烷烴和同分異構(gòu)體

1. 有機(jī)物中碳原子成鍵特點(diǎn)

2. 甲烷

3. 烷烴

4. 同系物和同分異構(gòu)體

二. 復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1. 理解并掌握有機(jī)化合物中碳原子成鍵特點(diǎn)及空間取向、同分異物現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系。

2. 掌握甲烷的的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)。

3. 了解烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性質(zhì)、命名等知識(shí)。

4. 了解同系物、同分異構(gòu)體等概念，并能熟練書寫同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式，正確地根據(jù)有機(jī)物判斷其性質(zhì)及根據(jù)性質(zhì)確定其結(jié)構(gòu)。

三. 復(fù)習(xí)過程

（一）有機(jī)物中碳原子成鍵特點(diǎn)

1、有機(jī)物中每個(gè)碳原子周圍都形成4個(gè)共價(jià)鍵。

2、碳原子之間或與其它非金屬原子可形成三種共價(jià)鍵：單鍵、雙鍵、叁鍵。

3、1個(gè)碳原子和4個(gè)原子成單鍵時(shí)，碳原子采用sp³雜化，為四面體取向，如CH₄，CH₃Cl。形成雙鍵時(shí)，碳原子采用sp²雜化，雙鍵碳原子和與之直接相連的處于同一平面，如CH₂=CH₂。形成叁鍵時(shí)，碳原子采用sp雜化，叁鍵碳原子和與之直接相連的處于同一直線，如CH≡CH。

（二）甲烷

甲烷是烴中最簡單的有機(jī)物。甲烷是一種沒有顏色，沒有氣味的氣體，密度大約是空氣的1/6，極難溶于水。是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。

1、分子結(jié)構(gòu)

分子式：CH₄  電子式：結(jié)構(gòu)式：空間結(jié)構(gòu)示意圖：

（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：甲烷的空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)，其中碳原子采用sp³雜化，位于正四面體的中心，四個(gè)氫原子分別位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。碳原子的四個(gè)價(jià)鍵之間的夾角都相等，四個(gè)碳?xì)滏I的鍵長也都相等。甲烷分子是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子。

（2）CH₄分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)而不是正方形的平面結(jié)構(gòu)，理由是CH₂Cl₂不存在同分異構(gòu)體。

（3）甲烷（有機(jī)物）分子組成確定的步驟：

①先測定標(biāo)準(zhǔn)狀況甲烷的密度，根據(jù)其密度，求出分子量M=e×22.4=16。

②通過對(duì)甲烷進(jìn)行的定量（一般用燃燒的方法）測定，測得碳的百分含量75%，氫的百分含量25%。

③計(jì)算1個(gè)分子中碳?xì)涞脑觽€(gè)數(shù)：C:,其化學(xué)式為CH₄。

2、化學(xué)性質(zhì)：通常情況下，性質(zhì)比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)，跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿也不反應(yīng)。

（1）與氧氣反應(yīng)：甲烷（可燃性氣體）點(diǎn)燃前必須要驗(yàn)純，火焰的顏色是淡藍(lán)色，燃燒的化學(xué)方程式（條件、簡式、箭頭、小分子）：

將一蘸有石灰水的小燒杯罩在火焰上，小燒杯變模糊，說明有二氧化碳生成，將一干燥小燒杯罩在火焰上，有小液滴產(chǎn)生，說明有水生成。

（2）取代反應(yīng)（烷烴的特征反應(yīng)）：甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式：

①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論：黃綠色逐漸褪去，瓶壁出現(xiàn)油狀小液滴，說明產(chǎn)生了不溶于水的物質(zhì)。瓶口有大量白霧產(chǎn)生，使?jié)袷镌嚰堊兗t，推斷有氯化氫生成。

②甲烷四種取代產(chǎn)物性質(zhì)的比較：

③取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。

（三）烷烴

1、烷烴的定義：烴分子中的碳原子之間只以單鍵結(jié)合成鏈狀，碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合，使每個(gè)碳原子的化合價(jià)都已充分利用，都達(dá)到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，又叫烷烴。

