-新教材高中化學能力練習3烴的燃燒規(guī)律及共線共面問題含解析魯科版必修第二冊

PAGEPAGE6烴的燃燒規(guī)律及共線、共面問題(建議用時：40分鐘)1．下列有機物分子中，所有原子不可能處于同一平面的是()B[由乙烯、苯分子均為平面結(jié)構(gòu)，可知A、C、D三項物質(zhì)分子中所有原子均可共面；B項，—CH3中4個原子不共面。]2．室溫下，某氣態(tài)烴與過量氧氣混合完全燃燒，恢復(fù)到室溫，使燃燒產(chǎn)物通過濃硫酸，體積比反應(yīng)前減少50mL，再通過NaOH溶液，體積又減少了40mL，原烴的分子式是()A．CH4 B．C2H4C．C2H6 D．C3H8C[烴在過量氧氣中完全燃燒產(chǎn)物為CO2、H2O及剩余O2，由于是恢復(fù)到室溫，則通過NaOH溶液后氣體體積減少的40mL為生成CO2的體積。CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up9(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(l)ΔV1x＋eq\f(y,4)x1＋eq\f(y,4)40mL50mL根據(jù)題意得：eq\f(x,1＋\f(y,4))＝eq\f(40mL,50mL)，5x＝y(tǒng)＋4，即y＝5x－4。分情況進行討論，①x＝1，y＝1，不符合題意；②x＝2，y＝6，符合題意；③x≥3，y≥11，不符合題意。所以原烴的分子式為C2H6。]3．下列有機物分子中，所有的原子一定在同一平面上的是()[答案]A4．下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的描述正確的是()①溴苯分子中的所有原子不可能共平面②乙烯分子中的所有原子共平面③二氯甲烷分子為正四面體形結(jié)構(gòu)④乙烷分子中的所有原子不可能都在同一平面內(nèi)A．①③ B．②④C．①④ D．②③B[①苯分子中的所有原子處于同一平面上，苯分子中的一個氫原子被溴原子取代生成溴苯，所以溴苯分子中的所有原子處于同一平面上，錯誤；②乙烯含有碳碳雙鍵，為平面結(jié)構(gòu)，則乙烯分子中的所有原子共平面，正確；③二氯甲烷分子中存在2個C—Cl鍵和2個C—H鍵，由于它們的鍵長不等，故二氯甲烷分子不可能為正四面體形結(jié)構(gòu)，錯誤；④乙烷分子可以看作甲基取代了甲烷分子中的一個氫原子，甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，則乙烷分子中所有原子不可能共平面，正確；故選B。]5．(雙選)某有機物在氧氣中充分燃燒，生成CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2，則()A．分子中C、H、O個數(shù)之比為1∶2∶3B．分子中C、H個數(shù)之比為1∶4C．分子中可能含有氧原子D．此有機物的最簡式為CH4BC[產(chǎn)物CO2、H2O物質(zhì)的量之比為1∶2，根據(jù)原子守恒可知C、H個數(shù)為1∶4，無法確定是否含氧原子。]6．在120℃，1.01×105Pa時，將3L炔烴和烷烴的混合氣體與相同狀況下的14LO2混合，充分燃燒后，恢復(fù)到原來狀態(tài)時，所得氣體的體積是17L。則該混合氣體可能是下列各組中的()A．C2H4和C2H6 B．C3H4和CH4C．C2H2和CH4 D．C4H6和C2H6B[設(shè)混合烴的平均組成為CxHy，因為溫度為120℃，生成物中的水呈氣態(tài)，烴完全燃燒的化學方程式為CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up9(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(g)1x＋eq\f(y,4)xeq\f(y,2)因為反應(yīng)前后氣體的體積沒有發(fā)生變化(均為17L)即1＋x＋eq\f(y,4)＝x＋eq\f(y,2)，所以y＝4，說明混合烴分子中氫原子數(shù)的平均值為4，則A、C、D三項均不符合題意。]7．25℃時，某氣態(tài)烴與O2混合充入密閉容器中，點燃爆炸后又恢復(fù)至25℃，此時容器內(nèi)壓強為原來的eq\f(1,3)，再經(jīng)NaOH溶液處理，容器內(nèi)幾乎成為真空。該烴的分子式為()A．CH4 B．C2H6C．C3H8 D．C4H10A[由題意知，氣態(tài)烴與O2恰好完全反應(yīng)，利用化學方程式：CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up9(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，由在相同條件下反應(yīng)前后壓強之比等于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量之比得：eq\f(x,1＋x＋\f(y,4))＝eq\f(1,3)；解得y＝4(2x－1)討論：當x＝1時，y＝4；x＝2時，y＝12，舍去；x＝3時，y＝20，舍去；x＝4時，y＝28，舍去；故選A項。]8．