烷烃和烯烃烯烃的顺反异构同步练习(人教版选修)

第2章第1节第1课时烷烃和烯烃烯烃的顺反异构一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷。下列说法不正确的是()A．奥运火炬燃烧主要是将化学能转变为热能和光能B．正丁烷的沸点比丙烷高C．丁烷丙烷是不同温度下石油分馏的产物D．丁烷和丙烷的燃烧产物对环境无影响【答案】D2．科学家在海洋中发现了一种冰状物质可燃冰，其有效成分为甲烷，下列说法不正确的是()A．甲烷是烃类物质中相对分子质量最小的物质B．点燃甲烷前，不用检验其纯度C．甲烷难溶于水D．可燃冰是一种极具潜力的能源【解析】CH4是组成和结构最简单的有机物，其相对分子质量在有机物中最小，CH4易燃烧，不溶于水，是一种常用的燃料，在点燃CH4前必须先验纯，以免爆炸。【答案】B3．某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是()A．C3H8B．C4H10C．C5H12D．C6H14【解析】C3H8的一氯取代物有2种；C4H10有两种同分异构体，均有2种一氯代物；C5H12的同分异构体有3种，其中CCH3CH3CH3CH3的一氯代物只有一种；C6H14的同分异构体有5种，一氯代物均超过1种。【答案】C4．在一定的温度、压强下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为()A．1∶4B．1∶3C．1∶2D．1∶1【解析】由于Ar不参与反应，CH4＋2O2――→点燃CO2＋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＋2O2――→点燃CO2＋2H2OΔV1212V(CH4)(100＋400－460)mLV(CH4)＝20mL，则V(Ar)＝100mL－20mL＝80mL，V(CH4)∶V(Ar)＝1∶4，则n(CH4)∶n(Ar)＝1∶4，A项正确。【答案】A5．下列实验能获得成功的是()①甲烷气体通入空气中点燃获得热量②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷③甲烷通入高锰酸钾性溶液，可以使紫色褪去④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气A．只有①②B．只有①C．只有④D．①②③④【答案】B6．下列烷烃沸点由高到低的顺序正确的是()①CH4②C3H8③C5H12④C8H18⑤C12H26A．①②③④⑤B．⑤④③②①C．⑤③④②①D．③④⑤②①【答案】B7．下列化学性质中，烷烃不具备的是()A．一定条件下发生分解反应B．可以在空气中燃烧C．与Cl2发生取代反应D．能使高锰酸钾酸性溶液褪色【答案】D8．下列结构简式表示的物质属于烷烃的是()A．CH3CH2CHCH2B．CH3(CH2)2CH(CH3)2C．CH3CH2OHD．CH3CCH【答案】B9．下列叙述正确的是()A．分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质B．通式相同的不同物质一定属于同系物C．分子式相同的不同物质一定是同分异构体D．相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体【答案】C10．下列各组混合物的总质量一定时，无论二者的物质的量比如何改变，完全燃烧生成的CO2恒为一定值的是()A．乙烯、丙烯B．甲烷、丙烷C．乙烷、1－丁烯D．甲烷、丁烷【解析】符合要求的两种烃应该满足一个条件：含碳量相等。由于烯烃的最简式为CH2，因此所有烯烃的含碳量都相等，故A符合题意。烷烃的通式为CnH2n＋2，n不同时，任何一种烷烃的含碳量都不相同，故B、D错误。任何一种烷烃的最简式都不可能是CH2，即任何烷烃和烯烃的含碳量都不可能相等，故C错误。【答案】A11．下列物质由于发生加成反应而使溴水褪色的是()A．SO2B．乙烷C．