2、烷烴的通式：C_nH_2n+2（n≥1）

3、烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：碳碳單鍵(C—C)；鏈狀；“飽和”（每個(gè)碳原子都形成四個(gè)單鍵）

4、物理性質(zhì)的遞變規(guī)律：隨著C原子增加，結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，分子間作用力逐漸增大；熔沸點(diǎn)逐漸升高(碳原子個(gè)數(shù)n≤4的烴均為氣體)；密度逐漸增大；均不溶于水。

5、化學(xué)性質(zhì)的通性：與甲烷的化學(xué)性質(zhì)類似，通常較穩(wěn)定，與酸、堿和強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)；在空氣中能點(diǎn)燃，燃燒的化學(xué)方程式：2C_nH_2n+2+（3n+1）O₂2nCO₂+(n+1)H₂O。在光照條件下，都能與氯氣等發(fā)生取代反應(yīng)。

6、烷烴的命名：碳原子數(shù)在10個(gè)以內(nèi)，依次用“天干”（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）代表碳原子數(shù)，其后加上“烷”字；碳原子數(shù)在10個(gè)以上，用漢字?jǐn)?shù)字表示（如十二烷）。系統(tǒng)命名法的命名步驟：

（1）選主鏈，稱某烷：選擇分子中最長的碳鏈作為主鏈，若有幾條等長碳鏈時(shí)，選擇支鏈較多的一條為主鏈。根據(jù)主鏈所含碳原子的數(shù)目定為某烷，再將支鏈作為取代基。此處的取代基都是烷基。

（2）寫編號(hào)、定支鏈：從距支鏈較近的一端開始，給主鏈上的碳原子編號(hào)。若主鏈上有2個(gè)或者2個(gè)以上的取代基時(shí)，則主鏈的編號(hào)順序應(yīng)使支鏈位次盡可能低。

（3）書寫規(guī)則：“支鏈的編號(hào)—逗號(hào)—支鏈的名稱—主鏈名稱”。將支鏈的位次及名稱加在主鏈名稱之前。若主鏈上連有多個(gè)相同的支鏈時(shí)，用小寫中文數(shù)字表示支鏈的個(gè)數(shù)，再在前面用阿拉伯?dāng)?shù)字表示各個(gè)支鏈的位次，每個(gè)位次之間用逗號(hào)隔開，最后一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字與漢字之間用半字線隔開。若主鏈上連有不同的幾個(gè)支鏈時(shí)，則按由小到大的順序?qū)⒚總€(gè)支鏈的位次和名稱加在主鏈名稱之前。

（四）同系物和同分異構(gòu)體

1、同系物：結(jié)構(gòu)相似，組成上相差一個(gè)或若干個(gè)“CH₂”原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。

（1）同系物必須是同類有機(jī)物。

（2）結(jié)構(gòu)相似指具有相似的原子連接方式，相同的官能團(tuán)類別和官能團(tuán)數(shù)目。

（3）具有相同通式的有機(jī)物除烷烴外，不能以通式相同作為確定是同系物的充分條件。

（4）同分異構(gòu)體之間不是同系物關(guān)系。

（5）同系物的物理性質(zhì)具有規(guī)律性的變化；同系物的化學(xué)性質(zhì)相似。

2、同分異構(gòu)體：化合物具有相同的分子式，但具有結(jié)構(gòu)式的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。如具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。

(1)同分異構(gòu)體的種類

①碳架異構(gòu)：指碳原子之間連接成不同的鏈狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)而造成的異構(gòu)。

