高考化学新课标一轮总复习课时作业16 最简单的有机化合物甲烷.docx
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高考化学新课标一轮总复习课时作业16最简单的有机化合物甲烷
课时作业16 最简单的有机化合物——甲烷
时间:
45分钟 分值:
100分
一、选择题(共48分,每小题4分)
1.上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用,近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的方法。
其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于( )
A.无机物 B.有机化合物
C.盐类D.非金属单质
[答案]B
2.下列烷烃在光照条件下与氯气反应,只生成一种一氯代烃的是( )
[答案]C
[解析]烷烃分子中的每个氢原子都有可能被氯原子取代,所以生成一氯代烃的种类分别为:
A有两种、B有两种、C有一种、D有四种。
3.鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法,是将它们分别( )
A.先后通入溴水和澄清石灰水
B.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯
C.点燃,先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯
D.点燃后将燃烧产物通入澄清石灰水
[答案]C
[解析]三种气体燃烧分别生成CO2和H2O、CO2、H2O,根据三种产物的性质知只有C项方法可以鉴别三种气体。
4.如图所示,U形透明玻璃管的左端被溶液和胶塞封闭有甲烷和氯气的混合气体,将该装置放在日光灯下。
一段时间后(不考虑水与氯气的反应),下列关于U形管中可能出现的现象的叙述中正确的是( )
A.液柱和气柱可能都不会发生变化
B.溶液很快变成蓝色
C.气柱缩小,右端液柱下降
D.气柱膨胀,右端玻璃管中液体溢出
[答案]C
[解析]甲烷与氯气发生反应,使气体的体积减小,气柱缩小,右端液柱下降,A、D错,C正确;反应生成的HCl溶于水使紫色石蕊变成红色,B错误。
5.在1.013×105Pa下,测得的某些烷烃的沸点见下表。
据表分析,下列选项正确的是( )
物质名称
沸点(℃)
正丁烷CH3(CH2)2CH3
-0.5
正戊烷CH3(CH2)3CH3
36.1
27.8
9.5
正己烷CH3(CH2)4CH3
69.0
A.在标准状况下,新戊烷是气体
B.在1.013×105Pa,20℃时,C5H12都是液体
C.烷烃随碳原子数增加,沸点降低
D.C5H12随支链增加,沸点降低
[答案]D
6.下列说法正确的是( )
A.凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,彼此一定是同系物
B.两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则二者一定是同分异构体
C.相对分子质量相同的几种化合物,互称为同分异构体
D.组成元素的质量分数相同,且相对分子质量也相同的不同化合物,互为同分异构体
[答案]D
[解析]
(1)分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质,其分子结构不一定相似,如CH3CHCH2与
;
(2)若两种化合物组成元素相同,各元素的质量分数也相同,则它们的最简式必定相同。
最简式相同的化合物可能是同分异构体,也可能是非同分异构体,如CH3(CH2)2CH3、CH3CH(CH3)2,CH2===CH2、CH2===CH—CH3;(3)相对分子质量相同的物质是很多的,如无机物中的H2SO4和H3PO4,又如有机物中的C2H6O(乙醇)与CH2O2(甲酸),这些物质都具有相同的相对分子质量,但由于它们的分子组成不同,所以它们不是同分异构体;(4)当不同化合物组成元素的质量分数相同,相对分子质量也相同时,其分子式一定相同,因此这样的不同化合物互为同分异构体。
7.有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷,它的分子结构与烷烃相似,下列说法错误的是( )
A.硅烷的分子通式可表示为SinH2n+2
B.甲硅烷燃烧可生成二氧化硅和水
C.甲硅烷(SiH4)的密度大于甲烷
D.甲硅烷的热稳定性强于甲烷
[答案]D
[解析]因Si与C同主族,由甲烷的性质可类推硅烷的性质。
相同条件下,气体的密度与其相对分子质量成正比,甲硅烷的相对分子质量大于甲烷,所以甲硅烷的密度大于甲烷;氢化物的热稳定性可根据同主族元素氢化物的性质递变规律来推断,元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,甲硅烷的热稳定性弱于甲烷。
8.进行一氯取代后,只生成三种沸点不同的产物的烷烃是( )
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3B.(CH3CH2)2CHCH3
C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3
[答案]D
[解析]一氯取代只生成三种沸点不同的产物的烷烃分子中有三种等效氢。
A项中有5种,B项有4种,C项有2种,D项有3种。
9.瓦斯爆炸是当空气中含甲烷5%~15%时遇到火源所产生的爆炸。
当发生最强烈爆炸时,甲烷在空气中所占的体积分数约为( )
A.15%B.10.5%
C.9%D.5%
[答案]C
[解析]当瓦斯发生最强烈爆炸时,说明一定量的甲烷和空气中的氧气恰好完全反应,设甲烷的物质的量为1mol,根据反应方程式CH4+2O2
CO2+2H2O可知耗氧气2mol,设空气中O2的体积分数为20%,则n(CH4)∶n(空气)=1∶(10+1),此时甲烷的体积分数约为9%。
10.仔细分析下列表格中烃的排列规律,判断排列在第15位烃的分子式是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
…
C2H2
C2H4
C2H6
C3H4
C3H6
C3H8
C4H6
C4H8
C4H10
…
A.C6H12 B.C6H14 C.C7H12 D.C7H14
[答案]B
[解析]规律:
①碳原子数逐渐增多,②炔烃、烯烃、烷烃逐渐循环;发现了以上规律,很容易解出第15位烃的分子式。
11.下列有关烷烃的叙述中,不正确的是( )
A.在烷烃分子中,所有的化学键都为单键
B.所有的烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应
C.烷烃分子的通式为CnH2n+2,符合该通式的烃不一定是烷烃
D.随着碳原子数的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高
[答案]C
[解析]烷烃是饱和链烃,分子通式为CnH2n+2,符合该通式的烃一定是烷烃。
12.
