课下巩固训练10 烃燃烧耗氧量及烃原子共线、共面的判断-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

[课下巩固训练(十)]　烃燃烧耗氧量及烃原子共线、共面的判断 __________________________________________________________________ (选择题每小题5分，非选择题每小题10分) 1．120 ℃时，1体积某烃和4体积O2混合，完全燃烧后，恢复到原来的温度和压强，测得反应前后气体的体积不变。该烃分子中所含的碳原子数不可能是(　　) A．1 B．2 C．3 D．8 解析：选D。设烃的化学式为CxHy，120 ℃时水为气态，完全燃烧后恢复到原来的温度和压强，体积不变则y＝4，依据题意，4体积氧气为适量或过量，故x＋≤4，因为y＝4，故x≤3，D符合题意。 2．下列分子中的碳原子可能处在同一平面内的是(　　) 解析：选A。B、C、D项的有机物分子中有连接3个或4个碳原子的饱和碳原子，分子中的所有碳原子不可能都处在同一平面上。 3．(2024·江苏江阴高二期中联考)关于的说法正确的是(　　) A．分子中的碳原子一定都共平面 B．分子中共平面的原子数目最多为14 C．分子中的苯环由单双键交替组成 D．与Cl2发生取代反应生成两种产物 解析：选A。根据苯中12个原子共平面，乙炔中四个原子共直线，分子中的碳原子一定都共平面，A正确；根据苯中12个原子共平面，乙炔中四个原子共直线，甲烷中最多三个原子共平面，因此分子中共平面的原子数目最多为15个(甲基中碳原子和其中一个氢原子与其他原子共面)，B错误；苯环中不含碳碳双键，C错误；与Cl2发生取代反应，一氯代物中取代甲基上的氢有一种产物，取代苯环上的氢有四种产物，此外还有二氯代物、三氯代物等，不只两种产物，D错误。 4．分别燃烧等物质的量的下列各组物质，其中消耗氧气的量相等的是(　　) ①C2H2与C2H4O　②C4H8与C6H12O6 ③C7H8与C6H12 ④HCOOCH3与CH3COOH A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 解析：选D。①C2H4O拆写成C2H2·H2O，等物质的量的C2H2与C2H4O完全燃烧耗氧量相等，正确；②4＋＝6，等物质的量的两种有机物消耗的氧气的量相等，正确；③7＋＝9，等物质的量的两种有机物消耗的氧气的量相等，正确；④两者的分子式为C2H4O2，耗氧量相等，正确。 5．某气态烃在恒容密闭容器内与氧气混合后完全燃烧，如果燃烧前后容器内(温度高于100 ℃)气体分子数之比为6∶7，该烃可能是(　　) A．C3H6 B．C3H8 C．C2H6 D．CH4 解析：选B。设气态烃的分子式为CxHy，反应的化学方程式为CxHy＋O2xCO2＋H2O，由燃烧前后容器内气体分子数之比为6∶7可得：∶＝6∶7，整理可得4x＋28＝5y，若x＝1，y＝6.4，氢原子个数不为整数，舍去；若x＝2，y＝7.2，氢原子个数不为整数，舍去；若x＝3，y＝8，氢原子个数为整数，则烃的分子式为C3H8。 6．下列各组有机物中，不管它们以何种比例混合，只要物质的量一定，完全燃烧时消耗氧气的量不为定值的是(　　) A．C4H6　C3H8 B．C5H10　C6H6 C．C2H6O　C2H4 D．C3H6　C3H8O 解析：选A。不管它们以何种比例混合，只要物质的量一定，完全燃烧时消耗氧气为一定值，设有机物为CxHyOz，则x＋相同。4＋≠3＋，A符合题意；5＋，B不符合题意；2＋，C不符合题意；3＋，D不符合题意。 7．常温常压下，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32 mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72 mL，原混合烃中乙炔的体积分数为(　　) A．12.5% B．25% C．50% D．75% 解析：选B。 4CnHm＋(4n＋m)O24nCO2＋2mH2O　ΔV 　4　　　4n＋m　　 　4n　　　　 　4＋m 　32　　　　　　　　　　　　　 　　72 所以m＝5，即氢原子的平均值是5，由于乙炔含有2个氢原子，乙烷和丙烯均含有6个氢原子，则根据十字交叉法可知乙炔与乙烷和丙烯的物质的量和之比＝，因此乙炔的体积分数为25%。 