高中化学烷烃练习题 东南数理化
东南数理化 高中化学刘老师
(一)烷烃
1(烷烃的概念
烃分子里碳原子之间都以单键结合成链状,碳原子剩余价键全部跟氢原子结合,这样的烃称为饱和链烃,又叫烷烃。最简单的烷烃的分子式是CH。 4
2(烷烃的结构
(1)化学键类型:原子之间均以单键结合。
(2)空间结构:碳原子之间以碳碳单键结合成链状,以任意一个碳原子为中心的连在该原子上的4个原子都围成四面体结构。
【注意】(1)烷烃首先必须是烃,分子中只含有碳、氢两种元素。
(2)烷烃分子中碳原子与碳原子之间都是单键,碳剩余的价键全部跟氢原子结合,每个碳原子的化合价都已充分利用。
(3)链状,可能有支链。
(4)烷烃分子中,以任意一个碳原子为中心都是四面体结构,所以烷烃分子中的碳原子并不在同一条直线上,而是呈锯齿状排列,分子中各原子不可能都在同一平面上。也就是说,分子中只要含有以4个单键与其他原子成键的碳原子存在,该分子的所有原子不可能都在同一平面上。
3(烷烃的通式 CH (n?1,n?Z) n2n+2
4(烷烃的物理性质
烷烃随着分子中碳原子数的增多,其物理性质发生规律性的变化:
(1)常温下,它们的状态由气态?液态?固态;碳原子数?4的烷烃为气态;5?碳原子数?16的烷烃为液态;碳原子数>16的烷烃为固态。
(2)它们的熔沸点由低到高。
(3)它们的密度由小到大,但均小于水的密度。
(4)它们都不溶于水,易溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂。注意特例:新戊烷
在常温常压下也是气体。
5(烷烃的化学性质
与甲烷相似,通常情况下,烷烃的化学性质很稳定,不与酸、碱及强氧化剂反应,但在一定条件下可发生取代、氧化、分解反应。
1
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(1)氧化反应
在空气或氧气中点燃时燃烧,完全燃烧时生成CO和HO,随着烷烃分子里碳原子数的22
增加,往往燃烧越来越不充分,燃烧火焰明亮,甚至伴有黑烟。
31n,点燃 OCO+(n+1)HO CH +222n2n+2,,,,2
(2)分解反应
在隔绝空气、高温条件下,烷烃可以发生裂解(或裂化)反应:
高温 CHCH10+CH 818448,,,,
(3)取代反应
在光照条件下与Cl、Br等卤素单质的气体发生取代反应。可逐步取代,生成多种卤代22
烃和卤化氢气体。
光 CH +Cl CHCl+HCl n2n+22n2n+1,,,
6(同系物
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH原子团的物质,互称为同系物。同系物2
概念中的两个要点是结构相似,相差一个或若干个CH原子团。 2
【注意】对于同系物概念的理解,应注意以下几点:
(1)同系物必须符
一通式;
(2)同系物必须为同一类物质;
(3)同系物化学式不能相同;
(4)同系物结构相似,但不相同;
(5)同系物之间相对分子质量相差14n(n为两种同系物分子的碳原子数差值)。
7(同分异构现象和同分异构体
(1)概念
化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构式的现象叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为网分异构体。
(2)戊烷的同分异构体
戊烷有三种同分异构体,分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷(填名称),对应的结构式分别为:
(3)烃基
?烃基:烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫烃基。一般用R—表示。
?烷基:烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团,如甲基:—CH,乙基:—CHCH323等。
2
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?烷基的电子式:
HHH
;乙基:。 甲基:HCH::HCCH:::
HHH
8(烷烃的命名
(1)习惯命名法
?碳原子数在十以下的,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。
?碳原子数在十以上的用数字表示。例如CH叫戊烷,CH叫十七烷。 5121736
?当碳原子数相同时可用“正”、“异”、“新”来区别。前面提到的戊烷的三种同分异构
体,即可用“正”、“异”、“新”来区别。
(2)系统命名法
选主链,称“某烷”。
编号位,定支链。
取代基,写在前。
标位置,连短线。
不同基,简到繁。
相同基,合并算。
以为例
?主链为:己烷
?取代基名称为:甲基
?取代基数目为:二
?取代基位置为:2,3
该有机物的名称是2,3-二甲基己烷
一、 真题解析
【例1】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Cl发生取代反应 2
3
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(C)烷烃的分子通式为CH,符合该通式的烃不一定是烷烃 n2n+2
(D)随着碳原子数的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高
【例2】下列性质不属于烷烃性质的是 ( )
(A)它们燃烧时生成CO和HO (B)它们都溶于水 22
(C)它们能跟卤素发生取代反应 (D)通常情况下,它们跟酸、碱和氧化剂都不反应
【例3】下列关于同系物的叙述中,不正确的是 ( )
(A)烷烃的同系物的分子式可用通式CH表示 n2n+2
(B)互为同系物的有机物也互为同分异构体
(C)两个同系物之间的相对分子质量差为14或14的整数倍、
(D)同系物间具有相似的化学性质
【例4】下列物质中是同系物的有______;互为同分异构体的有 ;互为同素异形体的有 ;是同位素的有 ;是同一物质的有 。
?白磷 ?氯气 ?2,2-二甲基丁烷 ?氯水? ?液氯 ?
