高中化学有机化学基础第2章第1节文档格式.docx
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8
9
……
C2H2
C2H4
C2H6
C3H4
C3H6
C3H8
C4H6
C4H8
C4H10
A.C6H12B．C6H14
C．C7H12D．C7H14
[解析] 从表中可知烃的分子组成的规律是：
每3个分子为1组，每组之间碳原子数依次增加1，所以第15位的烃的应为第5组，碳原子数为6；
而每组内3个烃根据分子式可依次认为是炔烃、烯烃和烷烃。
所以第15位烃应为含6个碳原子的烷烃。
4．（2009·
全国卷Ⅰ）现有乙酸和两种链状单烯烃的混合物，若其中氧的质量分数为a，则碳的质量分数是（ ）
A.
B.
a
C.
（1－a）D.
（1－a）
[答案] C
[解析] 乙酸的化学式为C2H4O2，而单烯烃的通式为CnH2n，从化学式可以发现两者中，C与H之间的数目比为1∶2，质量比为6∶1，碳氢的质量分数一共为1－a，其中碳占
（1－a）。
5．（2010·
温州高二检测）有机化合物C4H8是生活中的重要物质。
关于C4H8的说法中，错误的是（ ）
A．C4H8可能是烯烃
B．C4H8中属于烯烃类的同分异构体有3种
C．核磁共振氢谱有2种吸收峰的烯烃结构一定是
D．C4H8中属于烯烃的顺反异构体有2种
[解析] C4H8可能是烯烃也可能是环烷烃，属于烯烃的同分异构体有3种：
CH2＝CH－CH2－CH3、CH3－CH＝CH－CH3、
；
核磁共振氢谱有2种吸收峰的烯烃有：
CH3－CH＝CH－CH3和CCH2CH3CH3；
属于顺反异构体的有
和
种。
6．一定条件下，由5体积某烷烃和1体积某烯烃组成的混合气体的体积是相同条件下等质量H2体积的
，则该烷烃、烯烃分别是（ ）
A．CH4、C2H4B．C2H6、C3H6
C．C3H8、C4H8D．C4H10、C5H10
[解析] 本题考查了阿伏加德罗定律的应用，物质的量、质量、相对分子质量之间的关系：
n＝
，
＝
（同温同压下）。
由题意可知：
V（混合气体）＝
V（H2），得n（混合气体）＝
n（H2）由于两者的质量相等，则可得：
M（混合气体）＝16M（H2）＝32g/mol，A项中两组分的相对分子质量均小于32，C、D两项中两组分的相对分子质量均大于32，故A、C、D三项不符合平均相对分子质量的意义。
7．某气态烃1体积只能与1体积Br2发生加成反应，生成溴代烷，此溴代烷1mol可与4molCl2发生完全取代反应，则该烃的结构简式为（ ）
A.CH2==CH2
B.CH3CH==CH2
C.CH3CH3
D．CH2==CH-----CH==CH2
[答案] A
[解析] 1体积该烃只能与1体积溴发生加成反应，说明该烃分子中只含1个C===C，生成的溴代烷1mol可与4molCl2发生完全的取代反应，说明1分子该溴代烷中含有4个H原子。
8．甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得纯净的甲烷，最好依次通过盛有何种试剂的洗气瓶（ ）
A．澄清石灰水、浓硫酸
B．酸性KMnO4溶液、浓硫酸
C．溴水、浓硫酸
D．浓硫酸、酸性KMnO4溶液
[解析] 乙烯分子中存在双键，能与Br2加成除去乙烯。
酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能将乙烯氧化成CO2混入CH4中，使CH4不纯净。
浓硫酸虽有强氧化性，但常温下却无法氧化乙烯，只能吸收乙烯中的水分。
9．由乙烯推测丙烯的结构或性质正确的是（ ）
A．分子中3个碳原子在同一直线上
B．分子中所有原子在同一平面上
C．与氯化氢加成只生成一种产物
D．能使酸性KMnO4溶液褪色
[解析] 丙烯结构简式为CH3CH==CH2，分子中3个碳原子在同一平面上，而CH3C≡CH中3个碳原子在同一直线上，A错；
丙烯分子中的—CH3中C与H并不共面，B错；
丙烯与HCl加成可生成CH3CH2—CH2Cl或CH3CHClCH3，C错；
丙烯分子中含有双键，可使酸性KMnO4溶液褪色，D正确。
10．将下列物质按沸点由高到低的顺序排列（填序号）________
①CH3（CH2）2CH3 ②CH3（CH2）3CH3
③（CH3）3CH ④（CH3）4C