8．已知甲醛()分子中的四个原子是共平面的，下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是(　　) 解析：选D。苯为平面结构，乙烯为平面结构，通过旋转乙烯基连接苯环的单键，可以使两个平面共面，则苯乙烯中所有的原子可能处于同一平面，A不符合；苯环为平面结构，醛基为平面结构，通过旋转醛基连接苯环的单键，可以使两个平面共面，故苯甲醛中所有的原子可能处于同一平面，B不符合；旋转羧基中的O—H单键，可以使羧基中的所有原子处于同一平面，通过旋转羧基连接苯环的单键，可以使两个平面共面，故苯甲酸中所有的原子可能处于同一平面，C不符合；分子中存在甲基，具有甲烷的四面体结构，所有原子不可能处于同一平面，D符合题意。 9．已知碳碳单键可绕键轴自由旋转，某烃的结构简式如下图所示，下列说法中错误的是(　　) A．该物质分子式为C16H18 B．分子中最多有26个原子处于同一平面上 C．分子中至少有11个碳原子处于同一平面上 D．该烃与苯互为同系物 解析：选D。苯环上的C原子可以共面，苯环上的氢原子也可以共面，每个甲基上的C与1个H原子可以共面，故该分子中最多有12C＋6H＋4C＋4H＝26个原子处于同一平面上，B正确；如图(已编号)所示的6个原子共线，所以至少有11个碳原子共面，C正确；该有机物含有2个苯环，不是苯的同系物，D错误。 10．下列说法正确的是(　　) A．某有机物燃烧只生成CO2和H2O，且二者物质的量相等，则此有机物的组成为CnH2n B．一种烃在足量的氧气中燃烧并通过浓H2SO4，减少的体积就是生成的水蒸气的体积 C．某气态烃CxHy与足量O2恰好完全反应，如果反应前后气体体积不变(温度>100 ℃)，则y＝4；若体积减小，则y>4；否则y<4 D．相同质量的烃完全燃烧，消耗O2越多，烃中含氢元素的质量分数就越高 解析：选D。生成物中含有碳、氢元素，依据质量守恒定律可知该物质中一定含有碳、氢元素，氧元素不能确定，无法确定有机物的组成，A错误；烃在氧气中燃烧时即便不吸收水蒸气体积也有可能减少，所以生成水蒸气的体积不一定等于反应前后减少的体积，B错误；若体积减小，则y＜4，若体积增大，则y＞4，C错误；12 g碳可以消耗1 mol氧气，4 g氢可以消耗1 mol氧气，所以质量相同时，氢元素的质量分数越高消耗的氧气越多，D正确。 11．某有机物的结构简式为 ，则下列说法中不正确的是(　　) A．共平面的原子最多有19个 B．共平面的原子至少有10个 C．共平面的碳原子最多有11个 D．共直线的碳原子最多有4个 解析：选B。最多苯环中11个原子，双键中4个原子，三键中2个原子及—CF3中2个原子共面，即共平面的原子最多有19个，A正确；苯环和乙烯所在的平面不一定在同一个平面上，由苯环的平面结构可知，共平面的原子最少为12个，B错误；苯环、三键、双键均为平面结构，且直接相连，则所有碳原子可能在同一平面上，最多有11个，C正确；C≡C为直线结构，即最多有4个C共直线，D正确。 12．由两种气态烃组成的混合气体20 L，与过量的氧气混合后完全燃烧，当燃烧产物通过浓硫酸后，体积减少30 L，然后通过碱石灰，体积又减少40 L(气体体积均在相同条件下测定)，则这两种烃可能为(　　) A．C2H6、C3H6 B．C2H4、C2H6 C．C2H2、C2H4 D．CH4、C2H4 解析：选C。由两种气态烃组成的混合气体20 L，与过量的氧气混合后完全燃烧，当燃烧产物通过浓硫酸后，体积减小30 L，说明生成水的体积为30 L，然后通过碱石灰，体积又减小40 L(气体体积均在相同条件下测定)，说明生成二氧化碳的体积为40 L，根据CxHy～xCO2～H2O，则得到烃的分子式为C2H3，根据氢原子分析，这两种烃中一种烃的氢原子数小于等于3，根据选项分析，则两种烃可能为C2H2、C2H4，故C符合题意。 13．某烃的结构简式为，分子中含有四面体结构的碳原子数为a，一定在同一平面内的碳原子数为b，在同一直线上的碳原子数最多为c，则a、b、c分别为(　　) A．4、3、5 B．4、3、6 C．5、5、4 D．5、7、4 解析：选D。甲烷是四面体结构，含有四面体结构的碳原子(即饱和碳原子)共5个，故a＝5；乙烯是平面结构，乙炔是直线结构，所以一定在同一平面内的碳原子数为7个(，即b＝7；在同一直线上的碳原子即为符合乙炔的结构的碳原子，最多为4个(，即c＝4，故选D。 