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考点02 烷烃 ——高二化学下学期期末复习考点精练学案（人教版2019选择性必修3）
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这是一份考点02 烷烃 ——高二化学下学期期末复习考点精练学案（人教版2019选择性必修3），文件包含考点02烷烃高二化学下学期期末复习考点精练学案人教版2019选择性必修3解析版docx、考点02烷烃高二化学下学期期末复习考点精练学案人教版2019选择性必修3原卷版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共30页， 欢迎下载使用。
必考点02 -烷烃
题型一 烷烃的命名
例1．（2022·沈阳市第二十八中学高二期中）烷烃的系统命名大致分为四个部分别；①主链名称；②取代基名称；③取代基位置；④取代基数目。这四部分在烷烃命名中书写的先后顺序是（ ）
A．①②③④ B．③④②① C．③④①② D．①③④②
【答案】B
【解析】
烷烃的系统命名书写顺序分别是：取代基位置、取代基数目、取代基名称、主链名称，故答案为B。
例2.（2022·江苏高二期中）正己烷、2-甲基戊烷、( )、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷。在上述有机化合物的有规律排列中,括号内填入的物质最适宜的是( )
A.正戊烷 B.2-甲基丁烷
C.3-甲基戊烷 D.2,2-二甲基戊烷
【答案】C
【解析】根据观察,题目中提供的4种有机化合物都是分子中含6个碳原子的烷烃,分子式为C6H14,而其同分异构体有5种,现在只缺3-甲基戊烷。
例3.（2022·福建省武平县第一中学高二月考）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 。
【答案】(1)2,2,3-三甲基丁烷
(2)2,2,5-三甲基庚烷
(3)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷
(4)3,3,4-三甲基己烷
【解析】烷烃用系统命名法命名(1)(CH3)3CCH(CH3)2命名为2,2,3-三甲基丁烷；（2）球棍模型为命名为2,2,5-三甲基庚烷；（3）键线式为命名为2,2,5-三甲基-3-乙基己烷；(4)结构简式为命名为3,3,4-三甲基己烷。
【解题技巧提炼】
1．系统命名法
(1)选主链
(2)编序号
(3)注意事项
①取代基的位号必须用阿拉伯数字表示。 ②相同取代基要合并，必须用汉字数字表示其个数。
③多个取代基位置间必须用逗号“，”分隔。④位置与名称间必须用短线“-”隔开。
⑤若有多种取代基，必须简单写在前，复杂写在后。
题型二、烷烃的结构和性质
例1．（2022·常州市第二中学高二月考）一溴甲烷被广泛用于土壤消毒和消灭害虫，但在蒙特利尔条约中属于逐步禁用的药品。下列说法错误的是( )
A．一溴甲烷的化学式是CH3Br
B．可以利用加成反应制备一溴甲烷
C．一溴甲烷中只含共价键
D．一溴甲烷不存在同分异构体
【答案】B
【解析】
A．甲烷分子CH4中的一个氢原子被溴原子取代生成一溴甲烷，所以一溴甲烷的化学式为CH3Br，A正确；
B．甲烷分子中不含不饱和键，因此不能利用加成反应制备一溴甲烷，B错误；
C．一溴甲烷分子中碳原子和溴原子、氢原子之间都是以共价键相结合，所以只含共价键，C正确；
C．一溴甲烷只有一种结构，所以不存在同分异构体，D正确；
故合理选项是B。
例2.(2021吉林高二检测)下列烷烃在光照下与Cl2反应只生成一种一氯代物的是( )
A.CH3CH2CH2CH3 B. C. D.
【答案】C
【解析】A选项中有2种等效氢;B选项中有2种等效氢;C选项中有1种等效氢;D选项中有4种等效氢,因此一氯代物只有一种的应选C。
例3.（2022·四川成都市·高二月考）甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是( )
A．CHCl3不存在同分异构体
B．CH2Cl2不存在同分异构体
C．CH4中的C—H键是极性键
D．CH4分子中四个键的键角、键长都相等
【答案】B
【解析】
A．无论甲烷是正四面体结构还是正方形结构，CHCl3只有1种结构，不存在同分异构体，A不符合题意；
B．若甲烷是正方形的平面结构，CH2Cl2有2种（相邻或对角线上的氢被Cl取代），而实际上其二氯代物只有一种结构，因此甲烷只有是正四面体结构才符合，B符合题意；
C．不同元素原子之间形成的共价键均为极性键，甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，C-H键都是极性键，C不符合题意；
D．甲烷分子中四个碳氢键完全相同，则甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，四个键的键角、键长都相等，D不符合题意；
故选B。
【解题技巧提炼】
1．烷烃的结构特点
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；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。链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)。
2．烷烃的性质
(1)物理性质
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
(2)化学性质
①稳定性：常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。
烷烃之所以很稳定，是因为烷烃分子中化学键全是σ键，不易断裂。
②特征反应——取代反应
烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。
③氧化反应——可燃性
烷烃燃烧的通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。
题型一 烷烃的命名
1．（2021·大安市第六中学校高二期末）下列有机物命名正确的是
A．2,2,3－三甲基丁烷
B．2－乙基戊烷
C．2－甲基－1－丁炔
D．2,2－甲基－1－丁烯
【答案】A
【详解】
A．2，2，3-三甲基丁烷，符合烷烃系统命名方法和原则，故A正确；
B．2-乙基戊烷，主链选错，正确名称为3-甲基己烷，故B错误；
C．2-甲基-1-丁炔，2位上碳原子不能再接甲基，碳原子最多形成四个化学键，故C错误；
D．2，2-甲基-1-丁烯，2号碳原子上不能接两个甲基，碳原子最多形成四个化学键，故D错误；
故选A。
【点晴】
判断有机物的命名是否正确或对有机物进行命名，其核心是准确理解命名规范：（1）烷烃命名原则：①长-----选最长碳链为主链；②多-----遇等长碳链时，支链最多为主链；③近-----离支链最近一端编号；④小-----支链编号之和最小．看下面结构简式，从右端或左端看，均符合“近-----离支链最近一端编号”的原则；⑤简-----两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号。如取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面；（2）有机物的名称书写要规范；（3）对于结构中含有苯环的，命名时可以依次编号命名，也可以根据其相对位置，用“邻”、“间”、“对”进行命名；（4）含有官能团的有机物命名时，要选含官能团的最长碳链作为主链，官能团的位次最小。
2．下列有关烷烃的命名正确的是( )
A．
B．
C．
D．如图所示烷烃的名称为：异戊烷
【答案】A
【解析】
A、根据烷烃的系统命名法分析；
B、取代基的编号错误，应该是2，2，4-三甲基戊烷；
C、根据烯烃的命名方法进行分析；
D、根据图示的球棍模型进行命名并判断正误。
3．（2021·全国高二课时练习）判断下列烷烃的名称是否正确，若不正确请改正。
(1)2-甲基-4，5-二乙基乙烷_______。
(2)3-乙基-2，4-二甲基乙烷_______。
【答案】错误 2，5-二甲基-3-乙基己烷 错误 2，4-二甲基-3-乙基己烷
【详解】
(1)根据烷烃的系统命名法，尽可能使取代基的编号位次和最小，则该有机化合物的名称应该是2，5-二甲基-3-乙基己烷，故烷烃的名称错误。
