人教版高中化學必修二第七章有機化合物第一節(jié)課時2烷烴的性質練習含答案

第一節(jié)認識有機化合物課時2烷烴的性質(一)基礎鞏固1.煤礦瓦斯爆炸往往與甲烷有關,下列敘述中錯誤的是()A.點燃甲烷不必事先進行驗純B.甲烷燃燒放出大量的熱,所以是一種很好的氣體燃料C.煤礦的礦井要注意通風并嚴禁煙火,以防爆炸事故的發(fā)生D.點燃混有空氣的甲烷不一定會爆炸答案:A2.(2024·廣東深圳高一期中)下列關于有機化合物的敘述中錯誤的是()A.正丁烷的沸點比異丁烷的沸點高B.分子中只含碳、氫兩種元素的有機化合物稱為烷烴C.有機化合物中,碳原子之間可以形成單鍵、雙鍵或三鍵D.異丁烷的一氯代物有2種解析:正丁烷和異丁烷的碳原子數(shù)相同,支鏈越多的其沸點越低,即正丁烷比異丁烷沸點高,A項正確;分子中只含碳、氫兩種元素的有機化合物不一定為烷烴,也可能為不飽和烴,B項錯誤;有機化合物中,碳原子可以與氫原子以單鍵相連,碳原子之間可以形成單鍵、雙鍵或三鍵,C項正確;異丁烷的結構簡式為(CH3)3CH,其一氯代物有2種:(CH3)3CCl、(CH3)2CHCH2Cl,D項正確。答案:B3.下列反應屬于取代反應的是()A.CH4C+2H2B.2HI+Cl22HCl+I2C.CH4+2O2CO2+2H2OD.CH4+Cl2CH3Cl+HCl答案:D4.取一支硬質大試管,通過排飽和食鹽水的方法先后收集半試管甲烷和半試管氯氣(如圖),下列對于試管內發(fā)生的反應及現(xiàn)象的說法中正確的是()A.此反應無光照也可發(fā)生B.CH4與Cl2反應后的產物只有CH3Cl和HClC.試管內壁出現(xiàn)油狀液滴D.CH4與Cl2完全反應后液面上升,液體充滿試管答案:C5.下列有關烷烴的敘述中錯誤的是()A.烷烴幾乎不溶于水B.所有的烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應C.鏈狀烷烴的分子通式為CnH2n+2,符合該通式的烴不一定是烷烴D.隨著碳原子數(shù)的增加,烷烴的熔點、沸點逐漸升高解析:烷烴不溶于水,A項正確;烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應,這是烷烴的特征反應,B項正確;由于鏈狀烷烴分子的通式CnH2n+2中的氫原子已達飽和,所以符合CnH2n+2的有機化合物只可能為烷烴,C項錯誤;隨著碳原子數(shù)的增加,烷烴的相對分子質量增大,分子間作用力增大,其熔點、沸點逐漸升高,D項正確。答案:C6.將標準狀況下的11.2L甲烷和22.4L氧氣混合點燃,恰好完全反應后恢復到原狀況,氣體的體積為()A.11.2LB.22.4LC.33.6L D.44.8L解析:CH4+2O2CO2+2H2O,因11.2L甲烷與22.4L氧氣恰好完全反應生成11.2L的CO2氣體,標準狀況下H2O不是氣體。答案:A7.(2024·河北邢臺高一月考)將1molCH4與2molCl2充分混合后置于光亮(避免陽光直射)處進行充分反應。下列有關說法錯誤的是()A.生成的有機化合物均不溶于水B.CH4與Cl2發(fā)生的反應為取代反應C.反應產物中CH3Cl的含量最多D.將生成的氣體溶于水后,溶液呈酸性解析:CH4與Cl2發(fā)生取代反應,生成的有機化合物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水,A項正確;CH4與Cl2發(fā)生取代反應,B項正確;CH4與Cl2發(fā)生取代反應,生成有機化合物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,同時生成HCl,反應產物中HCl的含量最多,C項錯誤;反應生成HCl氣體,溶于水后,溶液呈酸性,D項正確。答案:C(二)拓展提高8.將1mol甲烷與適量的Cl2混合后光照,充分反應后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次增大0.1mol,則參加反應的Cl2的物質的量為()A.1.5mol B.3molC.4.5mol D.6mol解析:解答此題宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是從CH4中來的,故這四種取代物共1mol,設CH3Cl物質的量為x,則x+(x+0.1mol)+(x+0.2mol)+(x+0.3mol)=1mol,得x=0.1mol,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次為0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol,含氯原子的物質的量共為0.1mol×1+0.2mol×2+0.3mol×3+0.4mol×4=3mol,而一個氯氣分子中只有一個氯原子參加取代反應,因此消耗的Cl2也為3mol。答案:B9.(2024·山東聊城第一中學高一期中)與無機化合物相比,有機化合物的組成元素并不復雜,但化合物數(shù)量眾多,性質各異。烴類物質是整個有機化學的基礎,請根據(jù)要求回答下列問題。(1)2023年7月12日,裝配我國完全自主研發(fā)、具備自主知識產權的液氧甲烷低溫發(fā)動機的朱雀二號運載火箭發(fā)射成功。甲烷的空間結構為,下列最能體現(xiàn)其真實結構的是。

a.結構式 b.電子式c.球棍模型 d.空間填充模型(2)1mol甲烷與氯氣發(fā)生取代反應,待反應完全后,測得四種產物的物質的量相等,其中俗稱氯仿的產物是(寫化學式),消耗氯氣的物質的量是。