3537 ? ??红磷 ? ?CH—CH—C(CH) ClCl32331717
【例5】按系统命名法填写下列有机物的名称或结构简式。
(1)的系统名称是 。
(2)2,6-二甲基-4-乙基辛烷的结构简式是___________________。
二、 课堂练习
1(写出下列各烷烃的分子式。
(1)烷烃A在同温、同压下蒸气密度是氢气的36倍 。
(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子 。
(3)烷烃C的分子中含有210个电子__________。
(4)1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时,生成同温、同压下15 L水蒸气 。
(5)1 g烷烃E完全燃烧时,消耗
状况下的O 2.464 L 。 2
4
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2(写出己烷(CH)的所有同分异构体并命名。 614
3(两种气态烷烃的混合物,在标准状况下其密度为1.16 g/L,则关于此混合物组成的说法正确的是 ( )
(A)一定有甲烷 (B)一定有乙烷
(C)可能是甲烷和戊烷的混合物 (D)可能是乙烷和丙烷的混合物
4(相同质量的下列烃完全燃烧时耗氧量最高的是 ,从中得到的启示是
___________________________________________________________________
(A) CH (B) CH (C) CH (D)CH 10878361736
5(只有一种一卤代物的烷烃,其分子结构有A(球形)和B(椭球形)两类,组成有一定规律。A类以甲烷为起始物,将甲烷分子中的氢原子全部用甲基取代得C(CH),再将C(CH)3434中的所有氢原子用甲基取代得C[C(CH)],依此类推,如此循环得一系列物质;B类以乙334
烷为起始物,按同样规律循环也可得一系列物质。
(1)写出碳原子数在10以内的B类烷烃的结构简式___________。
(2)A类物质与B类物质之间 (填“存在”或“不存在”)同分异构体,理由是
____________________________________。
(3)在所有A类和B类物质中,碳原子数在100以内相对分子质量最大的烃的分子式是 。
6(已知某气态化石燃料×中只含有碳、氢两种元素,为探究该气体中碳和氢两种元素的质量比,某同学设计了燃烧法测量的实验
,通过测量装置C和D的增重即可求得碳和氢两种元素的质量比。实验装置如下图所示(已知CuO可以作为碳氢化合物燃烧的催化剂):
(1)若A装置中所盛放的药品是浓NaOH溶液,装置A的作用有:? ,
? 。 (2)C装置中所盛放的药品是 ,作用是 。
5
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(3)D装置中所盛放的药品是 ,作用是 。
(4)E装置中所盛放的药品是 ,作用是 。
(5)上述装置中有一处错误,请按要求填写下表(不考虑酒精灯和加热方法可能存在的错误;若增加仪器和药品,请指明仪器、药品名称和位置):
错误及原因
改正方法
对实验结果的影响
(6)若实验装置经过改正后,得到的实验数据如下:
质量 实验前 实验后
药品+U形管的质量/g 101.1 102.9
药品十广口瓶的质量/g 312.0 314.2
则该气体中碳和氢两种元素的质量比为多少,
(7)能否确定该燃料的分子式,
7(2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷,下列有关丙烷的叙述中不正确的是 ( )
(A)分子中碳原子不在一条直线上 (B)光照下能够发生取代反应
(C)比丁烷更易液化 (D)是石油分馏的一种产品 8(煤气化所得气体可用于城市家用燃气。下列选项中的气体均属于家用燃气有效成分的是 ( )
( A) CO、H、N (B)CO、CH、H 2242