⑤（CH3）2CHCH2CH3
[答案] ②⑤④①③
[解析] 一般情况下，随着同系物中碳原子数的递增，相对分子质量增大，分子间作用力增强，沸点升高。
在烷烃的同分异构体中，支链越多，对称性越好，分子间作用力越小，沸点越低。
依据上述原则不难看出：
①③沸点应低于②④⑤.①和③中③的支链多，沸点低。
②④⑤中根据支链的多少可得出：
④低于⑤，⑤低于②。
11．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）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；
（2）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______________________________；
（3）乙烯的某同系物A（化学式为C5H10）和氢气加成后的产物一氯取代物有三种，试写出A可能有的结构简式：
__________________________。
[答案]
（1）2
（2）加聚或聚合 苯乙烯分子中有碳碳双键与溴水发生了加成反应
（3）CH2===CHCH2CH2CH3
CH3CH===CHCH2CH3
[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的结构有三种，我们将其结构一一写出，然后看哪种结构的一氯代物为三种，然后再补双键还原出C5H10的结构。
12．（2010·
温州高二检测）有机化学中的反应类型较多，请将下列反应归类。
①由乙炔制氯乙烯 ②乙烷在空气中燃烧 ③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 ④乙烯使酸性KMnO4溶液褪色 ⑤由乙烯制聚乙烯 ⑥甲烷与氯气在光照条件下反应
其中，属于取代反应的是________，属于氧化反应的是________，属于加成反应的是________，属于聚合反应的是________。
[答案] ⑥ ②④ ①③ ⑤
13．含有一个双键的气态某烯烃和另一气态烷烃的混合气体，在同温同压下其密度是H2的13.2倍。
在标准状况下将4.48L混合气体通过足量的溴水，结果溴水增重3.36g，求原混合气体中各烃的体积分数。
[答案] 混合气体中甲烷的体积分数为60%，烯烃的体积分数为40%
[解析]
＝13.2×
2g/mol＝26.4g/mol
由于在所有烃中，M小于26.4g/mol只有甲烷和乙炔（不合题意），故混合气体中必有CH4。
＝0.2mol，
m＝26.4g/mol×
0.2mol＝5.28g
m（CH4）＝5.28g－3.36g＝1.92g
n（CH4）＝
＝0.12mol
所以，n（烯）＝0.2mol－0.12mol＝0.08mol
则甲烷的体积分数为
×
100%＝60%
烯烃的体积分数为
100%＝40%。
【培优题】
14．2010年7月18日，20时许，辽宁某煤电股份有限公司大窑沟煤矿发生一起瓦斯爆炸事故，造成4人死亡，13人受伤。
煤在形成过程中产生大量气体，其中甲烷占85%以上，吸附在煤体上，成为煤层气，通常称为“瓦斯”。
在煤开采过程中，煤层气在煤体上的吸附平衡条件受到破坏，大量的煤层气就会释放出来。
煤层气具有正、负两面性：
如果先于煤炭开采利用，煤层气是优良的一次性清洁能源。
如果后于煤炭开采，则煤层气就会随煤炭开采而释放：
一是成为煤矿瓦斯爆炸的事故源，成为煤矿安全生产的“大敌”；
二是破坏力很大的温室气体，CH4的温室效应是CO2的约20倍，对臭氧的破坏力是CO2的7倍。
请根据上述材料回答下列问题：
（1）当空气中含甲烷的体积分数为5%～15%时，点燃就会发生爆炸，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积分数是（同温同压）________（填序号）。
A．1.5%B．9.5%
C．3.12%D．4.15%
（2）下列做法不利于煤矿安全生产的是________（填序号）。
A．采用矿井通风和控制瓦斯涌出等方法，防止瓦斯浓度超过规定
B．控制火源，杜绝非生产需要的火源，如吸烟、火柴、明火照明等
C．矿灯不亮，在井下私自拆卸维修
D．定期检查工作地点的CH4浓度和通风状况
