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训练(五) 烷烃
[对应素能提升训练第11页]
1.(甘肃武威高二开学考试)下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( )
A.所有直链烷烃分子中,碳碳键的数目均比碳原子数目少1
B.正戊烷分子中碳原子不在一条直线上
C.烷烃的通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃
D.随着碳原子数的增加,烷烃的熔、沸点逐渐升高
解析 链状烷烃的通式为CnH2n+2,分子中只存在碳碳单键和碳氢键,则含n个碳原子的直链烷烃分子中碳碳键的数目为=n-1,A正确;正戊烷分子中C原子都采取sp3杂化,与每个碳原子直接相连的4个原子构成四面体,所以碳原子不在一条直线上,B正确;通式为CnH2n+2的烃分子中,碳原子结合的氢原子已饱和,则符合CnH2n+2的烃一定是烷烃,C错误;烷烃之间结构相似且为分子晶体,随着烷烃分子中碳原子数的增加,相对分子质量逐渐增大,分子间的作用力逐渐增大,熔、沸点逐渐升高,D正确。
答案 C
2.一种烃的结构式可以表示为如图,命名该化合物时,主链上的碳原子数是( )
A.10 B.11
C.12 D.13
解析 烷烃的命名原则是找出最长的碳链当主链,以碳原子个数命名主链,根据结构简式可知,主链碳原子个数应该是12个(如图中框内),综上所述,答案选C。
答案 C
3.C5H12有3种不同的结构,甲:CH3(CH2)3CH3,乙:CH3CH(CH3)CH2CH3,丙:C(CH3)4。下列有关叙述正确的是 ( )
A.甲、乙、丙互为同系物,均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B.C5H12能使酸性KMnO4溶液褪色
C.甲、乙、丙中,丙的沸点最低
D.丙有3种不同沸点的二氯代物
解析 甲、乙、丙的结构不同,但分子式相同,三者互为同分异构体,不互为同系物,A项错误;C5H12属于烷烃,可以代表3种物质,化学性质比较稳定,不能被酸性KMnO4溶液氧化,B项错误;同种烷烃的不同异构体中,支链越多其沸点越低,丙的支链最多,所以丙的沸点最低,C项正确;丙中的4个甲基是等效的,其二氯代物有CHCl2C(CH3)3、(CH2Cl)2C(CH3)2 2种,故丙只有2种不同沸点的二氯代物,D项错误。
答案 C
4.(常德二中高二期中)有机物正确的命名是( )
A.3,3,5三甲基己烷
B.2,4,4三甲基己烷
C.3,3,5三甲基戊烷
D.2,3,3三甲基己烷
解析 根据选主链,称某烷。然后编碳号,然后命名。确定如下:
该有机物的名称为2,4,4三甲基己烷。
答案 B
5.(西安高二期末)异辛烷是优良的发动机燃料,其结构如图,下列说法正确的是( )
A.异辛烷系统命名为:2,4,4三甲基戊烷
B.异辛烷沸点低于正辛烷
C.异辛烷一氯代物种类为5种
D.异辛烷可溶于水和酒精
解析 该物质名称为2,2,4三甲基戊烷,A错误;同分异构体之间比较熔、沸点,支链越多,熔、沸点越低,故异辛烷沸点低于正辛烷,B正确;异辛烷有4种不同环境的氢原子,故其一氯代物种类为4种,C错误;异辛烷属于烃,难溶于水,易溶于酒精,D错误。
答案 B
6.将0.2 mol某烷烃完全燃烧后,生成的气体缓缓通入盛有0.5 L 2 mol/L的NaOH溶液中,生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1∶3。则该烷烃为 ( )
A.丁烷 B.乙烷
C.甲烷 D.丙烷
解析 用守恒法求解。设Na2CO3与NaHCO3物质的量分别为x、y,则有
2x+y=0.5 L×2 mol/L ①
x∶y=1∶3 ②
联立①②,解得x=0.2 mol,y=0.6 mol。
n(C)=x+y=0.2 mol+0.6 mol=0.8 mol(碳原子守恒)。烷烃分子中含碳原子数为=4,分子式为C4H10。
答案 A
7.假设烷烃的通式为CnH2n+2,以下物理量随n的增加而减小的是 ( )
A.1 mol烷烃中共价键的数目