(2)根据烷烃的系统命名法，尽可能使取代基的编号位次和最小，有多个取代基时，相同取代基要合并，不同的取代基，先写简单的，再写复杂的，则该有机化合物的名称应该是2，4-二甲基-3-乙基己烷，故烷烃的名称错误。
4．甲同学给分子式为C12H26的某烷烃命名为“2，4-二甲基-3，5-二乙基己烷”，乙同学认为甲同学命名错误，有关该烷烃的说法，你认为正确的是( )
A．该烷烃正确名称应为：4，5-二甲基-3-异丙基已烷
B．该烷烃分子中含有5个支链
C．该烷烃的一氯代物有11种
D．该烷烃可以看做是11种不同类型的单烯烃与氢气加成后的产物
【答案】C
【解析】
根据甲同学给分子式为C12H26的烷烃命名可知，该烷烃的碳骨架结构简式为，结合等效氢规则可知该烷烃有11种不同的H原子，有四个支链，据此解答。
A．根据烷烃命名原则，所以该烷烃的名称为2，4，5−三甲基−3−乙基庚烷，故A错误；
B．根据该烷烃的结构简式可知，该烷烃分子中含有4个支链，故B错误；
C．该烷烃有11种不同的H原子，所以该烷烃的一氯代物有11种，故C正确；
D．该烷烃是单烯烃与氢气加成后的产物，则烷烃中C上需有H，由结构可知，每个C原子上至少有1个H原子，将相邻两个C原子的H原子各消去1个，共有10种单烯烃结构，故D错误；
答案选C。
题型二、烷烃的结构和性质
1.下列有关烷烃的说法中，正确的是( )
A．戊烷的同分异构体有2种，其习惯命名分别为：正戊烷、异戊烷
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，烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近于
【答案】D
【解析】
A．由于戊烷存在3种同分异构体，分别为正戊烷、异戊烷和新戊烷，故A错误；
B．碳原子相同时，直链烃沸点大于有支链的沸点，正丁烷沸点大于异丁烷沸点，故B错误；
C．符合通式CnH2n+2（n≥0）的物质，当n=0时，该物质为氢气，氢气不是烷烃的同系物，故C错误；
D．烷烃分子的通式：CnH2n+2，故烷烃分子的含碳量：，整理可得：（整理过程就是先将其约分，然后上下同除以n），所以随着碳原子数的依次增加，烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近于，故D正确；
答案选D。
2.为解决污染、变废为宝，我国科研人员研究在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。
下列说法中，错误的是
A．最终产物X、Y属于同系物
B．产物X名称为“2-甲基丁烷”或“异戊烷”
C．反应I、II、III均有副产物H2O产生
D．产物X、Y的核磁共振氢谱图上均有4组峰
【答案】C
【分析】
根据题中信息可知，在新型纳米催化剂Na-Fe3O4的作用下二氧化碳和氢气先转化为一氧化碳，一氧化碳和氢气转化为乙烯和丙烯，乙烯和丙烯在HMCM-22的表面转化为2—甲基丁烷和3—甲基戊烷，由此分析。
【解析】
A．X、Y都属于烷烃，且分子组成上相差1个CH2，因此两者属于同系物，故A不符合题意；
B．根据产物X的结构可知，主链上有4个C，2号碳上连有1个甲基，其系统命名法为2-甲基丁烷，习惯命名法为异戊烷，故B不符合题意；
C．根据转化过程图可知，只有烯烃与氢气作用，根本没有氧元素参与反应，所以不会产生H2O，故C符合题意；
D．由X、Y的结构简式可知，两者均有4种等效氢，分别位于①②③④位上的氢原子，即、，核磁共振氢谱图上均有4组峰，故D不符合题意；
答案选C。
3.下列说法正确的是（ ）
A．烷烃分子中，碳原子间都以碳碳单键结合，其余的价键均与氢原子结合，这一系列化合物的分子通式为CnH2n+2
B．、CH4、CH3CH2CH3互为同系物
C．烷烃分子中，相邻的三个碳原子有可能在同一条直线上
D．分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，互称为同系物
【答案】B
【解析】
A. 烷烃又叫饱和烃，每一个碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键都与氢原子相结合，通式为CnH2n+2，故A错误；
B. 、CH4、CH3CH2CH3的结构相似，分子组成相差整数倍个CH2原子团，故互为同系物，属于烷烃同系物，故B正确；
C. 烷烃分子中，相邻的三个碳原子为锯齿形，不可能在同一直线上，故C错误；
D. 分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质的结构不一定相似，如环丙烷和乙烯，它们不互为同系物，故D错误；
故选B。
【点睛】
同系物指结构相似，分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的物质，结构相似即同系物具有相同种类和数目的官能团，通式相同；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，这是常考点，也是学生们的易错点。
4．（2020·全国高一课时练习）按要求写出下列各烷烃的分子式。
(1)同温同压下，烷烃A的蒸气密度是的36倍：_________。
(2)1分子烷烃B中含有200个氢原子：__________。
(3)1个分子中含有22个共价键的烷烃：__________。
(4)相对分子质量为212的烷烃：__________。
【答案】
【详解】
(1)，由烷烃通式(n为正整数)得，，即烷烃A的分子式为，故答案为：；
(2)由烷烃通式(n为正整数)得，即，故垸烃B的分子式为，故答案为：
(3)由烷烃通式(n为正整数)知，1个烷烃分子中含有()个键，()个键，故1个分子中所含共价键总数为()，所以有，得，故该烷烃的分子式为，故答案为：；
(4)由烷烃通式(n为正整数)知，，得，即该烷烃的分子式为，故答案为：。
1.（2020·庆阳第六中学高二期中）下列气体的主要成份不是甲烷的是
A．煤气 B．油田气 C．沼气 D．天然气
【答案】A
【解析】A. 煤气即水煤气，主要成分是一氧化碳和氢气，故A选；
B. 油田气的主要成分是甲烷，故B不选；
C. 沼气的主要成分是甲烷，故C不选；
D. 天然气的主要成分是甲烷，故D不选；
故选A。
2.（2020·常州市第二中学高二月考）一溴甲烷被广泛用于土壤消毒和消灭害虫，但在蒙特利尔条约中属于逐步禁用的药品。下列说法错误的是( )
A．一溴甲烷的化学式是CH3Br
B．可以利用加成反应制备一溴甲烷
C．一溴甲烷中只含共价键
D．一溴甲烷不存在同分异构体
【答案】B
【解析】
A．甲烷分子CH4中的一个氢原子被溴原子取代生成一溴甲烷，所以一溴甲烷的化学式为CH3Br，A正确；
B．甲烷分子中不含不饱和键，因此不能利用加成反应制备一溴甲烷，B错误；
C．一溴甲烷分子中碳原子和溴原子、氢原子之间都是以共价键相结合，所以只含共价键，C正确；
C．一溴甲烷只有一种结构，所以不存在同分异构体，D正确；
故合理选项是B。
3.下列说法正确的是
A．C3H7Cl有3种同分异构体
B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体
C．同分异构体之间的转化是化学变化
D．和互为同分异构体
【答案】C
【详解】
A.有2种同分异构体，即和，选项A错误；
B.相对分子质量相同，但分子式不一定相同，故相对分子质量相同、结构不同的两种化合物不一定互为同分异构体，选项B错误；
C.同分异构体为不同的物质，故它们之间的转化是化学变化，选项C正确；
D.和为同一物质，不互为同分异构体，选项D错误；
答案选C。
【点睛】
本题主要考查的是同分异构体个数的判断，根据等效氢原子，最后根据氢原子的种类确定一氯代物的种类，确定烃的同分异构体是解本题的关键。
4.将等质量的下列各烃，完全燃烧生成CO2和H2O，耗氧量最大的是
A．CH4 B．C2H4 C．C2H2 D．C2H6
【答案】A
【详解】
由C～O2～CO2，4H～O2～2H2O可知，消耗32 g氧气需要碳12 g，需要H元素4 g，可见：等质量时，有机物中含氢量越大，燃烧时消耗氧气越多。
A．CH4中C、H原子数目之比为1：4；
B．C2H4中C、H原子数目之比为2：4=1：2；
C．C2H2中C、H原子数目之比为2：2=1：1；
D．C2H6中C、H原子数目之比为2：6=1：3；
可见：CH4中H的质量分数最大，故相同质量时甲烷消耗氧气最多，故合理选项是A。