（3）已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2，产生的温室效应前者大。
下面是有关天然气的几种叙述：
①天然气与煤、柴油相比是较洁净的能源；
②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；
③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。
其中正确的是________（填序号）。
A．①②③B．只有①
C．①和②D．只有③
（4）有人利用反应：
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890kJ·
mol－1，将铂丝插入KOH溶液中作电极，分别在两极上通入CH4和O2，从而设计出一种燃料电池。
①电池中通入CH4的是________极，电极反应式________，该电池的化学反应方程式为________，溶液中的pH将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②若该燃料电池释放364.9kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为________。
（5）甲烷与过量氧气混合，用电火花引爆后，测得爆炸后的气体密度为同温同压时氢气密度的15倍，求原混合气体中甲烷与氧气的体积之比________。
[答案]
（1）B'
（2）C'
（3）C'
（4）①负'
CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O
CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O'
减小'
②82%'
（5）1∶7
[解析]
（1）爆炸时发生的反应为CH4＋2O2
CO2＋2H2O，当两者体积比为1∶2时恰好完全反应，此时爆炸最剧烈，V（CH4）∶V（空气）＝1∶（2÷
0.21）≈1∶9.5，甲烷的体积在空气中占的体积分数为：
100%≈9.5%。
（2）C项对矿灯私自拆卸，就可能短路，产生电火花，如果井下瓦斯浓度控制不好，则可引起爆炸。
其他三项有利于防止瓦斯爆炸。
（3）天然气是气体燃料，燃烧时更容易充分燃烧产生CO2和H2O，相比于煤、柴油而言是比较清洁的能源；
从题给的信息看，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应是前者大，等质量时，CH4的物质的量大，所以产生的温室效应大；
SO2、NOx的过度排放是引起酸雨的原因，天然气燃烧产物是CO2和H2O，不会产生酸雨，故③错。
（4）①根据发生的氧化还原反应类型，可知CH4在负极上发生反应，O2在正极上发生反应。
负极上的甲烷，在碱性介质中变成了CO32－，所以负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O。
甲烷燃料电池设计的原理是：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O（a）。
负极上生成的CO2，在KOH介质中发生反应：
CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O（b），将（a）＋（b），即可得电池的总反应式：
CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。
由总反应可知，甲烷燃料电池在工作时消耗KOH，溶液的pH减小。
②由热化学方程式知生成1mol液态水时放出的热量为890kJ×
＝445kJ，故该电池的能量转化率：
100%＝82%。
（5）爆炸后混合气体的平均相对分子质量：
＝2×
15＝30，过量的O2和生成的CO2两种气体的相对分子质量都大于30，则另一生成物H2O必为气体。
在甲烷燃烧的化学反应中CH4＋2O2
CO2＋2H2O，当生成水蒸气时，反应前后气体物质的量不变，质量也守恒，据此可进行计算。
设反应混合气体的总物质的量为1mol，其中CH4物质的量为xmol，O2物质的量为（1－x）mol。
16g·
mol－1·
xmol＋32g·
