5-2 烃 同步作业 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

主题五 简单有机化合物及其应用 第二节 烃 同步作业 一、基础题（共60分） （一）选择题（每题3分，共30分） 1. 下列关于烃的说法，正确的是（ ） A. 烃是指含有碳元素的化合物 B. 烃只含有碳和氢两种元素，属于有机化合物 C. 烃都难溶于水，且密度都比水大 D. 烃都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 2. 下列物质中，不属于烃类的是（ ） A. 甲烷（CH₄） B. 乙烯（C₂H₄） C. 乙醇（C₂H₅OH） D. 苯（C₆H₆） 3. 下列烃类化合物中，属于烷烃的是（ ） A. C₂H₂ B. C₂H₄ C. C₂H₆ D. C₆H₆ 4. 甲烷的空间结构是（ ） A. 平面正方形 B. 正四面体 C. 直线形 D. 平面三角形 5. 下列关于乙烯的说法，错误的是（ ） A. 乙烯分子中含有碳碳双键（C=C），属于不饱和烃 B. 乙烯能使溴水褪色，发生加成反应 C. 乙烯可用于水果催熟，也可作为药物合成原料 D. 乙烯的化学性质稳定，不易发生氧化反应 6. 苯是重要的芳香烃，其分子结构的特点是（ ） A. 含有碳碳单键和碳碳双键交替结构 B. 6个碳原子形成平面正六边形，碳碳键是介于单键和双键之间的特殊键 C. 分子中含有3个碳碳双键，易发生加成反应 D. 苯的密度比水大，易溶于水 7. 下列反应中，属于烷烃特有的反应是（ ） A. 加成反应 B. 取代反应（如卤代） C. 氧化反应（燃烧除外） D. 水解反应 8. 下列关于烃的物理性质的说法，正确的是（ ） A. 所有烃的熔点、沸点都随着碳原子数增多而升高 B. 所有烃都难溶于水，易溶于有机溶剂 C. 甲烷、乙烯、乙炔都是液态烃 D. 苯的沸点比水高，常温下呈液态 9. 医药实验中常用苯作为溶剂，其主要原因是（ ） A. 苯的毒性极低，对人体无害 B. 苯的极性强，能溶解多种有机药物 C. 苯的结构稳定，化学性质不活泼，不易与药物反应 D. 苯的沸点高，加热时不易挥发 10. 下列烃类化合物中，能使溴水和酸性高锰酸钾溶液都褪色的是（ ） A. 甲烷 B. 乙烯 C. 苯 D. 乙烷 （二）填空题（每空2分，共20分） 1. 烃是指______的有机化合物，根据分子中碳碳键的类型可分为______（如甲烷、乙烷）、______（如乙烯、丙烯）、______（如乙炔、丙炔）和______（如苯、甲苯）。 2. 甲烷的分子式为______，结构简式为______，其完全燃烧的化学方程式为______，燃烧产物无污染，可作为清洁燃料。 3. 乙烯的分子式为______，分子中含有的官能团是______，能与溴水发生______反应，化学方程式为______，该反应可用于鉴别乙烯与烷烃。 4. 苯的分子式为______，结构简式为______，其完全燃烧的化学方程式为______，燃烧时火焰明亮并带有浓烟，这是因为苯中______含量高。 5. 烷烃的化学性质稳定，在光照条件下能与氯气发生______反应，如甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式为______；该反应类型是医药合成中引入卤原子的重要方法。 6. 烃的物理性质呈现规律性变化：随着碳原子数增多，状态由______态变为______态再变为______态，熔点和沸点逐渐______，密度逐渐______（但始终小于水）。 （三）判断题（每题1分，共10分） 1. 烃类化合物都能燃烧，燃烧产物一定是二氧化碳和水。（ ） 2. 甲烷是最简单的烃，也是天然气的主要成分，可用于医药实验中的燃料。（ ） 3. 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生的是加成反应。（ ） 4. 苯的结构稳定，不能发生加成反应，只能发生取代反应。（ ） 5. 烷烃分子中碳原子之间都以单键连接，属于饱和烃，化学性质不活泼。（ ） 6. 苯的毒性较大，长期接触会损害造血系统，因此医药实验中应尽量避免使用。（ ） 7. 乙烯和乙烷都是气体烃，可用溴水鉴别，能使溴水褪色的是乙烯。（ ） 8. 烃类化合物的密度都比水小，因此分层时都浮在水面上。（ ） 9. 甲苯是苯的同系物，属于芳香烃，其化学性质与苯完全相同。