- 最简单的有机化合物——甲烷
- 共9549题
下列物质在常温常压下为液体的是（ ）
正确答案
解析
解：A．甲烷是小分子烃，分子间作用力小，常温常压下为气态，故A错误；
B．乙醇分子间存在氢键，分子间作用力较强，常温常压下为液态，故B正确；
C．乙烯是小分子烃，分子间作用力小，常温常压下为气态，故C错误；
D．乙炔是小分子烃，分子间作用力小，常温常压下为气态，故D错误；
故选B．
有机物的结构式中，四价的碳原子以一个、两个、三个或四个单键分别连接一、二、三或四个其它碳原子时，被分别称为伯、仲、叔或季碳原子．若其数目分别a、b、c、d用表示：
（1）对烷烃（除甲烷外），下列说法正确的是______．
A．a的数目与b的数目的大小无关 B．c增加1，a就会增加3
C．d增加1，a就会增加2 D．b增加1，a就会增加2
（2）若某烷烃分子中，b=c=d=1则满足此条件的该分子的结构可能有______种，写出其中一种的名称______．
（3）人们在对烷烃分子空间结构的研究中发现某一系列的烷烃分子只有一种一卤取代物．如：
这一系列具有一定的规律性，当一种烃分子的-H全部被-CH3取代后，它的一卤代物异构体数目不变．试回答：
①请写出上一系列第4种烷烃的化学式______．
②请写出上一系列所有烷烃化学式的通式______．
正确答案
解：（1）A．根据题意，伯碳原子a有3个H，仲碳原子b有2个H，叔碳原子c有1个H，季碳原子d没有H，对于烷烃（CnH2n+2）而言，以下等式成立：3a+2b+c=2×（a+b+c+d）+2，故a=c+2d+2，所以无论b是多少（即有多少个仲碳原子），a的数目都没有影响，故A正确；
B．根据a=c+2d+2可知，c增加1，a就会增加1，故B错误；
C．由于a=c+2d+2可知，d增加1，a就会增加2，故C正确；
D．根据A的分析可知，b增加1，a不变，故D错误；
故答案为：AC；
（2）由b=c=d=1得，a=a=c+2d+2=5，即-CH3有5个，其余各有一个，符合此条件的烷烃的结构有3种：CH3CH2C（CH3）2CH（CH3）CH3，名称为：2，3，3-三甲基戊烷；CH3CH2CH（CH3）C（CH3）2CH3，名称为：2，2，3-三甲基戊烷；CH3CH（CH3）CH2C（CH3）2CH3，名称为：2，2，4-三甲基戊烷，
故答案为：3；2，2，3-三甲基戊烷（或2，2，4-三甲基戊烷、2，3，3-三甲基戊烷）；
（3）①根据②的通式，将n=4代入，得碳原子数为2×3（4-1）-1=53，
氢原子数目为4×3（4-1）=108，所以第4种烷烃的化学式为C53H108，
故答案为：C53H108；
②甲烷、新戊烷、十七烷分子中氢原子个数为等比数列：4、12、36…公比q=3，根据等比数列通项公式an=a1q（n-1），可知此烷烃的氢原子通项为4×3（n-1），设第n项的分子式为CmH2m+2，可得2m+2=4×3（n-1），
解得m=2×3n-1-1，即该烷烃的碳原子通项为2×3n-1-1，所以该系列烷烃的化学式的通式为C2×3n-1-1H 4×3n-1，
故答案为：C2×3n-1-1H4×3n-1（n≥1，且为正整数）．
解析
解：（1）A．根据题意，伯碳原子a有3个H，仲碳原子b有2个H，叔碳原子c有1个H，季碳原子d没有H，对于烷烃（CnH2n+2）而言，以下等式成立：3a+2b+c=2×（a+b+c+d）+2，故a=c+2d+2，所以无论b是多少（即有多少个仲碳原子），a的数目都没有影响，故A正确；
B．根据a=c+2d+2可知，c增加1，a就会增加1，故B错误；
C．由于a=c+2d+2可知，d增加1，a就会增加2，故C正确；
D．根据A的分析可知，b增加1，a不变，故D错误；
故答案为：AC；