②位置異構(gòu)：指官能團(tuán)或取代基在碳架上的位置不同而造成的異構(gòu)。

③類別異構(gòu)：指有機(jī)物分子中的官能團(tuán)不同或有機(jī)物類別不同而造成的異構(gòu)，也叫官能團(tuán)異構(gòu)。

④順反異構(gòu)：分子中存在碳碳雙鍵或環(huán)等限制旋轉(zhuǎn)的因素，使分子中某些原子或基團(tuán)在空間位置不同，產(chǎn)生順反異構(gòu)現(xiàn)象。雙鍵產(chǎn)生順反異構(gòu)體的條件是分子中含有碳碳雙鍵或環(huán)，碳碳雙鍵兩端每個(gè)原子所連兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán)。兩個(gè)相同的原子或原子團(tuán)排列在雙鍵的同一側(cè)的稱為順式結(jié)構(gòu)，兩個(gè)相同的原子或原子團(tuán)排列在雙鍵的兩側(cè)的稱為反式結(jié)構(gòu)。順式結(jié)構(gòu)和反式結(jié)構(gòu)的化學(xué)性質(zhì)基本相同，物理性質(zhì)有一定的差異。

（2）常見的類別異構(gòu)

C_nH_2n：(n≥3)烯烴和環(huán)烷烴；C_nH_2n－2：(n≥3)二烯烴和炔烴；C_nH_2n＋2O：(n≥2)飽和一元醇和飽和一元醚；C_nH_2nO：(n≥2)飽和一元醛、烯醇和環(huán)氧烷、(n≥3)飽和一元酮；C_nH_2nO₂：(n≥2)飽和一元羧酸、飽和一元羧酸飽一元醇酯；C_nH_2n＋1O₂N：(n≥2)氨基酸、硝基化合物和亞硝酸酯；C_nH_2n－6O：(n≥7)酚、芳香醇和芳香醚；C₈H₈：苯乙烯和立方烷；C₆H₁₂O₆：葡萄糖和果糖；C₁₁H₂₂O₁₁：蔗糖和麥芽糖；CH₄ON₂：尿素[CO(NH₂)₂]和氰酸銨[NH₄CNO]。

（3）判斷同分異構(gòu)體數(shù)目的常見方法和思路

①等效氫原子法（又稱對(duì)稱法）：分子中同一個(gè)碳原子上連接的氫原子等效，如甲烷中的4個(gè)氫原子等同；同一個(gè)碳原子上所連接的甲基上的氫原子等效，如新戊烷四個(gè)甲基等效，各甲基上的氫原子完全等效，也就是說新戊烷分子中的12個(gè)H原子是等效的；分子中處于對(duì)稱位置上的氫原子是等效的，如乙烷中的6個(gè)氫原子等同，2,2,3,3—四甲基丁烷上的24個(gè)氫原子等同，苯環(huán)上的6個(gè)氫原子等同。

②基團(tuán)連接法：將有機(jī)物看作由基團(tuán)連接而成，由基團(tuán)的異構(gòu)數(shù)目可推斷有機(jī)物的異構(gòu)體數(shù)目。如丁基有四種，丁醇（看作丁基與羥基連接而成）也有四種：戊醛、戊酸（分別看作丁基跟醛基、羧基連接物）也分別有四種。再如C₉H₁₂的芳香烴（可看作一價(jià)苯基跟丙基、二價(jià)苯基跟一個(gè)甲基和一個(gè)乙基、三價(jià)苯基跟三個(gè)甲基連接而得）共有8種。

③換位思考法：將有機(jī)物分子中的不同原子或基團(tuán)換位進(jìn)行思考。如乙烷分子中共有6個(gè)H原子，若有一個(gè)氫原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一種結(jié)構(gòu)，那么五氯乙烷有多少種？假設(shè)把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子，而H原子看成Cl原子，其情況跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一種結(jié)構(gòu)。同理：二氯乙烷有二種結(jié)構(gòu)，四氯乙烷也有二種結(jié)構(gòu)。又如：二氯苯有三種，四氯苯也有三種。

【歸納總結(jié)】烴類的密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)規(guī)律

（1）所有烴類都不溶于水，且比水的密度小。

（2）有機(jī)物一般為分子晶體，在有機(jī)同系物中，隨著碳原子數(shù)的增加，相對(duì)分子質(zhì)量增大，分子間作用力增大，熔沸點(diǎn)逐漸升高。如氣態(tài)烴：C_xH_y，x≤4。

