高中人教版 (2019)第一节 烷烃优秀课后练习题

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第二章  第一节  烷烃 【学习目标】1．了解脂肪烃的分类、组成、结构特点和通式。2．了解烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。3．认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。4．能依据系统命名法的原则对烷烃进行命名。【素养目标】通过对烷烃结构的认识来研究烷烃的性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 必备知识与关键能力知识点一：脂肪烃1．的分类、组成、结构特点和通式2．脂肪烃的物理性质性质变化规律状态常温下，含有1～4个碳原子的烃都是气态，随着碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态沸点随着碳原子数的增多，沸点逐渐升高；同分异构体之间，支链越多，沸点越低相对密度随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小水溶性均难溶于水 知识点二：烷烃1．烷烃的分子结构(1)几种简单烷烃的分子结构模型          (2)烷烃的组成、结构相似性名称结构简式分子式碳原子的杂化方式分子中共价键的类型甲烷CH4CH4sp3C—H σ键乙烷CH3CH3C2H6sp3C—H σ键、C—C σ键丙烷CH3CH2CH3C3H8sp3C—H σ键、C—C σ键正丁烷CH3CH2CH2CH3C4H10sp3C—H σ键、C—C σ键正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3C5H12sp3C—H σ键、C—C σ键          【总结】烷烃的结构特点①烷烃的结构与甲烷相似，分子中的碳原子都采取sp3杂化，以伸向四面体四个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，形成σ键。分子中的共价键全部是单键。②它们在分子组成上的主要差别是相差一个或若干个CH2原子团。像这些结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物称为同系物。同系物可用通式表示。③链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)。2．化学性质化学性质(与CH4相似) 具体体现稳定性烷烃比较稳定，常温下不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，与强酸 、强碱、 酸性高锰酸钾溶液等都不发生反应氧化反应烷烃燃烧通式： CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O取代反应烷烃的特征反应，如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学反应方程式：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl【点拨】(1)烷烃的化学性质稳定是由其结构决定的。(2)烷烃与气态卤素单质在强光照射下发生取代反应，生成的取代产物不止一种。(3)烷烃不能被酸性KMnO4溶液氧化，故不能使酸性KMnO4溶液褪色，但烷烃能与O2发生氧化反应。3．物理性质及变化规律物理性质变化规律状态烷烃常温下存在的状态由气态逐渐过渡到液态、固态。当碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态溶解性都难溶于水，易溶于有机溶剂熔、沸点随碳原子数的增加，熔、沸点逐渐升高，同种烷烃的不同异构体中，支链越多，熔、沸点越低密度随碳原子数的增加，密度逐渐增大，但比水的小 典例1．下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是(    )A．烷烃同系物随相对分子质量增大，沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态B．烷烃同系物的密度随相对分子质量增大而逐渐增大C．烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应D．烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色【答案】D 【解析】烷烃是饱和烃，化学性质稳定，具有代表性的反应是取代反应，故C正确；发生取代反应的必须是卤素单质，溴水不能与烷烃反应，酸性KMnO4溶液也不能将烷烃氧化，所以D错。典例2．下列物质：①丁烷　②2－甲基丙烷　③戊烷　④2－甲基丁烷　⑤2，2－二甲基丙烷，沸点由大到小的排列顺序正确的是(　　)　　A．①>②>③>④>⑤                                B．⑤>④>③>②>①C．③>④>⑤>①>②                                D．②>①>⑤>④>③【答案】C 【解析】对于烷烃而言，分子中所含碳原子数越多，沸点越高，即：③④⑤大于①②，对于分子中碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低，即①>②,③>④>⑤，综合排序可得，③>④>⑤>①>②。知识点三：烷烃的命名1．习惯命名法烷烃可以根据分子里所含碳原子的数目来命名，碳原子数后加“烷”字，就是简单烷烃的命名。2．系统命名法(1)命名的基本步骤①选主链，称某烷；②编号定位，定支链；③写出该烷烃的名称。(2)命名原则①最长、最多定主链a．选择最长碳链作为主链。如图所示，应选含6个碳原子的碳链为主链，如虚线所示。b．当存在多条等长的碳链时，选择含支链最多的碳链作为主链。如图所示，应选A为主链。[来源:学#科#网]②编号位要遵循“近”“简”“小”的原则a．以主链中离支链最近的一端为起点编号，即首先要考虑“近”。b．若有两个不同的支链，且分别处于距主链两端等长的位置，则从连接较简单支链的一端开始编号。即同“近”时考虑“简”。如c．若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端等长的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得两种不同的编号系列，两系列中各位次和最小者即为正确的编号，即同“近”、同“简”时考虑“小”。如③写名称按主链的碳原子数称为相应的某烷，在其前写出支链的位号和名称，位号用阿拉伯数字表示。