(C)CO、CH、CO (D) CH、H、O 42422
9(下列有机物的俞名中正确的是( )。
A(2-甲基丁烷 B(1,2-二甲基戊烷
C(3,4-二甲基戊烷 D(6-甲基-3-乙基庚烷
10(下列有关同系物的叙述中错误的是( )。
A(同系物一定具有相同的最简式 B(同系物符合同一个分子式的通式
C(相邻同系物彼此在组成上相差一个CH原子团 2
D(同系物化学性质基本相似,物理性质随碳原子数增加而有规律性地变化 11(某有机物含碳66.67%,含氢11. 11%,其余为氧,它对空气的相对密度为2.483,求该化合物的分子式。
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12(室温时,20 mL某气态烃与过量氧气混合,完全燃烧后恢复到室温,气体体积减少了50 mL,剩余气体再通过苛性钠溶液,体积又减少了40 mL,求该烃的分子式。
13(某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,则此烃的分子式可以是 ( )
(A)CH (B) CH (C) CH (D) CH 26 38410512
二、等量的烃完全燃烧时耗氧量的计算
1(等物质的量的烃完全燃烧时耗氧量的计算
对于等物质的量(1 mol)的烃CH完全燃烧时,消耗氧气的物质的量为(x+y/4)mol,(x+y/4)xy
的值越大,消耗氧气的物质的量也越大。
点燃 CH+(x+y/4)O,,,,xCO+ y/2HO xy222
2(等质量的烃完全燃烧时耗氧量的计算
因为质量相等的碳单质和氢单质燃烧,氢单质耗氧量多,因此等质量的烃CH完全燃xy烧时,若烃中氢元素的质量分数越大,则其耗氧量越大。即若y/x的值越大,则烃完全燃烧时耗氧量也越大。
点燃点燃,,,,,,,, 2H+O2HO C+OCO 22222
三、 课后作业
1(下列叙述中正确的是 ( )
(A)含不同碳原子数的烷烃一定是互为同系物的关系
(B)结构对称的烷烃,其一氯取代产物必定只有一种结构
(C)相对分子质量相同,结构不同的化合物一定是互为同分异构体关系
(D)分子通式相同且组成上相差一个或多个CH原子团的物质一定互为同系物 2
2((多选)下列物质中互为同分异构体的是 ( )
7
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3,下列有机物的命名中,正确的是 ( )
4(丁烷失去1个氨原子后所剩余的原子团叫做丁基。丁基有 种,写出所有丁基的结构简式
_____________________________________________________________________。
丁烷的一氯代物有 种。相对分子质量为114的烷烃,其一氯代物只有一种,则此烃的结构简式为 _________,名称为________________________。 8(下列有机物中与CH属于同系物关系的是( )。 512
A(CH B(CHCH,CH—CHCH 818323
C( D(CH 26
9(下列各组物质中
属于同分异构体的是(); 属于同素异形体的是( );
属于同位素的是( ); 属于同系物的是( )。
1816 A(氧气和臭氧 B(O和O C(丙烷和辛烷 D(丁烷与2-甲基丙烷 10(某烃蒸气对氢气的相对密度为36,它与Cl反应只生成一种一氯代物,该烃的结构简2
式是( )。
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A(CH(CH)CH B(CHCH(CH)CHCH 32333323
C((CH)C D(CHCHCH(CH)CH 343233
11(某有机物6.2 g完全燃烧后生成8.8 g CO和0.3mol HO,该有机物蒸气对氢气的相对22
密度为31,求该有机物的分子式。
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