5.（2020·绥化市第一中学高二月考）发生一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是( )
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】
某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代产物，则说明该有机物的一氯代物有3种；根据等效氢原子来判断各烷烃中氢原子的种类，有几种类型的氢原子就有几种一氯代物，据此进行解答。
【解析】
A. (CH3)2CHCH2CH3中有4种位置不同的氢，所以其一氯代物有4种，能生成4种沸点不同的产物，选项A错误；
B. (CH3CH2)2CHCH3中有4种位置不同的氢，所以其一氯代物有4种，能生成4种沸点不同的产物，选项B错误；
C. (CH3)2CHCH(CH3)2含有2种等效氢，所以能生成2种沸点不同的有机物，选项C错误；
D. (CH3)3CCH2CH3中有3种位置不同的氢，所以其一氯代物有3种，能生成3种沸点不同的产物，选项D正确。
答案选D。
6.CH3CH(C2H5)CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是( )
A.2,3-二甲基-4-乙基戊烷
B.2-甲基-3,4-二乙基戊烷
C.2,5-二甲基-3-乙基己烷
D.2,4-二甲基-3-乙基己烷
【答案】D
【解析】该烷烃的碳骨架为,所以名称为2,4-二甲基-3-乙基己烷,D项正确。
7.1 mol丙烷在光照情况下,最多消耗氯气( )
A.4 mol B.8 mol
C.10 mol D.2 mol
【答案】B
【解析】烷烃发生取代反应时,取代1个氢原子,需要1个氯分子,故烷烃分子中有几个氢原子,1 mol该烷烃最多就可与几mol氯气反应。
8.有机化合物M、N的结构简式如图所示。下列说法错误的是( )
A.M、N都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.M有两种同分异构体
C.M、N分子中每个碳原子都形成4个共价键
D.等质量的M、N在足量氧气中燃烧,完全燃烧时生成CO2的质量相同
【答案】D
【解析】M和N都是烷烃,不能与酸性高锰酸钾溶液反应,A项正确;M是新戊烷,有两种同分异构体:CH3(CH2)3CH3、(CH3)2CHCH2CH3,B项正确;有机化合物分子中每个碳原子都形成4个共价键,C项正确;M的分子式是C5H12,N的分子式是C8H18,M、N的最简式不同,等质量的M、N在足量氧气中燃烧,生成CO2的质量不同,D项错误。
9.(1)某烷烃的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2,该烷烃的名称是 。
(2)某烷烃的相对分子质量为114,该烷烃与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种,该烷烃的结构简式是 。
(3)支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃的结构简式为 。
【答案】(1)2-甲基-3-乙基戊烷
(2)
(3)CH(CH2CH3)3
【解析】(1)根据烷烃命名原则,该烃最长碳链有5个碳原子,命名为2-甲基-3-乙基戊烷。(2)设该烷烃的分子式为CnH2n+2,则14n+2=114,n=8,该烷烃分子式为C8H18,由于该烷烃的一氯代物只有一种,故该烃分子中只有一种氢原子,其结构简式为。
(3)因为1、2号碳原子上不存在乙基,符合要求的有机化合物分子中乙基应连在3号碳原子上,该烷烃的主链上最少有5个碳原子。
10.有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷,其分子组成和结构与烷烃相似,下列说法中错误的是( )
A.硅烷的分子通式可表示为SinH2n+2
B.甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水
C.甲硅烷的密度小于甲烷
D.甲烷的热稳定性高于甲硅烷
【答案】C
【解析】根据硅烷的分子组成与烷烃相似,可由烷烃的分子通式CnH2n+2推出硅烷的分子通式为SinH2n+2;根据甲烷完全燃烧的产物为二氧化碳和水可知,甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水;甲硅烷即SiH4,相对分子质量大于甲烷,所以密度大于甲烷;根据同主族元素性质的递变规律可知,稳定性:CH4>SiH4。
11.（2021·广西钦州市·高二期末）液化石油气中含正丁烷。有关正丁烷的叙述正确的是( )
A．分子中碳原子在一条直线上
B．比异丁烷沸点低
C．一氯代物比异丁烷的一氯代物少
D．与空气混合能形成爆炸性混合物
【答案】D
【解析】
A．正丁烷中每个C原子均为sp3杂化，每个C原子与其所连的四个原子均为四面体结构，整个分子中碳链是链状锯齿形，故碳原子不在一条直线上，A错误；
B．正丁烷与异丁烷互为同分异构，根据规律，支链越多，沸点越低，故异丁烷沸点比正丁烷低，B错误；
C．正丁烷中有两种H，故一氯代物有两种，异丁烷也有两种H，一氯代物也为两种，C错误；
D．丁烷属于易燃气体，易燃气体与空气混合点燃时可能会发生爆炸，D正确；
故答案选D。
12.（2021·内蒙古高二期末）某烃和足量充分加成的产物的结构简式为。则该烃可能是( )
A．1，3-丁二烯
B．2-甲基-1，3-丁二烯
C．3-甲基-1-丁炔
D．1，3-二氯-2-甲基-2-丁烯
【答案】B
【解析】
A.．1，3-丁二烯与足量氯气反应生成物为：，A错误；
B.．2-甲基-1，3-丁二烯与足量氯气反应生成物为：，B正确；
C．3-甲基-1-丁炔与足量氯气反应生成物为：，C错误；
D．1，3-二氯-2-甲基-2-丁烯与足量氯气反应生成物为: ，D错误。
答案选B
13.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—C
【答案】B
【解析】由题意可知,X的结构简式可能为或。二者分子中均含4个甲基,A错误;前者一氯代物有3种,后者一氯代物有2种,B正确;X的沸点比正己烷低,C错误;标准状况下,二者均为液态,D错误。
14.(2021河北衡水高二检测)下列有关烷烃的说法不正确的是( )
A.戊烷的同分异构体有3种,其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷
B.沸点:正丁烷<异丁烷
C.符合通式CnH2n+2(n≥1)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
【答案】B
【解析】戊烷存在3种同分异构体:正戊烷、异戊烷和新戊烷,故A正确;碳原子相同时,直链烃沸点大于有支链的沸点,正丁烷沸点大于异丁烷沸点,故B错误;符合通式CnH2n+2(n≥1)的物质一定是烷烃的同系物,故C正确;烷烃分子的通式为CnH2n+2,故烷烃分子碳元素的质量分数为,所以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,故D正确。
15.正己烷、2-甲基戊烷、( )、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷。在上述有机化合物的有规律排列中,括号内填入的物质最适宜的是( )
A.正戊烷 B.2-甲基丁烷
C.3-甲基戊烷 D.2,2-二甲基戊烷
【答案】C
【解析】根据观察,题目中提供的4种有机化合物都是分子中含6个碳原子的烷烃,分子式为C6H14,而其同分异构体有5种,现在只缺3-甲基戊烷。
16．（2020·涟水县第一中学高二月考）用系统命名法命名。
(1)
___。
(2)写出有机物的系统命名_____________。
(3)键线式表示的分子式为；名称是__________。
【答案】3，4，5—三甲基庚烷 2，3-二甲基戊烷 2-甲基戊烷
【详解】
(1)由结构简式可知，该物质属于烷烃，分子中最长碳链含有7个碳原子，支链为3个甲基，三个甲基分别连接在3号碳、4号碳、5号碳原子上，即，故名称为3，4，5—三甲基庚烷。
(2)主链有5个碳，2号位和3号位上各有一个甲基，系统命名法为：2，3-二甲基戊烷；
(3)主链有5个碳，2号位上有一个甲基，系统命名法为：2-甲基戊烷；
17.某烷烃的结构简式为
(1)用系统命名法命名该烃:________________________________.
