高中化学人教版 (2019)选择性必修3第一节 烷烃精品课后复习题

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一、烷烃的结构和性质
1．烷烃的结构特点
(1)典型烷烃分子结构的分析
2．烷烃的性质
(1)物理性质
(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。如乙烷与氯气反应生成一氯乙烷，化学方程式为CH3CH3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl＋HCl。
之所以可以发生取代反应，是因为C—H有极性，可断裂，CH3CH2Cl会继续和Cl2发生取代反应，生成更多的有机物。
③氧化反应——可燃性
烷烃燃烧的通式为CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O。
如辛烷的燃烧方程式为2C8H18＋25O2eq \(――→,\s\up7(点燃))16CO2＋18H2O。
【典型例题】
例1．（2022·上海市扬子中学高二阶段练习）由沸点数据：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃，可以判断异丁烷的沸点可能是
A．低于-89℃B．低于-0.5℃C．高于-0.5℃D．高于36℃
例2．（2022·江苏·南通市通州区石港中学高二阶段练习）有一类有机硅化合物中只含有硅元素和氢元素，叫硅烷，它们的分子组成与烷烃相似，其中有一种结构最简单的硅烷叫甲硅烷(SiH4)，则有关描述不正确的是
A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n+2
B．甲硅烷燃烧生成SiO2和H2O
C．甲硅烷的沸点高于甲烷
D．甲硅烷的稳定性比甲烷强
例3．（2022·陕西省黄陵县中学高二期末）下列关于烷烃性质的叙述不正确的是
A．烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高，常温下烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B．烷烃都能使溴水、酸性溶液褪色
C．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
D．烷烃和卤素单质在光照条件下能发生取代反应
【核心归纳】1．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．烷烃的性质：化学性质稳定，在一定条件下可发生取代反应、氧化反应。
二、烷烃的命名
1．烃基
2．习惯命名法
如C5H12的同分异构体有3种，用习惯命名法命名分别为CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷、 异戊烷、 新戊烷。
3．系统命名法
(1)选主链
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(最长：含碳原子数最多的碳链作主链,最多：当有几条不同的碳链含碳原子数相同时，选择连有取代基数目多的碳链为主链))
(2)编序号
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(最近：从离取代基最近的一端开始编号,最简：若有两个不同支链且分别处于主链两端同等距离，则从简单的一端开始编号,最小：取代基编号位次之和最小))
【典型例题】例1．（2022·河北·衡水市冀州区滏运中学高二期中）有机化合物 A 的结构简式为：，有机化合物 B 与等物质的量的 H2发生加成反应可得到有机化合物 A。下列有关说法错误的是
A．B 的结构可能有 3 种，其中一种名称为 3，4，4-三甲基-2-戊烯
B．用系统命名法命名有机化合物 A，名称为 2，2，3-三甲基戊烷
C．有机化合物 A 的分子式为 C8H18
D．有机化合物 A 的一氯取代物只有4种
例2．（2022·黑龙江省饶河县高级中学高二期中）下列烷烃的系统命名正确的是
A．4-甲基-4，5-二乙基己烷B．3-甲基-2，3-二乙基己烷
C．2-甲基-3-乙基丁烷D．2-甲基-4-乙基庚烷
例3．（2022·全国·高二课时练习）某烷烃分子的键线式为，用系统命名法命名，其名称为
A．2，3-二甲基-3-乙基丁烷B．2，3-二甲基-2-乙基丁烷
C．3，3，4-三甲基戊烷D．2，3，3-三甲基戊烷
【核心归纳】烷烃命名注意事项
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。
例如，下图所示有机化合物的命名：
【必备知识基础练】
1.（2022·北京顺义·高二期末）北京2022年冬奥会火种灯独具中国文化特色，其造型灵感来自“中华第一灯”一一西汉长信宫灯，借“长信”之意，表达人们对光明与希望的追求和向往。火种灯燃料是丙烷(C3H8)气体，下列关于丙烷说法不正确的是
A．难溶于水B．熔沸点比乙烷高
C．不能发生氧化反应D．不存在同分异构体
2.（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
3.(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.
4.（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
5.（2022·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．
6.（2022·广东·茂名市电白区水东中学高二阶段练习）下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是
A．正丁烷B．2，3，4-三甲基戊烷
C．3，4-二甲基己烷D．2，5-二甲基己烷
7.（2022·陕西渭南·高二期末）如图是异辛烷的球棍模型，异辛烷的系统命名为（ ）
A．1，1，3，3-四甲基丁烷B．2，3，4-三甲基戊烷
C．2，2，4-三甲基戊烷D．2，4，4-三甲基戊烷
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
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 。
【关键能力提升练】
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
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
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
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
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
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
16.（2022·上海·复旦附中高二期中）烷烃广泛存在于自然界中，例如苹果表面的蜡状物质、蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含有烷烃。
(1)写出下列各烷烃的分子式。
①烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍：_______。
②烷烃B的分子中含有200个氢原子：_______。
③分子中含有22个共价键的烷烃C为_______。
④0.1ml烷烃D完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L_______。
(2)下列关于烷烃的叙述中正确的是_______。
A．都是易燃物，燃烧产物一定为二氧化碳和水B．在光照条件下，能使溴水褪色
C．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物D．能使酸性溶液褪色
(3)把下列物质的沸点按由高到低的顺序排列_______。(填入编号)
① ② ③2，3，三甲基戊烷 ④
(4)用系统命名法命名下面的烃A：_______；A的一氯代物有_______种。
(5)某烷烃的相对分子质量为114，与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种。写出该取代反应的化学方程式。(注意有机物要写结构简式)_______。
(6)某烷烃的系统命名为□，□-二乙基庚烷，写出所有符合的结构简式：_______。
17.（2022·重庆八中高二期末）已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的43倍。按要求填空：
(1)烷烃A的分子式是_______；
(2)它可能的结构简式有_______种，其中与Cl2取代后有2种一氯代物的物质的结构简式是_______，其命名为_______。
(3)120℃下，向10mL烷烃A、CH4和Ar的混合气体中通入90mL O2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下测得气体为120mL，则反应前混合气体中烷烃A的体积分数为_______。
【学科素养拔高练】
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
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
CH4
CH4
sp3
C—H σ键
乙烷
CH3CH3
C2H6
sp3
C—H σ键、
C—C σ键
丙烷
CH3CH2CH3
C3H8
sp3
C—H σ键、
C—C σ键
正丁烷
CH3CH2CH2CH3
C4H10
sp3
C—H σ键、
C—C σ键
正戊烷
CH3CH2CH2CH2CH3
C5H12
sp3
C—H σ键、
C—C σ键
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
烷烃(CnH2n＋2，n≥1)n值
1～10
10以上
习惯名称：某烷
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸
汉字数字
同分异构体数目较少时
“正”“异”“新”区别