（3）分子式相同的不同烴，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。例如：CH₃（CH₂）₃CH₃＞（CH₃）₂CHCH₂CH₃＞C（CH₃）₄。

（4）同分異構(gòu)體的芳香烴及其衍生物的熔沸點(diǎn)，一般地說：鄰位＞間位＞對(duì)位。

【典型例題】

例1. （2006全國2）主鏈含5個(gè)碳原子，有甲基、乙基2個(gè)支鏈的烷烴有（  ）

A. 2種                          B. 3種                       C. 4種                         D. 5種

分析：本題考查了在限定條件下同分異構(gòu)體的寫法。主鏈有５個(gè)碳原子，有甲基、乙基2個(gè)支鏈的烷烴只有兩種，2－甲基－3－乙基戊烷和3－甲基－3－乙基－戊烷。

答案：A

例2. 按系統(tǒng)命名法，下列名稱不正確的是（    ）

A. 2－甲基丁烷            B. 2－甲基丙烷           C. 2，2－二甲基丙烷   D. 2－乙基丙烷

分析：解答此類問題的基本方法是：先按所給名稱寫出結(jié)構(gòu)簡式（或碳架結(jié)構(gòu)），然后重新按系統(tǒng)命名法命名，并比較前后兩個(gè)名稱是否一致，不一致說明原命名不正確。D選項(xiàng)中按所給名稱，其結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為 ，按系統(tǒng)命名法應(yīng)為2－甲基丁烷。

答案：D

例3. CH₄分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)而不是正方形的平面結(jié)構(gòu)，理由是（    ）

A. CH₃Cl不存在同分異構(gòu)體                            B. CH₂Cl₂不存在同分異構(gòu)體

C. CHCl₃不存在同分異構(gòu)體                            D. CH₄的四個(gè)價(jià)鍵的鍵角和鍵長都相等

分析：A、C、D三個(gè)選項(xiàng)說明，無論CH₄是正方形的平面結(jié)構(gòu)還是正四面體結(jié)構(gòu)，它們都不會(huì)有同分異構(gòu)體，可以否去。而B項(xiàng)說明，CH₄若為正方形平面結(jié)構(gòu)，就得有同分異構(gòu)體。B中既然說明CH₂Cl₂沒有同分異構(gòu)體，則說明CH₄不是正方形的平面結(jié)構(gòu)，而是以碳為中心的正四面體結(jié)構(gòu)。

答案：B

例4. 從理論上分析，碳原子數(shù)為10或小于10的烷烴分子中，其一鹵代物不存在同分異構(gòu)體的烷烴分子共有的種類是（    ）

A. 2種                         B. 3種                         C. 4種                         D. 5種

分析：最簡單的烷烴（甲烷）分子空間構(gòu)型是正四面體，其一鹵代物、二鹵代物不存在同分異構(gòu)體，也就是說甲烷分子中的四個(gè)氫原子在空間的位置完全等同。按照氫原子在空間位置完全等同這一原則，有下列變換過程：

CH₄（甲烷）C（CH₃）₄                     分子式：C₅H₁₂

CH₃CH₃（乙烷）C（CH₃）₃C（CH₃）₃  分子式：C₈H₁₈

由于題給條件限定碳原子為10或小于10，故選C。

答案：C

例5. 分子式為C₄H₉Cl的同分異構(gòu)體有（    ）

A. 1種                         B. 2種                         C. 3種                         D. 4種

分析：C₄H₉Cl由C₄H₉—和—Cl組成，其中丁基有下列4種：—CH₂—CH₂—CH₂—CH₃、由4種丁基和氯原子形成的分子式為C₄H₉Cl的同分異構(gòu)體也就有4種。也可由丁基的碳架形式快速分析：丁基有兩類，一類是含四個(gè)碳原子的，一類是含三個(gè)碳原子的，每類各有兩種，其一氯代物共4種。

答案：D

例6. 某化合物的分子式為C₅H₁₁Cl，分析數(shù)據(jù)表明，分子中有兩個(gè)—CH₃，兩個(gè)

