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课时达标训练
1.(2017·泰安高一检测)标准状况下将35 mL某气态烷烃完全燃烧,恢复到原来状况下,得到140 mL二氧化碳气体,则该烃的分子式为 ( )
A.C5H12 B.C4H10
C.C3H6 D.C3H8
【解析】选B。相同状况下,气体体积与物质的量成正比,则1 mol该烷烃完全燃烧可得到4 mol CO2,所以该烷烃分子中碳原子数为4。
2.(2017·邯郸高一检测)丁烷(化学式C4H10)是家庭用液化石油气的成分之一,也用于打火机中作燃料,下列关于丁烷的叙述不正确的是 ( )
A.在常温下,C4H10是气体
B.C4H10与CH4同属于烷烃
C.丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体
D.C4H10进行一氯取代后生成两种沸点不同的产物
【解析】选D。丁烷分子中碳原子数为4,故常温下为气态,A项正确;丁烷分子中碳原子可能的连接方式有如下两种情况:正丁烷,异丁烷,这两种分子的一氯代物各有两种结构,故D项中应有4种沸点不同的产物。
【补偿训练】
下列说法正确的是 ( )
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A.碳碳间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是烷烃
B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D.碳、氢原子个数比为1∶3的烃有两种
【解析】选B。A项中环烷烃也符合要求,但它不是烷烃;C项中由碳原子的成键方式和甲烷的空间构型知,正戊烷中的碳原子不在同一直线上;D项中n(C)∶n(H)=1∶3时必为C2H6,一定是乙烷。
3.关于CH4和的叙述正确的是 ( )
A.均能用通式CnH2n+2来表示
B.与所有烷烃互为同分异构体
C.它们结构相似,物理、化学性质相同
D.通常情况下只有甲烷是气态
【解析】选A。A项,因二者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2;B项,它们与其他烷烃互为同系物;C项,二者化学性质相似,但物理性质不同;D项,碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气态。
【易错提醒】(1)属于同系物关系的一定不是同分异构体关系。(2)同系物的化学性质相似,因为它们的结构相似,但分子不同,物理性质会有明显差别。
4.(2017·金华高一检测)下列分子只表示一种物质的是 ( )
A.C3H7Cl B.C5H12
C.CH2Cl2 D.C4H10
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【解析】选C。A.C3H8分子中有2种不同位置的氢原子,因此C3H7Cl有2种不同的结构,表示两种物质,错误;B.C5H12分子有3种不同的结构,表示三种物质,错误;C.由于甲烷是正四面体结构,所以CH2Cl2只表示一种物质,正确;D.C4H10分子有2种不同的结构,表示两种物质,错误。
5.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,各元素的质量分数也相同,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称为同分异构体
【解析】选D。仅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,如氢气(H2)和甲烷(CH4)分子组成上相差一个CH2,但二者不是同系物,A不对;两种化合物组成元素相同,各元素的质量分数也相同,只能确定它们的实验式相同,实验式相同的化合物分子式不一定相同,所以不一定是同分异构体,B不对;相对分子质量相同的物质很多,有些分子组成不同,所以不一定是同分异构体,C不对;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称为同分异构体。
6.有A、B两种烃,含碳的质量分数相等。关于A和B
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的下列叙述正确的是 ( )
A.A和B一定是同分异构体
B.A和B不可能是同系物
C.A和B的实验式相同
D.A和B各1 mol完全燃烧后生成CO2的质量一定相等
【解析】选C。因为A、B都是烃,碳的质量分数相同,则氢的质量分数也一定相同,则C、H的个数比相同,即实验式相同,可能是同系物,例如C2H4和C3H6,但分子式不一定相同。
7.(2017·昆明高一检测)选择序号填空:
①16O和18O ②金刚石和石墨
③CH3CH3和CH3CH2CH2CH3
④CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH3
(1)属于同素异形体的是 。
(2)互为同位素的是 。
(3)互为同分异构体的是 。
(4)属于同系物的是 。
【解析】①16O和18O是质子数相同而中子数不同的微粒,所以属于同位素;②金刚石和石墨是由同种元素组成的不同性质的单质,互为同素异形体;③CH3CH3和CH3CH2CH2CH3结构相似,在分子组成上相差2个CH2原子团,互为同系物;
④CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH3分子式相同,而结构不同,互为同分异构体。
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答案:(1)② (2)① (3)④ (4)③
【补偿训练】
有下列各组物质:
ASe和Se
B.甲烷和庚烷
C.和
D.和
E.一氯甲烷和二氯甲烷
(1) 组两物质互为同位素。
(2) 组两物质互为同分异构体。
(3) 组两物质为同一物质。
(4) 组两物质为同系物。
【解析】A项,二者互为同位素;B项,二者互为同系物;C项,二者互为同分异构体;D项,二者属于同一物质(二氯甲烷),不是同分异构体;E项,不是同系物,也不是同分异构体。
答案:(1)A (2)C (3)D (4)B
8.【能力挑战题】(1)写出下列各种烷烃的分子式:在标准状况下,相对分子质量最大的气态烷烃是 ;相对分子质量最小的液态烷烃是 ;相对分子质量最小的固态烷烃是 。
(2)写出下列各种烷烃的分子式:含碳质量分数最低的烷烃是 ;和CO2密度相同的烷烃是 ;碳、氢质量比为
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5∶1的烷烃是 。
(3)含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃的分子式是 ,其同分异构体的结构简式是 。
(4)等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧时,耗氧量前者 后者;等质量的CH4和C3H8完全燃烧时,耗氧量前者 后者;若耗氧量相同,则二者的物质的量之比n(CH4)∶n(C3H8)= 。
【解析】(1)标准状况下相对分子质量最大的气态烷烃是丁烷,相对分子质量最小的液态烷烃是戊烷,相对分子质量最小的固态烷烃是十七烷。
(2)在CnH2n+2中,随着n的不断增大,碳的质量分数也逐渐增大,故含碳质量分数最低的烷烃是甲烷;与CO2密度相同的烷烃,其相对分子质量与CO2必须相同,丙烷的相对分子质量为44;由CnH2n+2知,12n∶(2n+2)=5∶1,则n=5,为戊烷。
(3)甲烷、乙烷、丙烷均不存在同分异构现象,从丁烷开始有同分异构现象,故含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是丁烷。
(4)等物质的量的烷烃(CxHy)完全燃烧时,CH4的(x+)的值小于C3H8,所以耗氧量前者小于后者。等质量时,由于CH4中氢的质量分数大于C3H8中氢的质量分数,所以耗氧量前者大于后者。由CH4～2O2,C3H8～5O2分析可知,若耗氧量相同,n(CH4)∶n(C3H8)=5∶2。
答案:(1)C4H10 C5H12 C17H36
(2)CH4 C3H8 C5H12
(3)C4H10 CH3—CH2—CH2—CH3、
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(4)小于 大于 5∶2
【补偿训练】
某烷烃汽化后的体积为2 mL,在一密闭容器中与16 mL氧气恰好完全反应生成二氧化碳和水蒸气(反应前后均为相同状态)
(1)求该烷烃的分子式。
(2)写出该烷烃的所有同分异构体的结构简式。
(3)若该烷烃的一氯代物只有一种,写出该烷烃的结构简式。
【解析】设该烷烃分子式为CnH2n+2,
则由CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
1
2 mL 16 mL
可得n=5,故该烷烃的分子式为C5H12,为戊烷,其同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷3种;若该烷烃的一氯代物只有一种,则分子中12个氢原子等效,只有
符合。
答案:(1) C5H12
(2)CH3CH2CH2CH2CH3、、
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(3)
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