(2)若该烷烃是由烯烃加氢得到的,则原烯烃的结构有_____种.(不包括立体异构,下同)
(3) 若该烷烃是由炔烃加氢得到的,则原炔烃的结构有_____种.
(4) 该烷烃在光照条件下与氯气反应,生成的一氯代烷最多有____种.
【答案】(1) 2,3-二甲基戊烷 （2) 5 (3) 1 (4) 6
【解析】
（1）该烷烃的结构简式为，主链为5个C，有两个支链，均为甲基，分别在2、3号C上，故该烷烃的名称是2，3-二甲基戊烷；
（2）若此烷烃为单烯烃加氢制得，则此烯烃的结构有5种，如、、、、；
（3）若此烷烃为炔烃加氢制得，则此炔烃的结构简式为，故原炔烃的结构有1种；
（4）此烷烃含有6种类型的氢原子，所以它的一氯代物有6种。
18.烷烃与卤素单质发生取代反应生成卤代烃,卤代烃在生产、生活中有非常重要的应用。如氯仿(三氯甲烷,
CHCl3)在医学上常用作麻醉剂,还可用作抗生素、香料、油脂、树脂、橡胶的溶剂和萃取剂,与四氯化碳混合可制成不冻的防火液体。
某课外活动小组利用右图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意,回答下列问题:
(1)CH4与Cl2发生反应的条件是 ;若用日光直射,可能会引起 。
(2)实验中可观察到的实验现象有:量筒内壁出现油状液滴,饱和食盐水中有少量固体析出, , 等。
(3)写出甲烷与氯气反应生成一氯代物的化学方程式: 。此反应属于 (填反应类型)反应。
(4)用饱和食盐水而不用水的原因是 。
(5)实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂,常因保存不慎而被空气氧化,产生剧毒气体——光气,反应的化学方程式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl,为防止事故发生,在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是 。
A.氢氧化钠溶液 B.硝酸银溶液
C.稀盐酸 D.水
E.湿润的蓝色石蕊试纸
F.湿润的无色酚酞试纸
【答案】(1)漫射光照(或光亮处) 爆炸
(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升 (3)CH4+Cl2CH3Cl+HCl 取代
(4)降低Cl2在水中的溶解度,抑制Cl2和水的反应 (5)BE
【解析】(1)漫射光照(或光亮处)，若用日光直射,可能会引起爆炸；
(2) 实验中可观察到的实验现象有:量筒内壁出现油状液滴,饱和食盐水中有少量固体析出,量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升 (3)甲烷与氯气反应生成一氯代物的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl，此反应属于取代；
(4)用饱和食盐水而不用水的原因是降低Cl2在水中的溶解度,抑制Cl2和水的反应 (5)使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是B硝酸银溶液和E湿润的蓝色石蕊试纸。
19．目前人类在自然界发现和人工合成的有机物已经超过1亿种。研究有机物的结构有利于认识和理解有机物种类繁多的原因。
(1)甲烷是最简单的有机物，甲烷和氯气在光照条件下可发生如下反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl
①甲烷的电子式为_______。
②该反应的过程可以看成：Cl2断裂Cl-Cl键，得到两个Cl原子，CH4断裂1个C-H键，得到1个H原子和1个CH3原子团。则生成CH3Cl和HCl的过程可以描述为：H原子与1个Cl原子形成H-Cl键，生成HCl；_______，生成CH3Cl。
③CH3Cl的电子式为_______。
④该反应生成的CH3Cl与Cl2可继续反应，生成的后续产物也可与Cl2继续反应。则在Cl2足量的条件下，CH3Cl最终将转化为_______(填化学式)。
(2)只含有碳、氢两种元素的有机物属于烃类。下列是一些烃的结构式：
①已知：“C-C、C=C、C≡C”分别表示碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键。烃分子中碳原子能形成__个键(双键可看成2个键，三键可看成3个键)。
②有机物甲、乙中碳原子间的成键方式如下图所示，碳原子未达到最大键数的，都与氢原子成键。请补充完整甲、乙的结构式。
甲：_______； 乙：C—C=C—C _______。
③烃分子中碳碳原子间均是形成单键，且分子为链状，这样的烃称为链状烷烃。(a)、(b)、(c)、(d)均是链状烷烃。请根据链状烷烃的结构特点，推理6个碳原子的链状烷烃的分子式：_______。含n个碳原子的链状烷烃，其氢原子数为_______(用含n的代数式表示)。
④已知甲烷分子中四个氢原子所处的化学环境完全相同，据此推测其结构有平面四边形和正四面体形两种可能，如下图所示。已知CH2Cl2只有一种结构，则可知甲烷分子应为_______形。
【答案】 CH3原子团中的C原子与1个Cl原子形成C-Cl键 CCl4 4 C6H14 2n+2 正四面体
【详解】
(1)①甲烷分子中C原子与4个H原子形成4个共价键，使分子中各原子都是达到稳定结构，因此CH4的电子式为;
②CH4与Cl2发生反应，断裂CH4分子上的一个C-H键，同时Cl2断裂Cl-Cl键，产生CH3与1个Cl原子结合形成C-Cl键，形成CH3Cl，下来的H原子与另1个Cl结合形成HCl；
③在CH3Cl中C原子与3个H原子及1个Cl原子结合，使分子中各原子都达到稳定结构，所以CH3Cl的电子式为：；
④该反应生成的CH3Cl与Cl2可继续反应，生成的后续产物也可与Cl2继续反应。在Cl2足量的条件下，CH3Cl中的H原子可被Cl原子完全取代，最终将转化为CCl4；
(2)①由于C原子价电子数目是4，所以烃分子中碳原子能形成4个键；
②根据C原子价电子数目是4，将不足4个的用H原子补齐，可得相应物质的结构式，其中甲是，乙是；
③烃分子中含有6个碳原子的链状烷烃结构简式是CH3CH2CH2CH2CH2CH3，也可写为CH3(CH2) 4CH3，所以含有6个C原子的烷烃分子式为C6H14；根据分子中H原子数目与C原子数目关系可知：若是含n个碳原子的链状烷烃，其氢原子数为2n+2；
④若甲烷为平面正方形结构，则其中的2个H原子被Cl原子取代产生的物质CH2Cl2就会有2种结构：2个Cl原子在相邻位置，夹角是90℃；及2个Cl原子在相对位置，夹角是180°，但事实上CH2Cl2只有一种结构，这说明CH4是正四面体结构。
必考点02 -烷烃
题型一 烷烃的命名
例1．（2022·沈阳市第二十八中学高二期中）烷烃的系统命名大致分为四个部分别；①主链名称；②取代基名称；③取代基位置；④取代基数目。这四部分在烷烃命名中书写的先后顺序是（ ）
A．①②③④ B．③④②① C．③④①② D．①③④②
【答案】B
【解析】
烷烃的系统命名书写顺序分别是：取代基位置、取代基数目、取代基名称、主链名称，故答案为B。
例2.（2022·江苏高二期中）正己烷、2-甲基戊烷、( )、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷。在上述有机化合物的有规律排列中,括号内填入的物质最适宜的是( )
A.正戊烷 B.2-甲基丁烷
C.3-甲基戊烷 D.2,2-二甲基戊烷
【答案】C
【解析】根据观察,题目中提供的4种有机化合物都是分子中含6个碳原子的烷烃,分子式为C6H14,而其同分异构体有5种,现在只缺3-甲基戊烷。