（ ） 10. 烃是药物合成的重要原料，如苯可用于合成解热镇痛药阿司匹林的中间体。（ ） 二、提升题（共40分） （一）简答题（每题10分，共20分） 1. 请简述甲烷、乙烯、苯三种烃的结构特点与化学性质差异，并结合化学方程式说明其典型反应（每种烃至少两种反应），分析这些性质在医药领域的应用（至少一例）。 2. 结合医药卫生专业，分析烃类化合物在医药实验中的应用与安全注意事项（以苯和甲烷为例），说明其化学性质与安全操作的关联。 （二）综合分析题（每题10分，共20分） 1. 医药合成与实验中，烃类化合物的性质决定其应用价值，请回答下列问题： （1）某实验人员用甲烷与氯气在光照条件下制备一氯甲烷，若反应不完全，会生成二氯甲烷、三氯甲烷等副产物，说明该反应的特点，并分析副产物的产生对医药合成的影响； （2）乙烯可用于合成乙醇（CH₃CH₂OH），写出该反应的化学方程式，并说明该反应在药物合成中的意义； （3）苯在催化剂（如FeBr₃）作用下能与液溴发生取代反应生成溴苯，写出该反应的化学方程式，若该反应用于药物合成，需注意哪些安全问题？ （4）某药物合成原料为乙烷，需将其转化为乙烯才能进一步反应，写出乙烷转化为乙烯的化学方程式（反应条件：高温裂解），并说明该反应的类型； （5）医药实验中，如何鉴别甲烷、乙烯、苯三种无色气体？请设计实验方案并说明现象与结论。 2. 结合烃的性质与专业需求，回答下列问题： （1）苯作为医药实验常用溶剂，但其毒性较大，若实验中不慎接触皮肤或吸入蒸气，应采取哪些应急处理措施？请结合苯的物理性质（如溶解性、挥发性）说明原因； （2）甲烷是天然气的主要成分，可用于医疗急救中的燃料（如手术器械消毒用的燃气），说明甲烷作为燃料的优势，并分析使用时的安全隐患； （3）乙烯可用于水果催熟，而医药中常用的维生素C（抗坏血酸）是不饱和有机物，含有碳碳双键，说明乙烯的加成反应与维生素C的还原性有何关联； （4）某烃类化合物的分子式为C₃H₆，可能是丙烯（烯烃）或环丙烷（环烷烃），如何通过化学实验鉴别这两种物质？请说明实验原理和现象； （5）临床中，某些含有烃基的药物（如苯巴比妥）具有镇静催眠作用，其药效与烃基的结构密切相关，说明烃基的结构（如碳链长度、环状结构）对药物脂溶性和药效的影响。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. C 3. C 4. B 5. D 6. B 7. B 8. B 9. C 10. B （二）填空题 1. 仅含碳和氢两种元素；烷烃；烯烃；炔烃；芳香烃 2. CH₄；CH₄；CH₄ + 2O₂ 点燃 CO₂ + 2H₂O 3. C₂H₄；碳碳双键（C=C）；加成；CH₂=CH₂ + Br₂ → BrCH₂CH₂Br 4. C₆H₆；；2C₆H₆ + 15O₂ = 12CO₂ + 6H₂O；碳 5. 取代；CH₄ + Cl₂ = CH₃Cl + HCl 6. 气；液；固；升高；增大 （三）判断题 1. × 2. √ 3. × 4. × 5. √ 6. √ 7. √ 8. √ 9. × 10. √ 二、提升题 （一）简答题 1. 甲烷、乙烯、苯的结构特点、化学性质及医药应用： ① 甲烷：结构特点：正四面体结构，碳原子与氢原子以单键连接，属于饱和烃；化学性质：稳定性强，能发生燃烧反应（CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O）和光照下的卤代反应（CH₄ + Cl₂ = CH₃Cl + HCl）；医药应用：甲烷燃烧产物无污染，可作为医药实验中的清洁燃料，卤代反应生成的卤代甲烷可作为药物合成的中间体（如引入甲基）。 ② 乙烯：结构特点：平面结构，含碳碳双键（不饱和键），属于不饱和烃；化学性质：能发生加成反应（CH₂=CH₂ + Br₂ → BrCH₂CH₂Br）、氧化反应（使酸性KMnO₄溶液褪色）和加聚反应；医药应用：乙烯的加成反应是药物合成中构建碳链的重要方法，可用于合成乙醇、乙酸等药物原料，也可作为水果催熟剂，延长药用水果的储存期。 ③ 苯：结构特点：平面正六边形，碳碳键是介于单键和双键之间的特殊键；化学性质：能发生取代反应（如与液溴反应生成溴苯）、加成反应（与H₂加成生成环己烷）和燃烧反应；医药应用：苯是医药实验中的优良溶剂，能溶解多种有机药物，也可作为合成解热镇痛药（如阿司匹林）、镇静催眠药（如苯巴比妥）的原料。 2. 