由兩種氣態(tài)烷烴組成的混合物，在標準狀況下的密度為1.16g·L－1，則關(guān)于該混合物組成的判斷正確的是()A．一定有甲烷B．一定有乙烷C．一定是甲烷和乙烷的混合物D．可能是乙烷和丙烷的混合物A[混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是M＝1.16g·L－1×22.4L·mol－1≈26g·mol－1，即平均相對分子質(zhì)量為26，在烷烴中相對分子質(zhì)量小于26的只有甲烷，因此一定含有甲烷。]9．下列敘述正確的是()A．CH3—CH2—CH3分子中的3個碳原子一定在同一條直線上B．CH3—CH3分子中有可能所有原子都在同一平面上C．分子中的8個碳原子不可能在同一平面上D．CF3CH=CHCF3分子中的4個碳原子不可能在同一條直線上D[CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形，則CH3—CH2—CH3分子中的3個碳原子一定不在同一條直線上。CH3—CH3分子中所有原子不可能在同一平面上。分子中的所有原子在同一平面上，CH2=CH2分子中的2個碳原子在同一平面上，則分子中的8個碳原子可能在同一平面上。CH2=CH2分子中的所有原子在同一平面上，乙烯結(jié)構(gòu)為，兩個—CF3取代了2個H生成CF3CH=CHCF3，分子中的4個碳原子不可能在同一條直線上。]10．下列關(guān)于分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是()A．除苯環(huán)外的其余碳原子有可能在一條直線上B．1mol該物質(zhì)與足量溴水反應(yīng)，消耗5molBr2C．1mol該物質(zhì)完全燃燒消耗16mol氧氣D．該分子中最多有22個原子在同一平面內(nèi)D[碳碳雙鍵提供的是平面結(jié)構(gòu)，不是直線結(jié)構(gòu)，除苯環(huán)外的其余碳原子不可能都在一條直線上，故A錯誤；苯環(huán)不能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，碳碳雙鍵可以與溴發(fā)生加成反應(yīng)，則1mol該物質(zhì)與足量溴水反應(yīng)，消耗2molBr2，故B錯誤；該有機物的分子式為C12H14，1mol該物質(zhì)完全燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量為(12＋eq\f(14,4))×1mol＝15.5mol，故C錯誤；苯環(huán)和碳碳雙鍵均能提供平面結(jié)構(gòu)，單鍵可旋轉(zhuǎn)，甲基中的碳原子和一個氫原子可與碳碳雙鍵在同一平面內(nèi)，則該分子中最多有22個原子在同一平面內(nèi)，故D正確。]11．某烴的結(jié)構(gòu)簡式為，分子中飽和碳原子數(shù)為a，可能在同一直線上的碳原子數(shù)為b，一定在同一平面上的碳原子數(shù)為c(已知CH≡CH為直線形分子)，則a、b、c分別為()A．4、3、7 B．4、3、6C．2、5、4 D．4、6、4B[分子中飽和碳原子就是兩個乙基中的4個碳原子。可能在同一直線上的碳原子是連接—C≡C—的3個碳原子。一定在同一平面上的碳原子是連接及—C≡C—的6個碳原子。]12．(1)完全燃燒0.1mol某烴，燃燒產(chǎn)物依次通過濃硫酸、濃堿液，實驗結(jié)束后，稱得濃硫酸增重9g，濃堿液增重17.6g。該烴的分子式為________。(2)某烴2.2g，在O2中完全燃燒，生成6.6gCO2和3.6gH2O，在標準狀況下其密度為1.9643g·L－1，其分子式為________。(3)某烷烴的相對分子質(zhì)量為128，該烷烴的分子式為________。(4)在120℃和101kPa的條件下，某氣態(tài)烴和一定質(zhì)量的氧氣的混合氣體，點燃完全反應(yīng)后再恢復(fù)到原來的溫度時，氣體體積縮小，則該烴分子內(nèi)的氫原子個數(shù)______________(填字母)。A．小于4 B．大于4C．等于4 D．無法判斷[解析](1)0.1mol烴中，n(C)＝eq\f(17.6g,44g·mol－1)＝0.4mol，n(H)＝eq\f(9g,18g·mol－1)×2＝1mol，則每個烴分子中含4個碳原子、10個氫原子，即分子式為C4H10。(2)由題意可得烴的摩爾質(zhì)量M＝22.4L·mol－1×1.9643g·L－1≈44g·mol－1。該烴分子中，n(C)∶n(H)＝eq\f(6.6g,44g·mol－1)∶(eq\f(3.6g,18g·mol－1)×2)＝3∶8，故最簡式為C3H8，最簡式相對分子質(zhì)量為44，等于該烴的相對分子質(zhì)量，故該烴的分子式為C3H8。(3)某烷烴CnH2n＋2的相對分子質(zhì)量為128，則14n＋2＝128，解得n＝9，故分子式為C9H20。(4)設(shè)某氣態(tài)烴的分子式為CxHy，則有CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up9(點燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，因為反應(yīng)后氣體體積縮小，則1＋x＋eq\f(y,4)>x＋eq\f(y,2)，即y<4。