《甲烷 烷烃》典例精析一
【例1】下列性质中,属于烷烃特征性质的是( )
A.完全燃烧的产物为二氧化碳和水
B.它们几乎不溶于水
C.它们是非电解质
D.分子的通式为CnH2n+2,与氯气发生取代反应
【解析】烃类化合物完全燃烧产物均为二氧化碳和水,因此A不是烷烃的特征性质;烃类化合物几乎不溶于水,都是非电解质,所以B、C也不正确。
【答案】D
【例2】下列物质中互为同系物的有 ,互为同分异构体的有 ,互为同素异形体的有 ,属于同位素的有 ,是同一种物质的有 。
【解析】先将比较容易找到的找出:(1)(4)为同一种物质,(9)(11)为同位素,(3)(10)为同素异形体;然后在有机物中先找同一种物质:(2)(7)同碳原子数,且结构相同,为同一物质;再找同分异构体:(5)(8)(12)同碳原子数,而(5)(12)是同一种物质,因此(5)(8)互为同分异构体,(8)(12)互为同分异构体;最后决定同系物:(2)与(5)(8)互为同系物或(7)与(8)(12)互为同系物;(6)为混合物。
【答案】同系物:(2)(5)或(2)(8)或(2)(12)或(7)(12)或 (7)(5)或(7)(8);同分异构体:(5)(8)或(8)(12);同素异形体:(3)(10);同位素:(9)和(11);同一种物质:(1)和(4),(2)和(7),(5)和(12)
【例3】在常温、常压下,取下列四种气态烃各l mol,分别在足量的氧气中燃烧,消耗氧气最多的是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C4H10
【解析】思路与技巧本题有多种解法,常见的方法有;
方法一(燃烧通式法):烃的燃烧通式为
可见等物质的量的烃相比,(x+y/4)越大,对应烃耗O2越多。
方法二(碳氢转化法):有机分子中,每个C原子消耗1个O2分子,每4个H原子也消耗1个O2分子,因此可将分子内的1个C原子换作4个H原子(或将4个H原子换为1个C原子),所得式子中H原子数越大(或C原子数越大),该烃与其他等物质的量的烃相比耗O2越多。
【答案】D
【例4】在光照条件下,将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后,得到产物的物质的量最多的是( )
A.CH4Cl B.CHCl3 C.CCl4 D.HCl
【解析】由甲烷与氯气发生取代反应的化学方程式可知,每生成1 mol卤代烃,可生成1 mol HCl,有与甲烷和氯气发生的每一步取代反应都有HCl生成,所以产物中HCl的物质的量最多。
【答案】D
【例5】室温时某气态烃20 mL与过量氧气混合,完全燃烧后的产物通过浓H2SO4,再恢复到室温,原混合气体的体积减小50 mL。剩余气体再通过苛性钠溶液,体积又减少40 mL。求气态烃的化学式。
【解析】本题设下一个不太明显的陷阱,请看下面掉入陷阱的解法。
设该烃化学式为CxHy。
解得:x=2,y=5 化学式为C2H5。
化学式为C2H5显然不对。因此有的学生认为题中的“50 mL”应改为“60 mL”。这样按上述解法可得化学式为C2H5果真如此吗?请看下面的分析:
可见,题中的50 mL是室温时,燃烧前混合气体的体积与反应后生成的CO2(包括剩余O2)的体积差。上述解法错把50 mL当成了水蒸气的体积,忽略了烃燃烧后气体的体积也发生改变的事实,致使计算错误。
【答案】设该烃化学式为CxHy
解得:x=2,y=6
所以化学为C2H6。
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