烃类化合物的医药应用与安全注意事项： ① 苯的应用与安全：应用：作为药物合成原料（如合成苯巴比妥）和实验溶剂（溶解脂溶性药物）；化学性质与安全关联：苯具有挥发性（常温下易挥发）和毒性（长期接触损害造血系统），安全注意事项：需在通风橱中操作，佩戴手套、口罩和护目镜；避免皮肤直接接触（苯难溶于水，易溶于油脂，接触后需用酒精擦拭再用清水冲洗）；实验废弃物需密封处理，避免污染环境。 ② 甲烷的应用与安全：应用：作为医疗急救中的燃料（如手术器械消毒用燃气）和实验加热源；化学性质与安全关联：甲烷具有可燃性（爆炸极限5%~15%），安全注意事项：使用时需检验纯度，避免与空气混合形成爆炸性混合物；远离明火和氧化剂；实验装置需密封良好，防止泄漏，泄漏时立即关闭阀门，开窗通风，严禁开关电器。 （二）综合分析题 1. 烃类化合物在医药合成与实验中的应用分析： （1）甲烷卤代反应特点与副产物影响：① 反应特点：分步取代、产物复杂，甲烷与氯气反应可生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄等多种副产物；② 影响：副产物增多会降低目标产物（一氯甲烷）的产率，增加分离提纯难度，提高药物合成成本；需通过控制反应条件（如氯气用量、反应时间）减少副产物，或采用高效分离技术提纯。 （2）乙烯合成乙醇的反应与意义：① 化学方程式：CH₂=CH₂ + H₂O =CH₃CH₂OH；② 意义：乙醇是医药中常用的溶剂和消毒试剂，该加成反应是工业上合成乙醇的主要方法，为医药领域提供廉价、高纯度的乙醇原料，也可用于合成其他含羟基的药物中间体。 （3）苯与液溴的取代反应与安全问题：① 化学方程式：+ Br₂ FeBr₃ → -Br + HBr↑；② 安全注意：液溴具有强腐蚀性和挥发性，需在通风橱中操作，佩戴耐腐蚀手套；反应生成的HBr气体有毒，需用NaOH溶液吸收；产物溴苯具有毒性，需密封保存，避免接触皮肤和吸入蒸气。 （4）乙烷裂解制乙烯的反应：① 化学方程式：CH₃CH₃ = CH₂=CH₂ + H₂↑；② 反应类型：消去反应（或裂解反应）。 （5）三种气体的鉴别方案：① 实验步骤：分别取少量气体于三支试管中，各加入少量溴水，振荡；向溴水不褪色的两支试管中各加入少量酸性KMnO₄溶液，振荡；② 现象与结论：能使溴水褪色的是乙烯；不能使溴水褪色，但能使酸性KMnO₄溶液褪色的无（甲烷和苯均不褪色），需补充燃烧实验：点燃剩余两种气体，火焰明亮且有浓烟的是苯，火焰淡蓝色、无烟的是甲烷。 2. 烃的性质与专业需求综合分析： （1）苯的应急处理与原因：① 皮肤接触：立即用酒精擦拭接触部位，再用大量清水冲洗；原因：苯难溶于水，易溶于酒精，酒精能快速溶解皮肤表面的苯，减少吸收；② 吸入蒸气：迅速转移至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，必要时吸氧；原因：苯挥发性强，吸入后会通过呼吸道进入人体，损害造血系统，需及时脱离污染环境。 （2）甲烷作为医疗燃料的优势与隐患：① 优势：燃烧产物（CO₂、H₂O）无污染，不影响医疗环境；热值高，加热效率高；来源广泛，成本低廉；② 安全隐患：甲烷与空气混合达到爆炸极限时，遇明火会发生爆炸；泄漏时不易察觉（无色无味），需安装燃气报警器；燃烧不充分会生成CO，导致中毒。 （3）乙烯加成反应与维生素C还原性的关联：① 乙烯的碳碳双键易发生加成反应，体现不饱和键的活泼性；② 维生素C分子中的碳碳双键具有还原性，易被氧化（如被O₂、酸性KMnO₄溶液氧化），与乙烯的加成反应本质都是不饱和键的特征反应；维生素C的还原性使其能清除体内自由基，发挥抗氧化作用，而乙烯的加成反应使其能参与药物合成中的碳链构建。 （4）C₃H₆两种同分异构体的鉴别：① 实验原理：丙烯含碳碳双键，能与溴水发生加成反应使溴水褪色；环丙烷（环烷烃）结构稳定，不与溴水反应；② 实验步骤：取少量待测物质于试管中，加入少量溴水，振荡；③ 现象：溴水褪色的是丙烯，不褪色的是环丙烷。 （5）烃基结构对药物药效的影响：① 碳链长度：碳链越长，药物脂溶性越强，越易穿透细胞膜（如皮肤、肠道黏膜），提高吸收效率，但碳链过长可能导致药物在体内积聚，增加毒性；② 环状结构（如苯环）：苯环具有共轭体系，能增强药物与受体的结合能力，延长药效持续时间（如苯巴比妥中的苯环使其镇静作用更持久）；同时环状结构能提高药物的稳定性，减少体内代谢分解速度。 学科网（北京）股份有限公司 $