（2）由b=c=d=1得，a=a=c+2d+2=5，即-CH3有5个，其余各有一个，符合此条件的烷烃的结构有3种：CH3CH2C（CH3）2CH（CH3）CH3，名称为：2，3，3-三甲基戊烷；CH3CH2CH（CH3）C（CH3）2CH3，名称为：2，2，3-三甲基戊烷；CH3CH（CH3）CH2C（CH3）2CH3，名称为：2，2，4-三甲基戊烷，
故答案为：3；2，2，3-三甲基戊烷（或2，2，4-三甲基戊烷、2，3，3-三甲基戊烷）；
（3）①根据②的通式，将n=4代入，得碳原子数为2×3（4-1）-1=53，
氢原子数目为4×3（4-1）=108，所以第4种烷烃的化学式为C53H108，
故答案为：C53H108；
②甲烷、新戊烷、十七烷分子中氢原子个数为等比数列：4、12、36…公比q=3，根据等比数列通项公式an=a1q（n-1），可知此烷烃的氢原子通项为4×3（n-1），设第n项的分子式为CmH2m+2，可得2m+2=4×3（n-1），
解得m=2×3n-1-1，即该烷烃的碳原子通项为2×3n-1-1，所以该系列烷烃的化学式的通式为C2×3n-1-1H 4×3n-1，
故答案为：C2×3n-1-1H4×3n-1（n≥1，且为正整数）．
下列有关烷烃的叙述中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．C原子数不大于4的烃在通常情况下为气态，故A错误；
B．烷烃性质稳定，不能使紫色KMnO4溶液褪色，故B错误；
C．分子通式为CnH2n+2的烃，满足碳原子的价键是分子中形成的全是单键，是饱和烃，所以一定是烷烃，故C错误；
D．烷烃分子中碳原子形成四个共价键全是单键，形成的烷烃为饱和链烃，每个碳原子都形成四个单键，故D正确．
故选D．
在烷烃和烯烃的同系物中，一般随着分子中碳原子数的增加其沸点______，密度______．卤代烃都______溶于水，______溶于有机溶剂．提纯液态有机物常用的方法是______，该法要求被提纯的液态有机物与杂质的沸点相差约大于______．
正确答案
升高
增大
难
易
蒸馏
30℃
解析
解：在烷烃和烯烃的同系物中，一般随着分子中碳原子数的增加其沸点，分子间作用力增大，沸点升高，相对密度逐渐增大；卤代烃为有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂；提纯液态有机物常用的方法是蒸馏，要求组分间沸点相差不低于30℃，
故答案为：升高；增大；难；易；蒸馏；30℃．
下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．烷烃只含有C-C单键与C-H单键，烯烃中含有C═C双键，可能含有C-C单键与C-H单键，故A错误；
B．烯烃中α-H原子较活泼，导致烯烃能发生取代反应，故B错误；
C．烯烃可以燃烧、可以被酸性高锰酸钾氧化，能发生氧化反应，烷烃不能被酸性高锰酸钾氧化，但烷烃的燃烧反应属于氧化反应，故C错误；
D．烷烃是饱和烃不能发生加成反应，烯烃含有C═C双键，性质较活泼能发生加成反应，故D正确；
故选D．
烷烃分子中的基团：-CH3、-CH2-、
（1）烷烃分子中氢原子数n0与n1，n2，n3，n4之间的关系式是：n0=______或n0=______．
（2）烷烃分子中四种碳原子之间的关系为：n1=______．
（3）若某烷烃分子中n2=n3=n4=1，则满足此等式的分子结构可能有______种（填数字）．
正确答案
解：（1）由于烷烃的通式为CnH2n+2，C原子与H原子之间的数量关系为n0=2（n1+n2+n3+n4）+2，
伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0，所以C原子与H原子之间的数量关系为n0=3n1+2n2+n3，
故答案为：2（n1+n2+n3+n4）+2；3n1+2n2+n3；
（2）由（1）中可得，2（n1+n2+n3+n4）+2=3n1+2n2+n3，故n3+2n4+2=n1，
故答案为：n3+2n4+2；