—CH₂—，一個(gè)和一個(gè)—Cl。它的可能的結(jié)構(gòu)有（    ）

A. 2種                         B. 3種                         C. 4種                         D. 5種

分析：本題采用基團(tuán)（或官能團(tuán)）移位法。根據(jù)A的分子式可知，它是C₅H₁₂的一氯代物。C₅H₁₂有3種同分異構(gòu)體，其碳架結(jié)構(gòu)為：

據(jù)題意，分子中不存在未結(jié)合氫原子的碳原子，③不合題意。然后，考慮在前兩種碳鏈上移動(dòng)氯原子的位置。①中氯原子必須結(jié)合在碳鏈中間的碳原子上，有2種不同的放法（如箭頭所示）；②中氯原子必須結(jié)合在鏈端的碳原子上，也有2種不同的放法。故符合題意的結(jié)構(gòu)有4種。

答案：C

例7. 物質(zhì)A的分子式為C₁₂H₁₂，結(jié)構(gòu)簡式為 。已知A的苯環(huán)上的二溴代物有9種同分異構(gòu)體。由此推斷A苯環(huán)上的四溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)目有（   ）

A. 9種                         B. 10種                       C. 11種                       D. 12種

分析：本題采用等效結(jié)構(gòu)法判斷。A的苯環(huán)上共有6個(gè)可被取代的氫原子，其苯環(huán)上的二溴代物中苯環(huán)上有4個(gè)氫原子和2個(gè)溴原子，其四溴代物中苯環(huán)上有4個(gè)溴原子和2個(gè)氫原子。苯環(huán)上的6個(gè)氫原子被2個(gè)溴原子取代與苯環(huán)上的6個(gè)溴原子被2個(gè)氫原子取代應(yīng)是等效的，故二者的同分異構(gòu)體數(shù)目是相等的。這種題目的規(guī)律是：若某烴有n個(gè)可被取代的氫原子，則其a取代產(chǎn)物的數(shù)目與n－a取代產(chǎn)物的數(shù)目相同。

答案：A

例8. 一定量的CH₄燃燒后得到的產(chǎn)物是CO、CO₂、H₂O（g），此混合物的質(zhì)量為49.6 g，當(dāng)其緩緩?fù)ㄟ^足量的無水CaCl₂時(shí)氣體質(zhì)量減少25.2 g，則混合氣中CO的質(zhì)量為（   ）

A. 24.4 g                     B. 13.2 g                    C. 12.5 g                      D. 11.2 g

分析：設(shè)產(chǎn)物中CO的物質(zhì)的量為x，CO₂的物質(zhì)的量為y。由C原子守恒可得CH₄的物質(zhì)的量為（x+y）,又由H原子守恒可得生成H₂O的物質(zhì)的量為2（x+y）。則 解得 x=0.4 mol，y=0.3 mol  m（CO）=0.4 mol×28 g·mol^－1=11.2 g

答案：D

例9. 完全燃燒一定量的乙烯與某烴的混合氣體后，測得其生成物中氣體的質(zhì)量是反應(yīng)前混合烴質(zhì)量的2.86倍，試通過計(jì)算確定該氣態(tài)烴的分子式及它在該混合氣體中所占的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)（氣體體積和質(zhì)量均在常溫下測定）。

分析：CH₂==CH₂+3O₂2CO₂+2H₂O

 =3.14＞2.86

由此判斷烷烴燃燒生成CO₂與烴的質(zhì)量比必小于2.86。

C_nH_2n+2+O₂nCO₂+（n+1）H₂O

＜2.86，得n＜2。

混合氣體中另一種烴分子中C原子數(shù)為1，一定是甲烷。

設(shè)混合氣體中C₂H₄和CH₄共1 mol，其中CH₄的物質(zhì)的量為x。由題意知：

=2.86

解得：x=0.818 mol。

答案：CH₄所占的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為81.8%。

【模擬試題】

1. 2005年1月14日，成功登陸土衛(wèi)六的“惠更斯”號(hào)探測器發(fā)回了350張照片和大量數(shù)據(jù)。分析指出，土衛(wèi)六“酷似地球經(jīng)常下雨”，不過“雨”的成分是液態(tài)甲烷。下列關(guān)于土衛(wèi)六的說法中，不正確的是  （    ）