[答案](1)C4H10(2)C3H8(3)C9H20(4)A13．現(xiàn)有CH4、C2H4、C2H6三種有機物：(1)等質(zhì)量的以上三種物質(zhì)完全燃燒時耗去O2的量最多的是________；生成CO2量最多的是________。(2)同狀況、同體積的以上三種物質(zhì)完全燃燒時耗去O2的量最多的是________。(3)在130℃、1.01×105Pa下時；有兩種氣態(tài)烴和足量的氧氣混合點燃，相同條件下測得反應(yīng)前后氣體體積沒有發(fā)生變化，這兩種氣體是________。[解析](1)等質(zhì)量時，烴分子中每個碳原子平均分配的氫原子越多，則烴中氫元素的質(zhì)量分數(shù)越大，碳元素的質(zhì)量分數(shù)越小，耗O2量越大，生成CO2量越小。(2)等物質(zhì)的量時，烴分子中碳原子數(shù)越多，氫原子數(shù)越多，其耗O2量越大。(3)產(chǎn)物H2O為氣態(tài)時，CxH4的烴完全燃燒前后氣體總體積不變。[答案](1)CH4C2H4(2)C2H6(3)CH4、C2H14．某烴A與溴水不反應(yīng)但能使溴水褪色，0.5molA完全燃燒時，得到1.5mol水和67.2L二氧化碳(標準狀況)。(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為____________________________________。(2)根據(jù)下列條件寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式。①在催化劑鐵粉的作用下，A與Cl2反應(yīng)生成B：___________________________________________________________________________________。反應(yīng)類型：________________。②在催化劑作用下A與H2反應(yīng)生成C：___________________________________________________________________________________________。反應(yīng)類型：________________。(3)烴A的二溴代物同分異構(gòu)體有________種。其結(jié)構(gòu)簡式分別為_______________________________________________________________。(4)烴D的相對分子質(zhì)量比烴A多14，它與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)生成TNT炸藥，其化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)因1mol烴A完全燃燒得到3molH2O和6molCO2，則烴A的分子式為C6H6；又知烴A與溴水不反應(yīng)，但能使溴水褪色，故烴A的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)苯的二溴代物有：共3種。(4)比苯的相對分子質(zhì)量大14且生成TNT，則烴D為甲苯，發(fā)生取代反應(yīng)生成TNT。15．如圖瓷管內(nèi)有烴類樣品，經(jīng)加熱分解或汽化后用純氧氣流驅(qū)趕經(jīng)過灼熱的CuO，在這里烴類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，經(jīng)兩個吸收管吸收，已知經(jīng)過實驗測定的數(shù)據(jù)如下表，根據(jù)上述信息、如圖所示裝置及表中數(shù)據(jù)完成下列問題。瓷管吸收管Ⅰ吸收管Ⅱ瓷管樣品＋瓷管吸收前吸收后吸收前吸收后50g53.9g100g102.7g98g111.2g(1)烴類樣品在化學反應(yīng)過程中所用的氧化劑是______________。(2)裝置中CuO的作用是________________________，吸收管Ⅰ中裝的吸收劑是______________，吸收管Ⅱ中裝的吸收劑是______________。(3)為減少誤差，使測定結(jié)果更精確，可在吸收管Ⅱ后再連接U形吸收管，內(nèi)裝吸收劑為________，其作用是_____________________________________________________________________________________________________。(4)通過計算確定該烴類物質(zhì)的最簡式是________，若該烴的蒸氣對氫氣的相對密度為39，寫出其結(jié)構(gòu)簡式________________。[解析](1)瓷管內(nèi)的樣品先被O2氧化，沒有氧化完全的樣品經(jīng)過紅熱的CuO再進一步氧化。(2)應(yīng)先吸收H2O，再吸收CO2。因此先用酸性干燥劑或中性干燥劑吸收H2O，再用堿性物質(zhì)如堿石灰吸收CO2。(3)如吸收管Ⅱ直接與空氣相通，空氣中的H2O及CO2也可被吸收管Ⅱ吸收，造成實驗誤差，因此可再加一個