2－戊烯D．己烷【答案】C12．科学家最近在－100℃的低温下合成一种烃X，此分子的模型如图(图中的连线表示化学键)所示，下列说法正确的是()A．X能使溴的四氯化碳溶液褪色B．X是一种在常温下能稳定存在的液态烃C．X分子中在同一平面上的碳原子最多5个D．充分燃烧等质量的X和甲烷，X消耗氧气多【解析】根据模型书写其结构简式，其分子式为C5H4；由于分子内含有，该烃可与Br2发生加成反应，且分子中最多4个原子共面，3个C原子共面，C错误；由于该烃在－100℃下存在，B错误；由于有机物含氢量越高，等质量烃燃烧时消耗O2越多，该烃含氢量小于CH4含氢量，D错误。【答案】A13．由乙烯推测丙烯的结构或性质正确的是()A．分子中所有原子都在同一平面上B．不能发生取代反应C．与HCl加成只生成一种产物D．能发生加聚反应【答案】D14．关于实验室制备乙烯的实验，下列说法正确的是()A．反应物是乙醇和过量的3mol·L－1硫酸的混合液B．温度计插入反应溶液液面以下，以便控制温度在140℃C．反应容器(烧瓶)中，应加入少许碎瓷片D．反应完毕先熄灭酒精灯再从水中取出导管【解析】A项硫酸应为浓硫酸且乙醇和浓硫酸的体积为1∶3，B项控制温度在170℃，D项容易发生倒吸。【答案】C15．下列物质，不可能是乙烯的加成产物的是()A．CH3CH3B．CH3CHCl2C．CH3CH2OHD．CH3CH2Br【解析】乙烯加成是断开一个不饱和键，分别在双键两端的不饱和碳原子上连接一个原子或原子团，如果去掉加上去的成分应恢复为乙烯的结构。选项中只有B项不符合这一要求。【答案】B16．下列各组物质中互为同系物的是()【答案】A17．下列说法正确的是()A．C2H4与C4H8一定是同系物B．丙烯和乙烷都能使高锰酸钾酸性溶液褪色C．1－丁烯与2－丁烯互为同分异构体D．新戊烷和2,2－二甲基丙烷互为同分异构体【解析】C4H8可以是烯烃也可以是环烷烃，A错；乙烯能使KMnO4酸性溶液褪色，而乙烷不能，B错；新戊烷和2,2－二甲基丙烷是同一种物质，D错。【答案】C二、非选择题18．某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢原子。(1)A的结构简式为________________；(2)A中的碳原子是否都处于同一平面？________(填“是”或者“不是”)。【解析】(1)由题意可知，该烃属于烯烃，设其分子式为CnH2n，则有12n＋2n＝84，得n＝6，即该烃的分子式为C6H12。由于该烃分子中只有一种类型的H原子，因此，该分子双键两端的碳原子上只能分别连接两个甲基，即结构简式为。(2)根据乙烯分子的结构可知，双键两端的碳原子上连接的4个原子与双键上的2个碳原子在同一平面上。故A中的碳原子都处于同一平面。【答案】(1)(2)是19．烯烃中碳碳双键是重要的官能团，在不同条件下能发生多种变化。(1)烯烃的复分解反应就是两种烯烃交换双键两端的基团，生成两种新烯烃的反应。请写出在催化剂作用下，两个丙烯分子间发生复分解反应的化学方程式________________________。(2)烯烃与高锰酸钾酸性溶液反应的氧化产物有如下的反应关系：已知某烯烃的化学式为C5H10，它与高锰酸钾酸性溶液反应后得到的产物若为乙酸和丙酸，则此烯烃的结构简式是__________________；若为二氧化碳和丁酮()，则此烯烃的结构简式是________________。【解析】烯烃的复分解反应就是两种烯烃交换双键两端的基团，生成两种新烯烃的反应，丙烯分子间发生复分解反应的化学方程式为：。溶液反应后得到的产物为乙酸和丙酸，则此烯烃的结构简式是CH3CHCHCH2CH3。若为二氧化碳和丁酮，此烯烃的结构简式是CH2C(CH3)CH2CH3。【答案】20．乙烯的产量标志着一个国家的石油发展水平，它是很重要的工业原料。