A. 土衛(wèi)六上存在有機(jī)分子

B. 地表溫度極高

C. 地貌形成與液態(tài)甲烷沖刷有關(guān)

D. 土衛(wèi)六上形成了甲烷的氣液循環(huán)系統(tǒng)

2. 甲烷氣體在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水的實(shí)驗(yàn)事實(shí)說明   （    ）

A. 甲烷的分子式為CH₄  

B. 甲烷氣體中含碳元素和氫元素

C. 甲烷氣體中只含有碳元素和氫元素 

D. 甲烷的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定

3. 已知瓦斯氣又叫煤層氣，它與天然氣成分無異，下列有關(guān)說法不正確的是（    ）

A. 瓦斯氣主要成分是甲烷

B. 瓦斯氣在空氣中占任意體積分?jǐn)?shù)時(shí)，均會(huì)發(fā)生爆炸

C. 井下及時(shí)通風(fēng)透氣、加強(qiáng)監(jiān)測，控制瓦斯氣的濃度并嚴(yán)禁明火，是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵之一

D. 煤層氣直接排放到空氣中，不僅浪費(fèi)資源還會(huì)加劇溫室效應(yīng)

4. 下列微粒中，與甲烷分子具有相同的質(zhì)子數(shù)和相同的電子數(shù)的是（   ）

A. HCl                        B. NH₃                         C. NH₄^＋                      D. OH^-

5. 如圖所示，集氣瓶內(nèi)充滿某混合氣體，置于光亮處，將滴管內(nèi)的水?dāng)D入集氣瓶后，燒杯中的水會(huì)進(jìn)入集氣瓶，集氣瓶內(nèi)氣體是(     )

①CO、O₂；②Cl₂、CH₄； ③NO₂、O₂； ④N₂、H₂

A. ①②                      B. ②④                     C. ③④                     D. ②③

6. 下列化學(xué)性質(zhì)中，烷烴不具備的是（    ）

A. 可以在空氣中燃燒                                     B. 與C1₂發(fā)生取代反應(yīng)

C. 可以與溴水中的溴反應(yīng)而使溴水褪色        D. 能使高錳酸鉀溶液褪色

7. 下列有機(jī)物沒有同分異構(gòu)體的是（    ）

A. C₄H₁₀                     B. CH₃Cl                    C. CH₂Cl₂                D. C₅H₁₂

8. 仔細(xì)分析下列表格中烴的排列規(guī)律，判斷排列在第15位烴的分子式是(     )

A. C₆H₁₂                     B. C₆H₁₄                       C. C₇H₁₂                      D. C₇H₁₄

9. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下將35mL氣態(tài)烷烴完全燃燒，恢復(fù)到原來狀況下，得到140mL二氧化碳?xì)怏w，則該烴的分子式為（   ）

A. C₅H₁₂                      B. C₄H₁₀                       C. C₃H₆                      D. C₃H₈

10. 兩種氣態(tài)烴的混合氣體共1L，在空氣中燃燒生成1.5LCO₂氣體和2L水蒸氣（氣體體積均在相同狀況下測定），關(guān)于該混合氣體的說法正確的是（   ）

A. 一定含有甲烷   

B. 一定含有甲烷，不一定含乙烷

C. 一定含有乙烷，不一定含有甲烷

D. 一定不含有乙烷

11. 相對(duì)分子質(zhì)量為100的烷烴，主鏈上有5個(gè)碳原子的同分異構(gòu)體有（  ）種

A. 3                           B. 4                            C. 5                            D. 6

12. 根據(jù)下表中烴的分子式排列規(guī)律，判斷空格中烴的同分異構(gòu)體數(shù)目是(     )

A. 3                                     B. 4                                       C. 5                                       D. 6