B.1 mol烷烃完全燃烧时的耗氧量
C.一氯代物的种类
D.氢元素的含量
解析 烷烃的通式为CnH2n+2,随着n值增大,碳氢原子数量增加,形成的共价键越来越多,故A错误;烷烃的通式为CnH2n+2,随着n值增大,碳氢原子数量增加,1 mol烷烃完全燃烧时的耗氧量越来越大,故B错误;烷烃的通式为CnH2n+2,随着n值增大,同分异构体的数量越来越多,一氯代物的种类越来越多,故C错误;烷烃的通式为CnH2n+2,H元素的质量分数为,由算式可知n值越大,氢元素的含量越小,故D正确。
答案 D
8.(临沂高二月考)有以下5种物质:
①CH3(CH2)3CH3 ②CH3CH2CH2CH2CH2CH3
③(CH3)2CHCH2CH3 ④CH3CH2CH2CH3 ⑤(CH3)2CHCH3
下列说法正确的是( )
A.沸点高低:②>③>①>⑤>④
B.③的一溴代物有5种
C.①③④⑤互为同系物
D.⑤的系统命名为2甲基丙烷
解析 A.烷烃的沸点高低规律:碳原子越多,沸点越高,碳原子数目相同,支链越多,沸点越低,因此沸点高低:②>①>③>④>⑤,A错误;③有4种位置的氢,即,其一溴代物有4种,B错误;①③互为同分异构体,④⑤互为同分异构体,C错误。
答案 D
9.(山东聊城一中高二期中改编)1 mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧,需要消耗标准状况下的氧气246.4 L,它在光照的条件下与氯气反应能生成4种不同的一氯代物(不考虑立体异构),该烃的结构简式是( )
A.(CH3)3CCH2CH2CH3
B.CH3CH2CH(CH3)2
C.CH3CH2CH2CH2CH3
D.(CH3CH2)2C(CH3)2
解析 链状烷烃分子通式为CnH2n+2(n≥1),在氧气中充分燃烧的化学方程式为CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。由题可知,1 mol该烃燃烧消耗O2的物质的量为11 mol,可得n=7,烷烃分子式为C7H16,故B、C错误;(CH3)3CCH2CH2CH3分子中含有4种不同化学环境的H,其一氯代物有4种,故A正确;(CH3CH2)2C(CH3)2分子中含有3种不同化学环境的H,其一氯代物有3种,故D错误。
答案 A
10.根据要求回答下列问题:
Ⅰ.用系统命名法给下列物质命名:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
Ⅱ.根据下列有机物的名称,写出相应的结构简式:
(4)3,5-二甲基庚烷: 。
(5)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷: 。
Ⅲ.按要求回答下列问题:
(6)命名为“2-乙基丙烷”,错误原因是 ;将其命名为“3-甲基丁烷”,错误原因是 。正确命名为 。
解析 (1)该物质最长碳链上有8个碳,从靠近甲基的一端数起,2号碳上有一个甲基,5号碳上一个乙基,所以名称为2-甲基-5-乙基辛烷。(2)该物质最长碳链上有7个碳,从靠近支链近的一端编号,2号碳上有一个甲基,4号碳上有一个乙基,5号碳上有两个甲基,所以名称为2,5,5-三甲基-4-乙基庚烷。(3)选取最长且支链最多的碳链为主链,主链上有6个碳,2、4号碳各有一个甲基,3号碳上有乙基,所以名称为2,4-二甲基-3-乙基己烷。(4)3,5-二甲基庚烷,主链有7个碳原子,3、5号碳上各有一个甲基,所以结构简式为。(5)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷,主链有6个碳原子,2号碳有两个甲基,3号碳上有一个乙基,5号碳有一个甲基,所以结构简式为。
(6)的最长碳链上有4个碳原子,所以命名为“2-乙基丙烷”错误原因是主链选错;从距离支链近的一端编号,甲基在2号碳上,所以命名为“3-甲基丁烷”错误原因是编号顺序错,正确命名应为2-甲基丁烷。
答案 (1)2-甲基-5-乙基辛烷
(2)2,5,5-三甲基-4-乙基庚烷
(3)2,4-二甲基-3-乙基己烷
(4)
(5)
(6)主链选错 编号顺序错 2-甲基丁烷
11.某化学学习小组欲探究己烷的性质,用己烷进行下列实验:
实验1:溴水分层,下层为几乎无色的液体橙色溶液。
实验2:将上述橙色溶液装入密封性好的无色试剂瓶中。过一段时间,溶液颜色变浅,打开瓶盖瓶口出现白雾。
实验3:利用如图所示实验装置在一定条件下分解己烷生成丙烷和丙烯(CH3CH===CH2),且丙烯能被酸性KMnO4溶液氧化。
(1)实验1中用到的玻璃仪器主要有________________(填名称)。
(2)由实验1可知,己烷的物理性质有________________________。
(3)实验2中的橙色溶液颜色逐渐变浅的原因是________(填字母)。
A.己烷与溴发生了取代反应
B.溴己烷为无色物质
C.液溴向外挥发浓度降低
D.己烷与液溴发生了加成反应
E.液溴与己烷分层,密度大的液溴在下层
(4)实验3中装置Ⅱ的作用是________________________。
(5)试管C中的现象是________________________。
(6)试写出装置Ⅰ中发生反应生成丙烷和丙烯的化学方程式:________________________________________。
解析 (1)实验1的主要操作是分液,需要的玻璃仪器主要是烧杯和分液漏斗。
(2)溴水和己烷混合后,下层几乎是无色的,且分液后得到橙色溶液,这说明己烷密度比水小,难溶于水,可溶解溴。
(3)由于打开瓶盖瓶口出现白雾,这说明有溴化氢生成。己烷是烷烃,能和溴发生取代反应生成溴己烷和溴化氢。
(4)实验3的装置Ⅱ为冰水浴,所以该装置的作用是冷凝己烷分解产生的气体。
(5)己烷裂化有气态的烯烃生成,烯烃含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此看到试管C中酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去。
(6)在一定条件下,己烷裂化生成丙烷和丙烯,反应的化学方程式是CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3↑+CH3CH===CH2↑。
答案 (1)烧杯、分液漏斗 (2)密度比水小,难溶于水,可溶解溴 (3)AB (4)冷凝己烷分解产生的气体 (5)酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去
(6)CH3(CH2)4CH3CH3CH2CH3↑+CH3CH===CH2↑
12.写出下列各烷烃的分子式。
(1)烷烃A的分子中含有200个氢原子:________。
(2)烷烃B的分子中含有22个共价键:________。
(3)标准状况下,1 L气态烷烃C完全燃烧时,消耗标准状况下的O2 6.5 L:________。
(4)1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时,生成同温、同压下15 L水蒸气:________。
(5)烷烃E的蒸气密度是同温、同压下氢气的22倍:________。
解析 (1)根据烷烃的通式CnH2n+2可得,2n+2=200,则n=99,A的分子式为C99H200。(2)在烷烃分子中,n个C原子形成(n-1)个C—C键,(2n+2)个氢原子形成(2n+2)个C—H键,则n-1+2n+2=22,n=7,B的分子式为C7H16。(3)1 mol CnH2n+2完全燃烧时,消耗O2 mol,标准状况下1 L CnH2n+2完全燃烧消耗O2 L,则=6.5,n=4,则C的分子式为C4H10。(4)烷烃完全燃烧时,1 mol CnH2n+2生成(n+1) mol H2O,同温、同压下1 L CnH2n+2生成(n+1) L水蒸气,则n+1=15,n=14,D的分子式为C14H30。(5)由ρ(CnH2n+2)=22ρ(H2)可知,Mr(CnH2n+2)=22Mr(H2),则Mr(CnH2n+2)=44,可推出n=3,即E 的分子式为C3H8。
答案 (1)C99H200 (2)C7H16 (3)C4H10 (4)C14H30 (5)C3H8
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