（1－x）mol＝1mol×
30g·
mol－1，得n（CH4）＝0.125mol，n（O2）＝（1－0.125）mol＝0.875mol，同温同压条件下，
。
课时二 炔烃及脂肪烃的来源
1．（2010·
河南焦作市高二期末）石油在国民经济中的地位和作用十分重要，被誉为“黑色的金子”“工业的血液”等。
下列关于石油及其应用的说法正确的是（ ）
A．液化石油气主要成分是甲烷
B．石油主要含有碳、氢两种元素
C．石油的裂化是物理变化
D．石油分馏的各馏分均是纯净物
[解析] 液化石油气是一些烃的混合物；
石油的裂化是化学变化，石油分馏的各馏分均是混合物。
2．某气态烃0.5mol能与1molHCl完全加成，加成后产物分子上的氢原子又可被3molCl2取代，则此气态烃可能是（ ）
A．C2H2B．CH2===CH2
C．CH≡C——CH3D．CH2===C（CH3）2
[解析] 0.5mo1烃与1molHCl加成，则每个分子中多加了2个H、2个Cl，加成后0.5mol产物可与3molCl2取代，说明每个分子中有6个氢，那么与HCl加成前分子中应有4个氢原子，所以原来的烃是丙炔。
3．某气态烷烃和丙炔的混合气体对空气的相对密度为0.83。
混合气体中的烷烃为（ ）
A．甲烷 B．乙烷
C．丙烧D．丁烷
[解析] 混合气体的平均相对分子质量Mr＝0.83×
29＝24.07。
丙炔的相对分子质量为40，则烷烃的相对分子质量一定小于24，只能是甲烷。
4．下列各组物质中，碳氢两元素的质量比为一定值的是（ ）
A．CH4、C2H4 B．C2H4、C4H8
C．C2H6、C2H2D．C2H4、C2H2
[解析] 组成符合CnH2n或最简式相同的烃，碳氢两元素的质量比为定值。
5．下列说法正确的是（ ）
A．丙炔分子中三个碳原子不可能位于同一直线上
B．乙炔分子中碳碳间的三个共价键性质完全相同
C．分子组成符合CnH2n－2的链烃一定是炔烃
D．在所有炔烃中，乙炔所含碳的质量分数最高
[解析] 丙炔可看作是乙炔分子中的一个氢原子被甲基取代的产物，因此，乙炔分子中三个碳原子有可能位于同一直线上。
对于炔烃，随着相对分子质量的递增，所含碳的质量分数递减。
6．下列关于碳氢化合物的叙述正确的是（ ）
A．碳氢化合物的通式为CnH2n＋2
B．石油的主要成分是碳氢化合物
C．乙炔是含碳量最高的碳氢化合物
D．碳氢化合物中的化学键都是极性键
[解析] 本题主要考查考生对碳氢化合物组成的认识。
碳氢化合物包括烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等，显然A不正确；
石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的，它们都是碳氢化合物，B正确；
稠环芳香烃中许多物质如C10H8的含碳量都大于C2H2；
碳氢化合物中碳原子与碳原子间为非极性键。
7．科学家于1995年合成了一种分子式为C200H200含多个碳碳三键（—C≡C—）的链状烃，其分子中含碳碳三键最多（ ）
A．49个B．50个
C．51个D．无法确定
[解析] 一个碳碳三键（—C≡C—）可与2分子氢气加成。
设该分子含有的碳碳三键为x，则4x＝202，x＝50.5。
所以，该烃分子中最多含50个碳碳三键。
8．由两种气态烃组成的混合物0.1mol，在氧气中完全燃烧，生成0.16molCO2和3.6g水，则下列说法正确的是（ ）
A．混合气体中一定有甲烷
B．混合气体一定是甲烷和乙烯
C．混合气体中一定没有乙烷
D．混合气体中一定有乙炔
[解析]
（1）先求出平均分子式：
物质的量之比n（烃）∶n（碳）∶n（氢）＝0.1∶0.16∶0.4＝1∶1.6∶4，由此可知，1mol烃的混合物含碳为1.6mol，氢为4mol，即平均分子式为C1.6H4。
（2）根据平均分子式判断分子组成：
根据碳原子数为1.6讨论：
因碳原子数必须为整数，肯定有一种烃的碳原子数为1，故一定含甲烷，而另一烃的碳原子可能是≥2的正整数，即可能为2、3、4、…；
再根据氢原子为4讨论：
因平均分子组成中的氢原子为4，而甲烷分子中氢原子也为4，则另一烃的氢原子一定等于4（不可能大于4或小于4）。
氢原子数等于4的烃除甲烷外，还有C2H4、C3H4、C4H4，故混合物组成可能有3组：