13. 含有2~5個(gè)碳原子的直鏈烷烴沸點(diǎn)和燃燒熱的數(shù)據(jù)見下表：

* 燃燒熱：1 mol物質(zhì)完全燃燒，生成二氧化碳、液態(tài)水時(shí)所放出的熱量。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷錯(cuò)誤的是(     )

A. 正庚烷在常溫常壓下肯定不是氣體

B. 烷烴燃燒熱和其所含碳原子數(shù)成線性關(guān)系

C. 隨碳原子數(shù)增加，烷烴沸點(diǎn)逐漸升高

D. 隨碳原子數(shù)增加，烷烴沸點(diǎn)和燃燒熱都成比例增加

14. 1mol某烷烴完全燃燒，需要8mol氧氣，這種烷烴的化學(xué)式是（   ）

A. C₃H₈                     B. C₄H₁₀                     C. C₅H₁₂                                            D. C₆H₁₄

15. 將CH₄（隔絕空氣）加熱到1000℃以上，可發(fā)生反應(yīng)CH₄C+2H₂，然后通入水蒸氣，則混合氣體中不可能存在的氣體是（   ）

A. CO                       B. H₂                          C. CO₂                       D. O₂

16. 目前，從自然界發(fā)現(xiàn)的和人工合成的有機(jī)物已經(jīng)超過2000萬種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于無機(jī)物。其主要原因如下：

⑴有機(jī)化合物都含有C元素，碳原子最外層有   個(gè)電子，每個(gè)C原子可以與C原子或其他元素的原子形成    個(gè)共價(jià)鍵，這些共價(jià)鍵可能是     、     或     。

⑵多個(gè)C原子可以相互結(jié)合成       或       ，而分子式相同的分子，其結(jié)合方式也有可能不同。如4個(gè)C原子相互以單鍵結(jié)合的方式就有4種，請(qǐng)?jiān)谙铝蟹娇蛑挟嫵銎渌?/span>3種的結(jié)合方式：

17. 烷烴分子中的基團(tuán)可能有四種：—CH₃、—CH₂—、_，其數(shù)目分別用a、b、c、d表示，對(duì)烷烴(除甲烷外)中存在的關(guān)系作討論：

⑴下列說法正確的是         

A. a的數(shù)目與b的數(shù)目的大小無關(guān)                 B. c增加1，a就會(huì)增加3

C. d增加1，a就會(huì)增加2                        D. b增加1，a就會(huì)增加2

⑵四種基團(tuán)之間的關(guān)系為：a=           (用a、b、c、d表示)

⑶若某烷烴分子中，b=c=d=1，則滿足此條件的該分子的結(jié)構(gòu)可能有      種。

18. 四川有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示（圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出）：

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>

（1）已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸氣在t ℃，p k Pa時(shí)，完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了a kJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：                       。

（2）在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣體中及時(shí)分離出來，并將分離出氨后的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)利用，同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃狻Ｕ?qǐng)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說明采取該措施的理由：                              。

（3）當(dāng)甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為75％時(shí)，以5.60×10⁷ L甲烷為原料能夠合成       L氨氣。（假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定）

（4）已知尿素的結(jié)構(gòu)簡式為，請(qǐng)寫出兩種含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：①                      ，②                        。

【試題答案】

1. B     2. B        3. B        4. B        5. D        6. D        7. BC      8. B        9. B

10. A   11. C       12. A       13. D      14. AD    15. D

16. ⑴4  4  單鍵  雙鍵  三鍵  ⑵碳鏈  碳環(huán)  （其它合理形式亦可）

17. ⑴AC  ⑵2+c+2d  ⑶3

18. （1）CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)；△H＝2a kJ/mol（2）增大氮?dú)夂蜌錃獾臐舛扔欣谠龃蠓磻?yīng)速率；減小氨氣的濃度，增大氮?dú)夂蜌錃獾臐舛榷加欣谄胶庀蛘磻?yīng)方向移動(dòng)。（3）1.12×10⁸（4）①O＝CH－NH－NH₂  ②NH₄N＝C＝O