如图所示,一端封闭的U型管,封闭着的一端有一段CH4和Cl2的混合气体,在水平部分有一段气柱,其他两段为液柱,已知液体与气体不反应,使CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应,则中间气柱的长度如何变化(假设中间气柱未移出U型管的水平部分)( )
A.变大B.变小
C.不变D.难以确定
[答案]A
二、非选择题(共52分)
13.(12分)在下列物质中,互为同系物的有________;互为同分异构体的有________;属于同素异形体的有________;属于同位素的有________;属于同一种物质的有________。
①液氯 ②氯气 ③白磷 ④红磷 ⑤D ⑥T
[答案]⑦⑧ ⑨⑩ ③④ ⑤⑥ ①②
14.(10分)
(1)乙烷(CH3CH3)可认为是甲基(—CH3)取代了甲烷中的1个氢原子生成的,丙烷(CH3CH2CH3)可认为是甲基取代了乙烷中的1个氢原子生成的,依次类推。
请结合甲烷的结构特点分析:
丙烷分子中的3个碳原子能在一条直线上吗?
________。
正丁烷(CH3CH2CH2CH3)的4个碳原子最可能的构型是怎样的?
________。
(2)键线结构式是以线表示共价键,每个折点和线端点处表示一个碳原子,并省略书写氢原子的一种表示有机化合物结构的方式,如:
异丁烷(
)要表示为“
”,请分析这一表示方式的要领,试用键线结构式写出戊烷(C5H12)的同分异构体________、________、________。
[答案]
(1)不能 呈锯齿状
(2)
[解析]
(1)正丁烷的4个碳原子应呈锯齿状“”排列。
(2)戊烷的3种同分异构体的结构简式分别为:
CH3CH2CH2CH2CH3、
、
,结合键线结构式的表示方式分别写作
。
15.(14分)在烷烃分子中的基团:
—CH3,—CH2—,
,
中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子,数目分别用n1,n2,n3、n4表示,例如:
分子中,n1=6,n2=1,n3=2,n4=1。
试根据不同烷烃的组成结构,分析出烷烃(除甲烷外)各原子数的关系。
(1)烷烃分子中氢原子数n0与n1、n2、n3、n4之间的关系是n0=________或n0=________。
(2)四种碳原子数之间的关系为n1=________。
(3)若分子中n2=n3=n4=1,则该分子的结构简式可能为
________________________________________________________________________。
[答案]
(1)3n1+2n2+n3 2(n1+n2+n3+n4)+2
(2)n3+2n4+2
[解析]
(1)由氢原子守恒可得n0=3n1+2n2+n3;由烷烃的通式CnH2n+2,可得n0=2(n1+n2+n3+n4)+2。
(2)由
(1)中的两式相等,3n1+2n2+n3=2(n1+n2+n3+n4)+2,可得出n1=n3+2n4+2。
(3)由
(2)中关系代入数据得n1=1+2×1+2=5,可知该有机物结构中含有5个—CH3,1个—CH2—,1个
,由此写出它的三种可能的结构简式。
16.(16分)已知碳化铝与水反应:
Al4C3+12H2O===4Al(OH)3↓+3CH4↑。
某同学为了探究甲烷的还原性并检验产物,设计出如下实验:
(1)利用碳化铝制取甲烷,下列装置中适合作为甲烷发生装置的是________。
(2)正确选择发生装置后,连接装置进行实验。
一段时间后,出现以下实验现象:
C硬质玻璃管里黑色粉末变成红色;D干燥管里白色粉末变成蓝色;E装置中澄清石灰水变浑浊;尾气燃烧产生蓝色火焰。
①D干燥管里的试剂可能是________,其作用是___________。
②根据实验现象,某同学得出下列推论,其中正确的是________。
A.甲烷与氧化铜在一定条件下反应,氧化产物只有二氧化碳
B.甲烷与氧化铜在一定条件下反应,产物一定有水和二氧化碳,可能含一氧化碳
C.甲烷与氧化铜在一定条件下反应,产物一定有水、二氧化碳和一氧化碳
D.甲烷具有还原性,氧化产物可能有多种
E.甲烷由碳、氢、氧三种元素组成
(3)实验完毕后,要先后熄灭C和F处的酒精灯,应后熄灭的是________处酒精灯,理由是________________。
(4)常温下,假设甲烷与氧化铜反应的氧化产物是平均相对分子质量为36的混合气体,写出甲烷与氧化铜在加热条件下发生反应的化学方程式__________________。
[答案]
(1)Ⅰ
(2)①无水硫酸铜 检验甲烷与氧化铜反应的产物中是否有水 ②BD
(3)F 停止加热C玻璃管后,继续通入甲烷至玻璃管冷却,避免炽热铜粉被氧化;尾气是可燃气体,可能含有毒的CO,要用燃烧法除去
(4)2CH4+7CuO
7Cu+CO+CO2+4H2O
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