例3.（2022·福建省武平县第一中学高二月考）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 。
【答案】(1)2,2,3-三甲基丁烷
(2)2,2,5-三甲基庚烷
(3)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷
(4)3,3,4-三甲基己烷
【解析】烷烃用系统命名法命名(1)(CH3)3CCH(CH3)2命名为2,2,3-三甲基丁烷；（2）球棍模型为命名为2,2,5-三甲基庚烷；（3）键线式为命名为2,2,5-三甲基-3-乙基己烷；(4)结构简式为命名为3,3,4-三甲基己烷。
【解题技巧提炼】
1．系统命名法
(1)选主链
(2)编序号
(3)注意事项
①取代基的位号必须用阿拉伯数字表示。 ②相同取代基要合并，必须用汉字数字表示其个数。
③多个取代基位置间必须用逗号“，”分隔。④位置与名称间必须用短线“-”隔开。
⑤若有多种取代基，必须简单写在前，复杂写在后。
题型二、烷烃的结构和性质
例1．（2022·常州市第二中学高二月考）一溴甲烷被广泛用于土壤消毒和消灭害虫，但在蒙特利尔条约中属于逐步禁用的药品。下列说法错误的是( )
A．一溴甲烷的化学式是CH3Br
B．可以利用加成反应制备一溴甲烷
C．一溴甲烷中只含共价键
D．一溴甲烷不存在同分异构体
【答案】B
【解析】
A．甲烷分子CH4中的一个氢原子被溴原子取代生成一溴甲烷，所以一溴甲烷的化学式为CH3Br，A正确；
B．甲烷分子中不含不饱和键，因此不能利用加成反应制备一溴甲烷，B错误；
C．一溴甲烷分子中碳原子和溴原子、氢原子之间都是以共价键相结合，所以只含共价键，C正确；
C．一溴甲烷只有一种结构，所以不存在同分异构体，D正确；
故合理选项是B。
例2.(2021吉林高二检测)下列烷烃在光照下与Cl2反应只生成一种一氯代物的是( )
A.CH3CH2CH2CH3 B. C. D.
【答案】C
【解析】A选项中有2种等效氢;B选项中有2种等效氢;C选项中有1种等效氢;D选项中有4种等效氢,因此一氯代物只有一种的应选C。
例3.（2022·四川成都市·高二月考）甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是( )
A．CHCl3不存在同分异构体
B．CH2Cl2不存在同分异构体
C．CH4中的C—H键是极性键
D．CH4分子中四个键的键角、键长都相等
【答案】B
【解析】
A．无论甲烷是正四面体结构还是正方形结构，CHCl3只有1种结构，不存在同分异构体，A不符合题意；
B．若甲烷是正方形的平面结构，CH2Cl2有2种（相邻或对角线上的氢被Cl取代），而实际上其二氯代物只有一种结构，因此甲烷只有是正四面体结构才符合，B符合题意；
C．不同元素原子之间形成的共价键均为极性键，甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，C-H键都是极性键，C不符合题意；
D．甲烷分子中四个碳氢键完全相同，则甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，四个键的键角、键长都相等，D不符合题意；
故选B。
【解题技巧提炼】
1．烷烃的结构特点
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；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。链状烷烃的通式：CnH2n＋2(n≥1)。
2．烷烃的性质
(1)物理性质
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
(2)化学性质
①稳定性：常温下烷烃很不活泼，与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。
烷烃之所以很稳定，是因为烷烃分子中化学键全是σ键，不易断裂。
②特征反应——取代反应
烷烃可与卤素单质在光照下发生取代反应生成卤代烃和卤化氢。
③氧化反应——可燃性
烷烃燃烧的通式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。
题型一 烷烃的命名
1．（2021·大安市第六中学校高二期末）下列有机物命名正确的是
A．2,2,3－三甲基丁烷
B．2－乙基戊烷
C．2－甲基－1－丁炔
D．2,2－甲基－1－丁烯
【答案】A
【详解】
A．2，2，3-三甲基丁烷，符合烷烃系统命名方法和原则，故A正确；
B．2-乙基戊烷，主链选错，正确名称为3-甲基己烷，故B错误；
C．2-甲基-1-丁炔，2位上碳原子不能再接甲基，碳原子最多形成四个化学键，故C错误；
D．2，2-甲基-1-丁烯，2号碳原子上不能接两个甲基，碳原子最多形成四个化学键，故D错误；
故选A。
【点晴】
判断有机物的命名是否正确或对有机物进行命名，其核心是准确理解命名规范：（1）烷烃命名原则：①长-----选最长碳链为主链；②多-----遇等长碳链时，支链最多为主链；③近-----离支链最近一端编号；④小-----支链编号之和最小．看下面结构简式，从右端或左端看，均符合“近-----离支链最近一端编号”的原则；⑤简-----两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号。如取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面；（2）有机物的名称书写要规范；（3）对于结构中含有苯环的，命名时可以依次编号命名，也可以根据其相对位置，用“邻”、“间”、“对”进行命名；（4）含有官能团的有机物命名时，要选含官能团的最长碳链作为主链，官能团的位次最小。
2．下列有关烷烃的命名正确的是( )
A．
B．
C．
D．如图所示烷烃的名称为：异戊烷
【答案】A
【解析】
A、根据烷烃的系统命名法分析；
B、取代基的编号错误，应该是2，2，4-三甲基戊烷；
C、根据烯烃的命名方法进行分析；
D、根据图示的球棍模型进行命名并判断正误。
3．（2021·全国高二课时练习）判断下列烷烃的名称是否正确，若不正确请改正。
(1)2-甲基-4，5-二乙基乙烷_______。
(2)3-乙基-2，4-二甲基乙烷_______。
【答案】错误 2，5-二甲基-3-乙基己烷 错误 2，4-二甲基-3-乙基己烷
【详解】
(1)根据烷烃的系统命名法，尽可能使取代基的编号位次和最小，则该有机化合物的名称应该是2，5-二甲基-3-乙基己烷，故烷烃的名称错误。
(2)根据烷烃的系统命名法，尽可能使取代基的编号位次和最小，有多个取代基时，相同取代基要合并，不同的取代基，先写简单的，再写复杂的，则该有机化合物的名称应该是2，4-二甲基-3-乙基己烷，故烷烃的名称错误。
4．甲同学给分子式为C12H26的某烷烃命名为“2，4-二甲基-3，5-二乙基己烷”，乙同学认为甲同学命名错误，有关该烷烃的说法，你认为正确的是( )
A．该烷烃正确名称应为：4，5-二甲基-3-异丙基已烷
B．该烷烃分子中含有5个支链
C．该烷烃的一氯代物有11种
D．该烷烃可以看做是11种不同类型的单烯烃与氢气加成后的产物
【答案】C
【解析】
根据甲同学给分子式为C12H26的烷烃命名可知，该烷烃的碳骨架结构简式为，结合等效氢规则可知该烷烃有11种不同的H原子，有四个支链，据此解答。
A．根据烷烃命名原则，所以该烷烃的名称为2，4，5−三甲基−3−乙基庚烷，故A错误；
B．根据该烷烃的结构简式可知，该烷烃分子中含有4个支链，故B错误；
C．该烷烃有11种不同的H原子，所以该烷烃的一氯代物有11种，故C正确；
D．该烷烃是单烯烃与氢气加成后的产物，则烷烃中C上需有H，由结构可知，每个C原子上至少有1个H原子，将相邻两个C原子的H原子各消去1个，共有10种单烯烃结构，故D错误；