14．稠环芳香烃是合成染料和药物的重要原料，也是一些天然产物的基本骨架，其中萘、蒽、菲的结构简式如图所示。下列说法正确的是(　　) A．萘、蒽、菲的所有原子均处于同一平面 B．萘、蒽、菲均属于芳香烃，且互为同系物 C．2个Cl原子连在不同苯环上的萘的二氯代物有8种(不考虑立体异构) D．等质量的稠环芳香烃完全燃烧，随碳原子数目增大耗氧量也增加 解析：选A。苯环及直接连接苯环的原子共平面，则萘、蒽、菲的所有原子均处于同一平面，A正确；含有苯环的烃为芳香烃，结构相似，在分子组成上相差1个或n个CH2原子团的有机物互为同系物，萘与蒽、菲均为芳香烃，苯环数目不同，不属于同系物，B错误；如图、，共有6种，C错误；设等质量的稠环芳香烃为CxHy，值越大，完全燃烧耗氧量越多，则随碳原子数目增大耗氧量减少，D错误。 15．(1)下列各组化合物中，不论二者以什么比例混合，完全燃烧时： A．C2H4、C3H6 B．HCHO、CH3COOH C．CH4、CH3COOH D．CH2===CH2、CH3CH2OH ①若总质量不变，耗O2量不变的是______(填字母，下同)；生成水的质量不变的是________。 ②若总的物质的量不变，则耗O2量不变的是__________；生成CO2的质量不变的是__________。 (2)标准状况下，1.68 L无色无味的可燃性气体在足量氧气中完全燃烧，若将产物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀质量为15.0 g；若用足量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为________g。 ②若原气体是单一的烃类气体，通过计算推断它的分子式为_______________。 ③若原气体是两种等物质的量的气态烃的混合物，写出一组符合条件的物质的分子式：__________________。 解析：(1)①若总质量不变，耗O2量不变，则物质的最简式相同，选AB；生成水的质量不变，则氢的含量相同，选AB。②若总的物质的量不变，要使耗O2量不变，那么相同物质的量的不同物质燃烧的耗氧量相同，选CD；若总的物质的量不变燃烧生成CO2的质量不变，则物质含有相同的碳原子，选D。(2)标准状况下，1.68 L气体的物质的量为0.075 mol，完全燃烧的产物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀质量为15.0 g；沉淀是CaCO3，物质的量为0.15 mol，那么生成CO2的物质的量也为0.15 mol，若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3 g，则生成H2O的质量为(9.3－0.15×44) g＝2.7 g，物质的量为0.15 mol，氢原子的物质的量为0.3 mol，说明0.075 mol的有机物能提供0.15 mol的碳原子、0.3 mol的氢原子，那么该有机物分子式为C2H4；若原气体是两种等物质的量的气态烃的混合物，那么混合气体的平均分子式为C2H4，组合可能是CH4和C3H4或C2H2和C2H6。 答案：(1) ①AB　AB　②CD　D　(2)①2.7　②C2H4　③CH4和C3H4(或C2H2和C2H6) 16．某烃M的相对分子质量为84。 (1)烃M的分子式为__________。 (2)下列物质与烃M以任意比例混合，若总物质的量一定，充分燃烧消耗氧气的量不变的是________(填字母，下同)；若总质量一定，充分燃烧消耗氧气的量不变的是________。 A．C7H8 B．C4H14 C．C7H14 D．C8H8 (3)若烃M为链烃，分子中所有的碳原子在同一平面上，该分子的一氯取代物只有一种，则烃M的结构简式为____________。 解析：(1)由商余法可得：84÷12＝7余0，则符合碳原子的成键特征的M的分子式为C6H12。(2)若总物质的量一定，充分燃烧消耗氧气的量不变，设烃为CxHy，x＋＝9，C7H8符合；若总质量一定，充分燃烧消耗氧气的量不变，则烃与烃C6H12的最简式相同，则C7H14符合题意。 答案：(1)C6H12　(2)A　C (3) 学科网（北京）股份有限公司 $$