（3）由（2）中n3+2n4+2=n1，当n2=n3=n4=1时，n1=5，碳原子总数为8，则该烷烃的分子式为C8H18，
满足n2=n3=n4=1的结构可能有3种：（CH3）3CCH（CH3）CH2CH3、（CH3）3CCH2CH（CH3）2、（CH3）2CHC（CH3）2CH2CH3．
故答案为：3．
解析
解：（1）由于烷烃的通式为CnH2n+2，C原子与H原子之间的数量关系为n0=2（n1+n2+n3+n4）+2，
伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0，所以C原子与H原子之间的数量关系为n0=3n1+2n2+n3，
故答案为：2（n1+n2+n3+n4）+2；3n1+2n2+n3；
（2）由（1）中可得，2（n1+n2+n3+n4）+2=3n1+2n2+n3，故n3+2n4+2=n1，
故答案为：n3+2n4+2；
（3）由（2）中n3+2n4+2=n1，当n2=n3=n4=1时，n1=5，碳原子总数为8，则该烷烃的分子式为C8H18，
满足n2=n3=n4=1的结构可能有3种：（CH3）3CCH（CH3）CH2CH3、（CH3）3CCH2CH（CH3）2、（CH3）2CHC（CH3）2CH2CH3．
故答案为：3．
下列有关丙烷的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、烷烃的通式为CnH2n+2，丙烷中的碳原子数是3，所以丙烷的分子式为C3H8，故A正确；
B、甲烷是正四面体结构，所有的原子都不在一条直线上，丙烷相当于甲烷中的两个氢原子被两个甲基取代，所以丙烷分子中的碳原子不在一条直线上，故B错误；
C、烷烃能和氯气发生取代反应生成氯代烃，所以丙烷在光照条件下能够发生取代反应，故C正确；
D、烷烃和烯烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化，沸点逐渐升高，丙烷的碳原子数大于乙烷的，所以丙烷的沸点大于乙烷的，故D错误；
故选AC．
下列有机物属于烷烃的是（ ）
正确答案
解析
解：A、C6H6不符合通式CnH2n+2，不属于烷烃，故A错误；
B、C5H12符合通式CnH2n+2，属于烷烃，故B正确；
C、C2H4不符合通式CnH2n+2，不属于烷烃，故C错误；
D、C2H2不符合通式CnH2n+2，不属于烷烃，故D错误；
故选B．
下列有机物的名称不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．2-甲基-4-乙基庚烷，符合烷烃的命名原则，故A正确；
B．3-甲基己烷，符合烷烃的命名原则，故B正确；
C．取代基的位次和应最小，应为：2，3-二甲基戊烷，故C错误；
D．2-甲基丁烷，符合烷烃的命名原则，故D正确．
故选C．
含有2～5个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表：
*燃烧热：1mol物质完全燃烧，生成二氧化碳、液态水时所放出的热量．根据表中数据，下列判断错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、由表中数据可知，随碳原子数增加，烷烃沸点升高．正戊烷在常温常压下已不是气体，正庚烷在常温常压下肯定不是气体，故A正确；
B、由表中数据可知，随碳原子数增加，烷烃燃烧热逐渐增大，成线性关系，故B正确；
C、由表中数据可知，随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都升高或增大，但并不成比例，故C正确；
D、由表中数据可知，随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都升高或增大，但并不成比例，故D错误．
故选：D．
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