答案选C。
题型二、烷烃的结构和性质
1.下列有关烷烃的说法中，正确的是( )
A．戊烷的同分异构体有2种，其习惯命名分别为：正戊烷、异戊烷
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，烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近于
【答案】D
【解析】
A．由于戊烷存在3种同分异构体，分别为正戊烷、异戊烷和新戊烷，故A错误；
B．碳原子相同时，直链烃沸点大于有支链的沸点，正丁烷沸点大于异丁烷沸点，故B错误；
C．符合通式CnH2n+2（n≥0）的物质，当n=0时，该物质为氢气，氢气不是烷烃的同系物，故C错误；
D．烷烃分子的通式：CnH2n+2，故烷烃分子的含碳量：，整理可得：（整理过程就是先将其约分，然后上下同除以n），所以随着碳原子数的依次增加，烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近于，故D正确；
答案选D。
2.为解决污染、变废为宝，我国科研人员研究在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。
下列说法中，错误的是
A．最终产物X、Y属于同系物
B．产物X名称为“2-甲基丁烷”或“异戊烷”
C．反应I、II、III均有副产物H2O产生
D．产物X、Y的核磁共振氢谱图上均有4组峰
【答案】C
【分析】
根据题中信息可知，在新型纳米催化剂Na-Fe3O4的作用下二氧化碳和氢气先转化为一氧化碳，一氧化碳和氢气转化为乙烯和丙烯，乙烯和丙烯在HMCM-22的表面转化为2—甲基丁烷和3—甲基戊烷，由此分析。
【解析】
A．X、Y都属于烷烃，且分子组成上相差1个CH2，因此两者属于同系物，故A不符合题意；
B．根据产物X的结构可知，主链上有4个C，2号碳上连有1个甲基，其系统命名法为2-甲基丁烷，习惯命名法为异戊烷，故B不符合题意；
C．根据转化过程图可知，只有烯烃与氢气作用，根本没有氧元素参与反应，所以不会产生H2O，故C符合题意；
D．由X、Y的结构简式可知，两者均有4种等效氢，分别位于①②③④位上的氢原子，即、，核磁共振氢谱图上均有4组峰，故D不符合题意；
答案选C。
3.下列说法正确的是（ ）
A．烷烃分子中，碳原子间都以碳碳单键结合，其余的价键均与氢原子结合，这一系列化合物的分子通式为CnH2n+2
B．、CH4、CH3CH2CH3互为同系物
C．烷烃分子中，相邻的三个碳原子有可能在同一条直线上
D．分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，互称为同系物
【答案】B
【解析】
A. 烷烃又叫饱和烃，每一个碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键都与氢原子相结合，通式为CnH2n+2，故A错误；
B. 、CH4、CH3CH2CH3的结构相似，分子组成相差整数倍个CH2原子团，故互为同系物，属于烷烃同系物，故B正确；
C. 烷烃分子中，相邻的三个碳原子为锯齿形，不可能在同一直线上，故C错误；
D. 分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质的结构不一定相似，如环丙烷和乙烯，它们不互为同系物，故D错误；
故选B。
【点睛】
同系物指结构相似，分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的物质，结构相似即同系物具有相同种类和数目的官能团，通式相同；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，这是常考点，也是学生们的易错点。
4．（2020·全国高一课时练习）按要求写出下列各烷烃的分子式。
(1)同温同压下，烷烃A的蒸气密度是的36倍：_________。
(2)1分子烷烃B中含有200个氢原子：__________。
(3)1个分子中含有22个共价键的烷烃：__________。
(4)相对分子质量为212的烷烃：__________。
【答案】
【详解】
(1)，由烷烃通式(n为正整数)得，，即烷烃A的分子式为，故答案为：；
(2)由烷烃通式(n为正整数)得，即，故垸烃B的分子式为，故答案为：
(3)由烷烃通式(n为正整数)知，1个烷烃分子中含有()个键，()个键，故1个分子中所含共价键总数为()，所以有，得，故该烷烃的分子式为，故答案为：；
(4)由烷烃通式(n为正整数)知，，得，即该烷烃的分子式为，故答案为：。
1.（2020·庆阳第六中学高二期中）下列气体的主要成份不是甲烷的是
A．煤气 B．油田气 C．沼气 D．天然气
【答案】A
【解析】A. 煤气即水煤气，主要成分是一氧化碳和氢气，故A选；
B. 油田气的主要成分是甲烷，故B不选；
C. 沼气的主要成分是甲烷，故C不选；
D. 天然气的主要成分是甲烷，故D不选；
故选A。
2.（2020·常州市第二中学高二月考）一溴甲烷被广泛用于土壤消毒和消灭害虫，但在蒙特利尔条约中属于逐步禁用的药品。下列说法错误的是( )
A．一溴甲烷的化学式是CH3Br
B．可以利用加成反应制备一溴甲烷
C．一溴甲烷中只含共价键
D．一溴甲烷不存在同分异构体
【答案】B
【解析】
A．甲烷分子CH4中的一个氢原子被溴原子取代生成一溴甲烷，所以一溴甲烷的化学式为CH3Br，A正确；
B．甲烷分子中不含不饱和键，因此不能利用加成反应制备一溴甲烷，B错误；
C．一溴甲烷分子中碳原子和溴原子、氢原子之间都是以共价键相结合，所以只含共价键，C正确；
C．一溴甲烷只有一种结构，所以不存在同分异构体，D正确；
故合理选项是B。
3.下列说法正确的是
A．C3H7Cl有3种同分异构体
B．相对分子质量相同、结构不同的两种化合物互为同分异构体
C．同分异构体之间的转化是化学变化
D．和互为同分异构体
【答案】C
【详解】
A.有2种同分异构体，即和，选项A错误；
B.相对分子质量相同，但分子式不一定相同，故相对分子质量相同、结构不同的两种化合物不一定互为同分异构体，选项B错误；
C.同分异构体为不同的物质，故它们之间的转化是化学变化，选项C正确；
D.和为同一物质，不互为同分异构体，选项D错误；
答案选C。
【点睛】
本题主要考查的是同分异构体个数的判断，根据等效氢原子，最后根据氢原子的种类确定一氯代物的种类，确定烃的同分异构体是解本题的关键。
4.将等质量的下列各烃，完全燃烧生成CO2和H2O，耗氧量最大的是
A．CH4 B．C2H4 C．C2H2 D．C2H6
【答案】A
【详解】
由C～O2～CO2，4H～O2～2H2O可知，消耗32 g氧气需要碳12 g，需要H元素4 g，可见：等质量时，有机物中含氢量越大，燃烧时消耗氧气越多。
A．CH4中C、H原子数目之比为1：4；
B．C2H4中C、H原子数目之比为2：4=1：2；
C．C2H2中C、H原子数目之比为2：2=1：1；
D．C2H6中C、H原子数目之比为2：6=1：3；
可见：CH4中H的质量分数最大，故相同质量时甲烷消耗氧气最多，故合理选项是A。
5.（2020·绥化市第一中学高二月考）发生一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物的烷烃是( )
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】
某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代产物，则说明该有机物的一氯代物有3种；根据等效氢原子来判断各烷烃中氢原子的种类，有几种类型的氢原子就有几种一氯代物，据此进行解答。
【解析】
A. (CH3)2CHCH2CH3中有4种位置不同的氢，所以其一氯代物有4种，能生成4种沸点不同的产物，选项A错误；