①CH4与C2H4，②CH4与C3H4，③CH4与C4H4。
9．据报道，近来发现了一种新的星际分子氰基辛炔，其结构简式为
对该物质判断正确的是（ ）
A．晶体的硬度与金刚石相当
B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．不能发生加成反应
D．可由乙炔和含氮化合物加聚制得
[解析] 由题给星际分子氰基辛炔的结构式可知，它只是一个分子中含有“—C≡C—”的直链小分子，不是空间网状结构的原子晶体，故A错。
因分子中含有
—C≡C—键，故可发生加成反应，也可使KMnO4酸性溶液褪色，B正确，C不正确；
所给分子结构不是CH≡CH与含氮化合物的加聚产物（H元素不守恒），故本题答案为B。
10．某烷烃A与炔烃B的混合气体1mol的质量为25.6g，取标准状况下的此混合气体6.72L通入足量的溴水中，结果溴水质量增加4.8g，由此推断A为________，B为________。
[答案] CH4 C3H4
[解析] 混合气体的平均相对分子质量为25.6，最简单的炔烃C2H2的相对分子质量为26，而烷烃中只有CH4的相对分子质量小于25.6。
据平均相对分子质量的含义可知：
混合气体中必有CH4。
由于炔烃可与Br2发生加成反应，引起溴水增重，所以
m（炔烃）＝4.8g
n（混合气体）＝
＝0.3mol
n（混合气体）＝0.3mol×
25.6g/mol＝7.68g
则n（CH4）＝
＝0.18mol
n（炔烃）＝0.3mol－0.18mol＝0.12mol
炔烃的摩尔质量为
＝40g/mol
即14n－2＝40，n＝3，所以B为C3H4。
11．若气态烃D的密度为1.25g/L（标准状况），根据下列转化关系推断：
A
B
C A
D
E
（1）写出A→E的结构简式：
A．________，B.________，C.________，D.________，E.________。
（2）写出下列反应的化学方程式：
A→B____________________________________________________________________；
B→C____________________________________________________________________。
[答案]
（1）CH≡CH CH2＝CHCl
CH2＝CH2 CH2－CH2
（2）CH≡CH＋HCl
CH2＝CHCl
nCH2＝CHCl
[解析] 烃D的摩尔质量为M＝1.25g/L×
22.4L/mol＝28g/mol，所以烃D为乙烯，由转化关系很容易判断A为乙炔，B为氯乙烯，C为聚氯乙烯，E为聚乙烯。
12．下图中每一方框的字母代表一种反应物或生成物：
已知气态烃D（其密度在同温同压下是氢气密度的13倍）跟物质F反应时产生明亮而带浓烈黑烟的火焰。
请写出下列字母代表的物质的化学式（分子式）：
A________、B________、D________、E________、H________。
[答案] CaC2 H2O C2H2 CO2 Ca（HCO3）2
[解析] 有机物与无机物相结合的框图题，其突破口“气态烃D的密度是同温同压下氢气密度的13倍”，根据相同条件下密度之比等于相对分子质量之比，所以该气态烃的相对分子质量为26，又根据其燃烧现象，初步判断D为C2H2。
联系到乙炔的实验室制法就可解决本试题。
①由烃D的密度是同温同压下H2密度的13倍，求出其相对分子质量为26，确定D为C2H2。
②根据D跟F反应时产生明亮而带黑烟的火焰，确定F为O2。
③由2C2H2＋5O2―→4CO2＋2H2O可知B、E分别为CO2或H2O。
④实验室制C2H2为CaC2＋2H2O―→Ca（OH）2＋C2H2↑，可知A、B分别是CaC2或H2O。
⑤综合③④，确定A为CaC2，B为H2O，E为CO2。
⑥其余物质依次C为Ca（OH）2、G为CaCO3，H为Ca（HCO3）2。
13．根据要求完成下列表格
类别
（CH3）2C===CHCH2CH3
CH3CH2C≡CCH===CH2
一定共
面的碳
原子数
线的碳
是否有
顺反异
构体
能否与
溴水反
应
[答案]
无
能
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