原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字之间用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字之间用“-”连接。如      典例3．某烷烃的结构为：，下列命名正确的是(　　)A．1，2，4－三甲基－3－乙基戊烷             B．3－乙基－2，4－二甲基己烷C．3，5－二甲基－4－乙基己烷                D．2，4－二甲基－3－乙基己烷【答案】D【解析】根据系统命名原则，主链是6个碳，支链数多的为主链。典例4．下列烷烃的命名正确的是(　　)A．(1－甲基丁烷)B．(2－乙基丁烷)C．(2，2－二甲基丁烷)D．(5－甲基－3－乙基己烷)【答案】C【解析】A项错误，应选分子中最长的碳链为主链，正确的命名应为戊烷。B项错误，主链选错，正确的命名应为3－甲基戊烷。C项正确，符合烷烃的系统命名法。D项错误，支链在碳原子上的位次之和没有遵守“最小”的原则，正确的命名应为2－甲基－4－乙基己烷。       核心价值与学科素养典例5．丁烷(分子式C4H10)广泛应用于家用液化石油气，也用于打火机中作燃料，下列关于丁烷叙述不正确的是(　　)A．在常温下，C4H10是气体B．C4H10与CH4互为同系物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【答案】D【解析】在常温下，C4H10是气体，C4H10与CH4均是烷烃，碳原子数不同，互为同系物，A、B均正确；丁烷有正丁烷(CH3CH2CH2CH3)和异丁烷[CH3CH(CH3)2]两种同分异构体，它们进行一氯取代后共生成2＋2＝4种产物，故C正确，D错误。典例6．我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下：下列说法不正确的是(　　)A．反应①的产物中含有水        B．反应②中只有碳碳键形成C．汽油主要是C5~C11的烃类混合物      D．图中a的名称是2-甲基丁烷【答案】B【解析】从质量守恒的角度判断，二氧化碳和氢气反应，反应为CO2+H2=CO+H2O，则产物中含有水，故A正确；反应②生成烃类物质，含有C-C键、C-H键，故B错误；汽油所含烃类物质常温下为液态，易挥发，主要是C5～C11的烃类混合物，故C正确；图中a烃含有5个C，且有一个甲基，应为2－甲基丁烷，故D正确。 典例7．“辛烷值”用来表示汽油的质量，汽油中异辛烷的爆震程度最小，将其辛烷值标定为100，以下是异辛烷的球棍模型，则异辛烷的系统命名为(　　)A．1，1，3，3－四甲基丁烷                      B．2，2，4－三甲基戊烷C．2，4，4－三甲基戊烷                         D．2，2，4－三甲基己烷【答案】B【解析】该球棍模型表示的结构简式为，其名称为：2，2，4-三甲基戊烷。’ 【跟踪练习】                            基础过关1． 已知某烃的结构简式为则该烃分子中最长碳链上的碳原子数是(　　)A．9        　        B．12      C．11          D．132． CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是(　　)A．1，3－二甲基戊烷     B．2－甲基－3－乙基丁烷C．3，4－二甲基戊烷     D．2，3－二甲基戊烷3． 某烷烃的一个分子里含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，该烷烃的名称是(　　)A．正壬烷                                      B．2，6－二甲基庚烷C．2，2，4，4－四甲基戊烷                      D．2，3，4－三甲基己烷4． 正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为，X是它的一种同分异构体，且X分子的主链上含有4个碳原子，下列有关说法中正确的是(　　)A．X分子中可能含有三个甲基B．X的一氯代物可能有三种C．X的沸点比正己烷高D．标准状况下，11.2 L X含2.5NA个C—C5． 下列有关烷烃的说法正确的是(　　)A．戊烷的同分异构体有5种B．沸点：正丁烷<异丁烷C．符合通式CnH2n+2(n≥0)的物质一定是烷烃的同系物D．随着碳原子数的依次增加，烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大，无限趋近于  能力达成6．  在烷烃分子中的基团：－CH3、－CH2－、、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子， 数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如：分子中，n1＝6、n2＝1、n3＝2、n4＝1。试根据不同烷烃的组成结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。(1)烷烃分子中氢原子数n0与n1、n2、n3、n4之间的关系是n0＝________或n0＝________。(2)四种碳原子数之间的关系为n1＝________。(3)在烷烃的取代反应中，伯、仲、叔三种氢原子被取代的几率(机会)不同，但同类氢原子被取代的几率(机会)可视为相同。将n mol 2,2,3-三甲基戊烷与适量氯气在光照下反应，能生成________种一氯代物和________ mol HCl。7．  汽油，主要成分是C4~C12烃类，为混合烃类物品之一。是一种无色或淡黄色、易挥发和易燃液体，具有特殊臭味，是小汽车的主要燃料。请给汽油中含有的下列烷烃用系统命名法命名。(1)结构简式为(CH3)3CCH(CH3)2  　　　　　　　　　　　　。 (2)球棍模型为 　　　　　　　　　　　　。 (3)键线式为                                  。 (4)结构简式为　　　　　　　　　　　　。 8． (1)按系统命名法命名。①有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是                             。②在有机物分子中若某一个碳原子连接4个不同的原子或基团，则这种碳原子称为“手性碳原子”。C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有________种，写出其中一种的名称                            。(2)写出下列各种有机物的结构简式①2，3－二甲基－4－乙基己烷___________________________；②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃________。