B. (CH3CH2)2CHCH3中有4种位置不同的氢，所以其一氯代物有4种，能生成4种沸点不同的产物，选项B错误；
C. (CH3)2CHCH(CH3)2含有2种等效氢，所以能生成2种沸点不同的有机物，选项C错误；
D. (CH3)3CCH2CH3中有3种位置不同的氢，所以其一氯代物有3种，能生成3种沸点不同的产物，选项D正确。
答案选D。
6.CH3CH(C2H5)CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是( )
A.2,3-二甲基-4-乙基戊烷
B.2-甲基-3,4-二乙基戊烷
C.2,5-二甲基-3-乙基己烷
D.2,4-二甲基-3-乙基己烷
【答案】D
【解析】该烷烃的碳骨架为,所以名称为2,4-二甲基-3-乙基己烷,D项正确。
7.1 mol丙烷在光照情况下,最多消耗氯气( )
A.4 mol B.8 mol
C.10 mol D.2 mol
【答案】B
【解析】烷烃发生取代反应时,取代1个氢原子,需要1个氯分子,故烷烃分子中有几个氢原子,1 mol该烷烃最多就可与几mol氯气反应。
8.有机化合物M、N的结构简式如图所示。下列说法错误的是( )
A.M、N都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.M有两种同分异构体
C.M、N分子中每个碳原子都形成4个共价键
D.等质量的M、N在足量氧气中燃烧,完全燃烧时生成CO2的质量相同
【答案】D
【解析】M和N都是烷烃,不能与酸性高锰酸钾溶液反应,A项正确;M是新戊烷,有两种同分异构体:CH3(CH2)3CH3、(CH3)2CHCH2CH3,B项正确;有机化合物分子中每个碳原子都形成4个共价键,C项正确;M的分子式是C5H12,N的分子式是C8H18,M、N的最简式不同,等质量的M、N在足量氧气中燃烧,生成CO2的质量不同,D项错误。
9.(1)某烷烃的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2,该烷烃的名称是 。
(2)某烷烃的相对分子质量为114,该烷烃与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种,该烷烃的结构简式是 。
(3)支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃的结构简式为 。
【答案】(1)2-甲基-3-乙基戊烷
(2)
(3)CH(CH2CH3)3
【解析】(1)根据烷烃命名原则,该烃最长碳链有5个碳原子,命名为2-甲基-3-乙基戊烷。(2)设该烷烃的分子式为CnH2n+2,则14n+2=114,n=8,该烷烃分子式为C8H18,由于该烷烃的一氯代物只有一种,故该烃分子中只有一种氢原子,其结构简式为。
(3)因为1、2号碳原子上不存在乙基,符合要求的有机化合物分子中乙基应连在3号碳原子上,该烷烃的主链上最少有5个碳原子。
10.有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷,其分子组成和结构与烷烃相似,下列说法中错误的是( )
A.硅烷的分子通式可表示为SinH2n+2
B.甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水
C.甲硅烷的密度小于甲烷
D.甲烷的热稳定性高于甲硅烷
【答案】C
【解析】根据硅烷的分子组成与烷烃相似,可由烷烃的分子通式CnH2n+2推出硅烷的分子通式为SinH2n+2;根据甲烷完全燃烧的产物为二氧化碳和水可知,甲硅烷燃烧生成二氧化硅和水;甲硅烷即SiH4,相对分子质量大于甲烷,所以密度大于甲烷;根据同主族元素性质的递变规律可知,稳定性:CH4>SiH4。
11.（2021·广西钦州市·高二期末）液化石油气中含正丁烷。有关正丁烷的叙述正确的是( )
A．分子中碳原子在一条直线上
B．比异丁烷沸点低
C．一氯代物比异丁烷的一氯代物少
D．与空气混合能形成爆炸性混合物
【答案】D
【解析】
A．正丁烷中每个C原子均为sp3杂化，每个C原子与其所连的四个原子均为四面体结构，整个分子中碳链是链状锯齿形，故碳原子不在一条直线上，A错误；
B．正丁烷与异丁烷互为同分异构，根据规律，支链越多，沸点越低，故异丁烷沸点比正丁烷低，B错误；
C．正丁烷中有两种H，故一氯代物有两种，异丁烷也有两种H，一氯代物也为两种，C错误；
D．丁烷属于易燃气体，易燃气体与空气混合点燃时可能会发生爆炸，D正确；
故答案选D。
12.（2021·内蒙古高二期末）某烃和足量充分加成的产物的结构简式为。则该烃可能是( )
A．1，3-丁二烯
B．2-甲基-1，3-丁二烯
C．3-甲基-1-丁炔
D．1，3-二氯-2-甲基-2-丁烯
【答案】B
【解析】
A.．1，3-丁二烯与足量氯气反应生成物为：，A错误；
B.．2-甲基-1，3-丁二烯与足量氯气反应生成物为：，B正确；
C．3-甲基-1-丁炔与足量氯气反应生成物为：，C错误；
D．1，3-二氯-2-甲基-2-丁烯与足量氯气反应生成物为: ，D错误。
答案选B
13.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—C
【答案】B
【解析】由题意可知,X的结构简式可能为或。二者分子中均含4个甲基,A错误;前者一氯代物有3种,后者一氯代物有2种,B正确;X的沸点比正己烷低,C错误;标准状况下,二者均为液态,D错误。
14.(2021河北衡水高二检测)下列有关烷烃的说法不正确的是( )
A.戊烷的同分异构体有3种,其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷
B.沸点:正丁烷<异丁烷
C.符合通式CnH2n+2(n≥1)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
【答案】B
【解析】戊烷存在3种同分异构体:正戊烷、异戊烷和新戊烷,故A正确;碳原子相同时,直链烃沸点大于有支链的沸点,正丁烷沸点大于异丁烷沸点,故B错误;符合通式CnH2n+2(n≥1)的物质一定是烷烃的同系物,故C正确;烷烃分子的通式为CnH2n+2,故烷烃分子碳元素的质量分数为,所以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,故D正确。
15.正己烷、2-甲基戊烷、( )、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷。在上述有机化合物的有规律排列中,括号内填入的物质最适宜的是( )
A.正戊烷 B.2-甲基丁烷
C.3-甲基戊烷 D.2,2-二甲基戊烷
【答案】C
【解析】根据观察,题目中提供的4种有机化合物都是分子中含6个碳原子的烷烃,分子式为C6H14,而其同分异构体有5种,现在只缺3-甲基戊烷。
16．（2020·涟水县第一中学高二月考）用系统命名法命名。
(1)
___。
(2)写出有机物的系统命名_____________。
(3)键线式表示的分子式为；名称是__________。
【答案】3，4，5—三甲基庚烷 2，3-二甲基戊烷 2-甲基戊烷
【详解】
(1)由结构简式可知，该物质属于烷烃，分子中最长碳链含有7个碳原子，支链为3个甲基，三个甲基分别连接在3号碳、4号碳、5号碳原子上，即，故名称为3，4，5—三甲基庚烷。
(2)主链有5个碳，2号位和3号位上各有一个甲基，系统命名法为：2，3-二甲基戊烷；
(3)主链有5个碳，2号位上有一个甲基，系统命名法为：2-甲基戊烷；
17.某烷烃的结构简式为
(1)用系统命名法命名该烃:________________________________.