(1)写出实验室制取乙烯的化学方程式：____________________；(2)室温下，将1mol乙烯完全燃烧，生成的气体产物通过足量的Na2O2时转移的电子数是________mol；(3)已知，聚苯乙烯塑料的单体是苯乙烯，由苯乙烯合成聚苯乙烯塑料属于________反应；苯乙烯也能使溴水褪色，简答其原因是__________________________________________________________________________；(4)乙烯的某同系物A(化学式为C5H10)和氢气加成后的产物的一氯取代物有三种，试写出A可能的结构简式：________________________________________________________________________。【解析】该题考查了烯烃的有关知识，加成反应是烯烃的特征反应。C5H10加成后为C5H12，C5H12的结构较多，我们要将它的结构一一找出，然后看哪种结构的一氯代物为三种，然后补双键还原出C5H10的结构。【答案】(2)2(3)加聚或聚合苯乙烯和溴水发生了加成反应21．分子式为CH4、C2H4、C2H2、C6H6、C5H10的烃。(1)质量相同时，耗氧量最多的是________，生成CO2最多的是________，生成H2O最多的是________。(2)物质的量相同时，耗氧量最多的是________，生成CO2最多的是________，生成H2O最多的是________。(3)完全燃烧时与同质量丙烯生成CO2的量相等的是________，比丙烯生成CO2多的是________，比丙烯生成CO2少的是________。(4)在足量O2中燃烧，恢复到原状况(120°C)混合气体总体积大于原混合气体的是________，混合气体总体积等于原混合气体的是________，混合气体总体积小于原混合气体的是________。【解析】(1)质量相同，12gC是12gH耗氧量的13，所以含氢量最大的此时耗氧量最多，而生成CO2、H2O的多少此时与碳、氢百分含量有关。(2)物质的量相同时，耗氧量与CxHy中的x＋y4有关，生成CO2、H2O的多少分别与x和y有关。(3)所有烯烃含碳量相同，烷烃比烯烃含碳量小，炔烃比烯烃含碳量大。(4)由CxHy＋(x＋y4)O2――→点燃xCO2＋y2H2O，水为气态时，y＝4，则V前＝V后；y4，则V前V后，y4，则V前V后。【答案】(1)CH4；C2H2、C6H6；CH4(2)C6H6、C5H10；C6H6；C5H10(3)C2H4、C5H10；C2H2、C6H6；CH4(4)C6H6、C5H10；CH4、C2H4；C2H222．某烃0.1mol在标况下与20LO2(过量)充分反应，将生成的混合气体通过足量的Na2O2粉末，使之完全反应，此时Na2O2增重15g，经过处理后的气体为14.4L(在标况下)。该烃能使溴水褪色，试通过计算求该烃的化学式，并写出可能的结构简式．【解析】该题涉及的反应原理分为两步：烃的燃烧、Na2O2分别与水和二氧化碳反应。解法一：设该烃的化学式为CxHy，则CxHy＋x＋y4O2――→点燃xCO2＋y2H2O1x＋y4xy20．1mol0.1(x＋y4)mol0.1xmol0.12ymol2Na2O2＋2CO2===O2＋2Na2CO2△m2mol1mol56g0.1xmol0.12xmol0.1x2×56g2Na2O2＋2H2O===O2↑＋4NaOH△m2mol1mol4g0.12ymol0.14ymol0.1y4×4g由已知条件可列如下二元一次方程组：0.1x2×56g＋0.1y4×4g＝15g2022.4mol＋0.1x2mol＋0.1y4mol－0.1x＋y4mol＝14.422.4mol解之得x＝5，y＝10。该烃的化学式为C5H10。由于它能使溴水褪色，因而只能为烯烃，其可能的结构简式：解法二：m(烃)＋m(O2)＝m(Na2O2增重)＋m(剩余气体)设该烃的摩尔质量为M，可列如下方程：0．1mol×M＋2022.4×32g＝15g＋14.422.4×32gM＝70g·mol－17012＝5……10相对分子质量为70的烃，其化学式为C5H10(以下同解法一)【点拨】解法一计算复杂、费时且很