(3)0.1mol某烷烴完全燃燒,燃燒產物依次通過濃硫酸、濃氫氧化鈉溶液,實驗結束后,稱得濃硫酸增重10.8g,濃NaOH溶液增重22g。則該烷烴的化學式為,其中一氯代物只有一種的結構簡式為。

解析:(1)甲烷的空間結構為正四面體;最能體現(xiàn)其真實結構的是空間填充模型。(2)CHCl3俗稱氯仿;四種產物的物質的量相等,均為0.25mol,每取代1個氫原子消耗1分子氯氣,消耗氯氣的物質的量是0.25mol×(1+2+3+4)=2.5mol。(3)濃硫酸增重10.8g為水的質量,濃NaOH溶液增重22g為二氧化碳的質量,則n(H2O)=10.8g18g/mol0.5mol,n(C)=0.5mol,則1mol該烷烴中含有5mol碳原子,所以該烷烴的分子式為C5H12。滿足一氯代物只有一種的該烷烴的結構簡式為。答案:(1)正四面體d(2)CHCl32.5mol(3)C5H12(三)挑戰(zhàn)創(chuàng)新10.(2022·廣東珠海)某同學探究甲烷與氧化劑反應,設計如圖所示實驗。已知碳化鋁(Al4C3)與水反應生成氫氧化鋁和甲烷。實驗現(xiàn)象:溴水不褪色,無水硫酸銅變藍色,澄清石灰水變渾濁?；卮鹣铝袉栴}。(1)寫出碳化鋁與稀硫酸反應的化學方程式:

。

(2)加入試劑前,應先進行的一步操作是

。

(3)經(jīng)測定,甲烷與氧化銅反應時每消耗1mol甲烷轉移電子7mol,寫出實驗時硬質玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式:。

(4)下列對實驗中的有關現(xiàn)象與結論敘述正確的是(填字母)。

A.甲烷不能與溴水反應,推知甲烷不能與鹵素單質反應B.酸性高錳酸鉀溶液不褪色,結論是通常條件下甲烷不能與強氧化劑反應C.硬質玻璃管中黑色粉末無顏色變化,結論是甲烷不能與氧化銅反應D.硬質玻璃管中黑色粉末變紅色,推斷氧化銅與甲烷反應只生成水和二氧化碳(5)集氣瓶中用排水法收集到的氣體是。

(6)甲烷是一種重要的化工原料和新型燃料。寫出用氫氧化鉀溶液作電解質時甲烷燃料電池的正極電極反應:。

解析:(1)碳化鋁(Al4C3)與水反應生成氫氧化鋁和甲烷,碳化鋁與稀硫酸反應可理解為碳化鋁(Al4C3)與水反應,產物再與稀硫酸反應,所以產物為硫酸鋁和甲烷,反應方程式為Al4C3+6H2SO42Al2(SO4)3+3CH4↑。(2)該裝置中要制取氣體,并驗證其性質,加入試劑前,應先進行的一步操作是檢查裝置的氣密性。(3)甲烷中碳元素化合價為-4價,甲烷與氧化銅反應,碳元素化合價升高,1molCH4失去7mol電子,則2molCH4失去14mol電子,反應消耗7molCuO,故CH4與CuO反應的物質的量之比為2∶7。根據(jù)原子守恒、電子守恒,可得硬質玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式為2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O。(4)A項,甲烷不能與溴水反應,但甲烷能與鹵素單質發(fā)生取代反應,錯誤;B項,由于酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,甲烷不能使其褪色,說明在通常條件下,甲烷不能與強氧化劑發(fā)生反應,正確;C項,當少量甲烷參加反應,硬質試管中的黑色粉末為氧化銅和少量銅的混合物,也可能為氧化亞銅,黑色粉末也會無明顯顏色變化,因此不能得出甲烷不與氧化銅反應的結論,錯誤;D項,當氧化銅與甲烷反應生成水、二氧化碳和一氧化碳時,硬質試管中黑色粉末也能變紅色,因此不能說明兩者反應只生成水和二氧化碳,錯誤。(5)制取的CH4在硬質玻璃管中與CuO發(fā)生反應2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O,反應產生的CO2與澄清石灰水發(fā)生反應產生CaCO3沉淀,可能未反應的CH4及反應產生的CO氣體不能溶解,被用排水的方法收集在集氣瓶中,故集氣瓶中用排水法收集到的氣體是CO或CH4、CO。(6)用氫氧化鉀溶液作電解質時,