(2)若该烷烃是由烯烃加氢得到的,则原烯烃的结构有_____种.(不包括立体异构,下同)
(3) 若该烷烃是由炔烃加氢得到的,则原炔烃的结构有_____种.
(4) 该烷烃在光照条件下与氯气反应,生成的一氯代烷最多有____种.
【答案】(1) 2,3-二甲基戊烷 （2) 5 (3) 1 (4) 6
【解析】
（1）该烷烃的结构简式为，主链为5个C，有两个支链，均为甲基，分别在2、3号C上，故该烷烃的名称是2，3-二甲基戊烷；
（2）若此烷烃为单烯烃加氢制得，则此烯烃的结构有5种，如、、、、；
（3）若此烷烃为炔烃加氢制得，则此炔烃的结构简式为，故原炔烃的结构有1种；
（4）此烷烃含有6种类型的氢原子，所以它的一氯代物有6种。
18.烷烃与卤素单质发生取代反应生成卤代烃,卤代烃在生产、生活中有非常重要的应用。如氯仿(三氯甲烷,
CHCl3)在医学上常用作麻醉剂,还可用作抗生素、香料、油脂、树脂、橡胶的溶剂和萃取剂,与四氯化碳混合可制成不冻的防火液体。
某课外活动小组利用右图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意,回答下列问题:
(1)CH4与Cl2发生反应的条件是 ;若用日光直射,可能会引起 。
(2)实验中可观察到的实验现象有:量筒内壁出现油状液滴,饱和食盐水中有少量固体析出, , 等。
(3)写出甲烷与氯气反应生成一氯代物的化学方程式: 。此反应属于 (填反应类型)反应。
(4)用饱和食盐水而不用水的原因是 。
(5)实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂,常因保存不慎而被空气氧化,产生剧毒气体——光气,反应的化学方程式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl,为防止事故发生,在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是 。
A.氢氧化钠溶液 B.硝酸银溶液
C.稀盐酸 D.水
E.湿润的蓝色石蕊试纸
F.湿润的无色酚酞试纸
【答案】(1)漫射光照(或光亮处) 爆炸
(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升 (3)CH4+Cl2CH3Cl+HCl 取代
(4)降低Cl2在水中的溶解度,抑制Cl2和水的反应 (5)BE
【解析】(1)漫射光照(或光亮处)，若用日光直射,可能会引起爆炸；
(2) 实验中可观察到的实验现象有:量筒内壁出现油状液滴,饱和食盐水中有少量固体析出,量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升 (3)甲烷与氯气反应生成一氯代物的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl，此反应属于取代；
(4)用饱和食盐水而不用水的原因是降低Cl2在水中的溶解度,抑制Cl2和水的反应 (5)使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是B硝酸银溶液和E湿润的蓝色石蕊试纸。
19．目前人类在自然界发现和人工合成的有机物已经超过1亿种。研究有机物的结构有利于认识和理解有机物种类繁多的原因。
(1)甲烷是最简单的有机物，甲烷和氯气在光照条件下可发生如下反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl
①甲烷的电子式为_______。
②该反应的过程可以看成：Cl2断裂Cl-Cl键，得到两个Cl原子，CH4断裂1个C-H键，得到1个H原子和1个CH3原子团。则生成CH3Cl和HCl的过程可以描述为：H原子与1个Cl原子形成H-Cl键，生成HCl；_______，生成CH3Cl。
③CH3Cl的电子式为_______。
④该反应生成的CH3Cl与Cl2可继续反应，生成的后续产物也可与Cl2继续反应。则在Cl2足量的条件下，CH3Cl最终将转化为_______(填化学式)。
(2)只含有碳、氢两种元素的有机物属于烃类。下列是一些烃的结构式：
①已知：“C-C、C=C、C≡C”分别表示碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键。烃分子中碳原子能形成__个键(双键可看成2个键，三键可看成3个键)。
②有机物甲、乙中碳原子间的成键方式如下图所示，碳原子未达到最大键数的，都与氢原子成键。请补充完整甲、乙的结构式。
甲：_______； 乙：C—C=C—C _______。
③烃分子中碳碳原子间均是形成单键，且分子为链状，这样的烃称为链状烷烃。(a)、(b)、(c)、(d)均是链状烷烃。请根据链状烷烃的结构特点，推理6个碳原子的链状烷烃的分子式：_______。含n个碳原子的链状烷烃，其氢原子数为_______(用含n的代数式表示)。
④已知甲烷分子中四个氢原子所处的化学环境完全相同，据此推测其结构有平面四边形和正四面体形两种可能，如下图所示。已知CH2Cl2只有一种结构，则可知甲烷分子应为_______形。
【答案】 CH3原子团中的C原子与1个Cl原子形成C-Cl键 CCl4 4 C6H14 2n+2 正四面体
【详解】
(1)①甲烷分子中C原子与4个H原子形成4个共价键，使分子中各原子都是达到稳定结构，因此CH4的电子式为;
②CH4与Cl2发生反应，断裂CH4分子上的一个C-H键，同时Cl2断裂Cl-Cl键，产生CH3与1个Cl原子结合形成C-Cl键，形成CH3Cl，下来的H原子与另1个Cl结合形成HCl；
③在CH3Cl中C原子与3个H原子及1个Cl原子结合，使分子中各原子都达到稳定结构，所以CH3Cl的电子式为：；
④该反应生成的CH3Cl与Cl2可继续反应，生成的后续产物也可与Cl2继续反应。在Cl2足量的条件下，CH3Cl中的H原子可被Cl原子完全取代，最终将转化为CCl4；
(2)①由于C原子价电子数目是4，所以烃分子中碳原子能形成4个键；
②根据C原子价电子数目是4，将不足4个的用H原子补齐，可得相应物质的结构式，其中甲是，乙是；
③烃分子中含有6个碳原子的链状烷烃结构简式是CH3CH2CH2CH2CH2CH3，也可写为CH3(CH2) 4CH3，所以含有6个C原子的烷烃分子式为C6H14；根据分子中H原子数目与C原子数目关系可知：若是含n个碳原子的链状烷烃，其氢原子数为2n+2；
④若甲烷为平面正方形结构，则其中的2个H原子被Cl原子取代产生的物质CH2Cl2就会有2种结构：2个Cl原子在相邻位置，夹角是90℃；及2个Cl原子在相对位置，夹角是180°，但事实上CH2Cl2只有一种结构，这说明CH4是正四面体结构。
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