人教版高中化学必修第二册能力课时落实5烷烃的同分异构体及其取代产物含答案

能力课时落实(五)　烷烃的同分异构体及其取代产物

(建议用时：25分钟)

1．下列关于丁烷的叙述不正确的是(　　)

A．在常温下，C4H10是气体

B．C4H10与CH4互为同系物

C．丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体

D．C4H10进行一氯取代后最多生成两种沸点不同的产物

D　[因为丁烷有两种同分异构体：CH3CH2CH2CH3和，共有四种一氯代物，所以丁烷进行一氯取代后最多生成四种沸点不同的产物。]

2．下列是某同学书写的C5H12的同分异构体的结构简式。

①CH3CH2CH2CH2CH3 

②

③ 

④

⑤

这些结构中出现重复的是(　　)

A．②③④  B．④和⑤  C．③和⑤  D．均不重复

A　[所有的碳原子在一条链上：CH3CH2CH2CH2CH3；取下1个碳原子作为支链：；取下2个碳原子作为支链：，所以C5H12的同分异构体有三种，题中结构出现重复的是②③④。]

3．下列烷烃分子式只代表三种分子的是(　　)

A．C3H8  B．C4H10  C．C5H12  D．C6H14

C　[C3H8只代表1种，C4H10代表2种，C6H14代表5种。]

4．进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是(　　)

A．(CH3)2CHCH2CH2CH3

B．(CH3CH2)2CHCH3

C．(CH3)2CHCH(CH3)2

D．(CH3)3CCH2CH3

D　[一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物，说明该烷烃有3种不同化学环境的氢原子。A项，有5种不同化学环境的氢原子，不符合题意；B项，有4种不同化学环境的氢原子，不符合题意；C项，有2种不同化学环境的氢原子，不符合题意；D项，有3种不同化学环境的氢原子，符合题意。]

5．C5H12有3种不同结构，甲：CH3(CH2)3CH3，

乙：CH3CH(CH3)CH2CH3，丙：C(CH3)4，下列相关叙述正确的是(　　)

A．甲、乙、丙属同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应

B．C5H12表示一种纯净物

C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低

D．丙有3种不同沸点的二氯取代物

C　[甲、乙、丙的结构不同，分子式相同，互为同分异构体，A错误；C5H12有3种同分异构体，所以不能表示纯净物，B错误；烷烃的同分异构体中，支链越多，沸点越低，丙分子中支链最多，所以沸点最低，C正确；丙分子中4个甲基上的氢原子是等效的，所以只有2种不同沸点的二氯代物，D错误。]

6．下列说法正确的是(　　)

A．乙烷一氯代物的同分异构体有1种，二氯代物的同分异构体有3种

B．丙烷一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种

C．正丁烷一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种

D．正戊烷一氯代物的同分异构体有3种，二氯代物的同分异构体有9种

D　[乙烷分子中只有1种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物的同分异构体只有1种，二氯代物的同分异构体有2种，即CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl，A错误。丙烷分子中有2种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有4种，即CH3CH2CHCl2、CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl，B错误。正丁烷分子中有2种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有6种，即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3，C错误。正戊烷分子中有3种不同化学环境的氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有3种：CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3；当一氯代物为CH3CH2CH2CH2CH2Cl时，在此基础上形成的二氯代物有5种：CH3CH2CH2CH2CHCl2、CH3CH2CH2CHClCH2Cl、CH3CH2CHClCH2CH2Cl、CH3CHClCH2CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2CH2Cl；当一氯代物为CH3CH2CH2CHClCH3时，在此基础上形成的二氯代物有3种：CH3CH2CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCHClCH3、CH3CHClCH2CHClCH3；当一氯代物为CH3CH2CHClCH2CH3时，在此基础上形成的二氯代物有1种：CH3CH2CCl2CH2CH3；所以正戊烷二氯代物的同分异构体共有9种，D正确。]

7．有人设想合成具有以下结构的四种碳氢化合物分子，下列有关说法不正确的是 (　　)

甲　　　　乙　　　丙　　　　　丁

A．1 mol甲分子内含有10 mol共价键

B．由乙分子构成的物质不能发生氧化反应

C．丙分子的二氯取代产物只有3种

D．丁分子不能合成

B　[1 mol甲分子中含有6 mol碳碳单键和4 mol碳氢键，A正确；乙分子可以燃烧，故能发生氧化反应，B错误；丙分子有取代基位于棱边、面对角线、体对角线三种位置关系的二氯代物，C正确；丁分子中的部分碳原子不符合四价键原则，不能合成，D正确。]

8．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)

A．6种  B．7种  C．8种  D．9种

C　[戊烷C5H12有3种同分异构体，分别是：①正戊烷，碳骨架为C—C—C—C—C，有3种不同化学环境的氢原子，故—Cl取代—H，得到3种结构；②异戊烷，碳骨架为，有4种不同化学环境的氢原子，故—Cl取代—H，有4种结构；③新戊烷，碳骨架为，有1种氢原子，故—Cl取代—H，有1种结构。则C5H11Cl的同分异构体有CH2ClCH2CH2CH2CH3、CH3CHClCH2CH2CH3、CH3CH2CHClCH2CH3、、、、、，共8种。]

9．写出C3H6ClBr的结构简式：_________________________。

[答案]　 、、

、、

10．的一氯代物有________种，二氯代物有________种。

[解析]　

[答案]　4　9

11．(素养题)利用CH4与Cl2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，某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，设计的模拟装置如图所示。根据要求回答下列问题：

(1)实验室制取Cl2的化学反应方程式为_____________________________。

(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，理论上欲获得最多的HCl，则x的取值范围为________。

(3)B装置有三种功能：①控制气体流速；②将气体混合均匀；③________________。

(4)D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末，其作用是________________________________________________________。

(5)E装置的作用是________(填字母)。

A．收集气体   B．吸收Cl2

C．防止倒吸   D．吸收HCl

(6)该模拟装置还存在缺陷，原因是没有进行尾气处理，尾气的主要成分是________(填字母)。

A．CH4   B．CH3Cl   C．CH2Cl2

D．CHCl3   E．CCl4

[解析]　A装置为制取Cl2的发生装置，反应的化学方程式为4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。B装置可以除去水蒸气，并将甲烷和氯气混合均匀，同时还可以通过控制产生气泡的快慢调节气体的流速。C装置为CH4与Cl2的反应装置。D装置的作用是吸收未参加反应的Cl2。E装置可以吸收产物HCl制取盐酸，还可以防止液体倒吸。根据CH4与Cl2的反应知，欲获得最多的HCl，也就是使CH4中的氢原子全部转化为HCl，此时消耗的Cl2的物质的量至少是CH4的物质的量的4倍。未参加反应的Cl2被D装置吸收，生成的HCl被E装置吸收，取代产物CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体，故该实验的尾气主要有未参加反应的CH4和反应生成的CH3Cl。

[答案]　(1)4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　(2)大于等于4　(3)干燥混合气体　(4)吸收未参加反应的氯气　(5)CD　(6)AB