关信息如下

回答下列问题：

(1)烃A的最简式是________；

(2)烃A的结构简式是________；

(3)烃B的三种二溴代物的结构简式为__________________________________________

__________________________________________；

(4)烃C为烃B的同系物，常温下为气态且只有一种一溴代物，则烃C的一溴代物的结构简式为________(填一种即可)。

解析：(1)烃A完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)＝2∶1，则烃A的分子式为(CH)n；

(2)因28<M(A)<60，所以烃A的分子式C3H3或C4H4，结合另外两个信息可知烃A的结构简式是。

(3)烃B为饱和链烃，通常情况下呈气态，则烃B为CH4或C2H6或C3H8或C4H10；有同分异构体，则不可能为CH4、C2H6、C3H8，所以烃B为C4H10。它的三种二溴代物的结构简式分别为

。

(4)烃B的同系物中常温下为气态的是CH4、C2H6、C3H8，C3H8有两种一溴代物，CH4、C2H6都只有一种一溴代物，分别为CH3Br、C2H5Br。

答案：(1)CH　(2)

15. 在烷烃分子中的基团：－CH3、－CH2－、、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如：

分子中，n1＝6、n2＝1、n3＝2、n4＝1。试根据不同烷烃的组成结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。

(1)烷烃分子中氢原子数n0与n1、n2、n3、n4之间的关系是n0＝________或n0＝________。

(2)四种碳原子数之间的关系为n1＝________。

(3)在烷烃的取代反应中，伯、仲、叔三种氢原子被取代的几率(机会)不同，但同类氢原子被取代的几率(机会)可视为相同。将n mol 2,2,3－三甲基戊烷与适量氯气在光照下反应，能生成________种一氯代物和________mol HCl。

解析：只有伯、仲、叔碳原子上含有氢原子，因此氢原子总数应该是伯、仲、叔碳原子上含有的氢原子数之和。由于是烷烃分子，其通式为CnH2n＋2，也就得出了烷烃分子内的总氢原子数与总碳原子数之间的关系；再根据第(1)小题的总氢原子数与伯、仲、叔碳原子数之间的关系，很方便地就可求出伯碳原子数与仲、叔、季碳原子数之间的关系式。当然解决本题还可以利用仲、叔、季碳原子的自身特点求解：仲碳原子只有2个余价，我们可以直接将其插入碳链中，叔碳原子()插入碳链中，还有一个余价，因此它还需要连接一个一价基团(即－CH3)；季碳原子()插入碳链中，还有两个余价，因此它还需要连接两个一价基团(即－CH3)，再加上两端所连的两个一价基团(即－CH3)，因此所含－CH3个数(即伯碳原子数)为叔碳原子数＋季碳原子数的2倍＋2。    2,2,3－三甲基戊烷中不等效氢有5种，一氯代物有5种，同时生成n mol HCl。

答案：(1)3n1＋2n2＋n3　2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2

(2)n3＋2n4＋2

(3)5　n

16. 利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

(1)B装置有三种功能：

①______________；②______________；③______________。

(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x的取值范围是________。

(3)D装置的石棉中均匀附着KI粉末，其作用是_____________________ _______________________________________________________________。

(4)E装置的作用是________和________(填编号)。

A. 收集气体　 B. 吸收氯气

C. 防止倒吸　　  D. 吸收氯化氢

(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，置换出黑色小颗粒的化学方程式为____________________，可见有机反应有很多副反应。

(6)E装置除生成盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________(填编号)。

A. 萃取法  　 B. 蒸馏法

C. 过滤法  　 D. 分液法

该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是________和________(填编号)。

A. CH4　 B. CH3Cl

C. CH2Cl2　 D. CHCl3

E. CCl4 

解析：(1)根据题给信息及装置图可知B装置的作用为吸收CH4及Cl2中的水分，同时使Cl2与CH4混合均匀，并通过观察气泡控制气流速度及比例。(2)若理论上欲获取最多的HCl，应将CH4中的氢原子全部置换，故V(Cl2)/V(CH4)应大于等于4。(3)D中KI粉末可与未反应的Cl2反应，从而将其吸收。(4)E为吸收HCl的装置，因HCl极易溶于水，故用球形干燥管防止倒吸。(5)因通入C装置的气体为CH4和Cl2，根据元素守恒可知，硬质玻璃管内壁的黑色小颗粒只能为碳，反应为CH4＋2Cl2C＋4HCl。(6)CH4与Cl2发生取代反应除生成HCl外，同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，除CH3Cl为气体外，其余均为不溶于水的油状液体，可用分液法将其与溶液分离。

答案：(1)①控制气流速度　②均匀混合气体　③干燥混合气体　(2)x≥4　(3)吸收过量的氯气　 (4)C　D

(5)CH4＋2Cl2C＋4HCl

(6)D　A　B