7.1 课时2 烷烃 同系物 同分异构体-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学必修第二册同步练习（人教版）

第七章 有机化合物 练 （ 1 ） 若 A 洗气瓶的质量增加， B 洗气瓶的 质量不变， 则 X 气体是 。 （ 2 ） 若 A 洗气瓶的质量不变， B 洗气瓶的 质量增加， 则 X 气体是 。 （ 3 ） 若 A 、 B 两个洗气瓶的质量都增加， 则 X 气体可能是 。 9. 甲烷能与氯气发生取代反应， 回答下列 问题： （ 1 ） 若 1 mol 甲烷中的氢原子完全被取 代， 最多参加反应的氯气为 mol 。 （ 2 ） 当 n （ CH 4 ） ∶ n （ Cl 2 ） ＝1 ∶ 1 混合反应时， 其产物是 。 （ 3 ） 反应的有机取代产物的总物质的量与 甲烷的物质的量的关系是 。 10. 在光照的条件下， 将 1 mol 甲烷与一定 量的氯气充分混合， 经过一段时间， 甲 烷和氯气均无剩余， 生成一氯甲烷、 二 氯甲烷、 三氯甲烷、 四氯化碳和氯化氢。 （ 1 ） 若生成的混合物中二氯甲烷为 a mol 、 三氯甲烷为 b mol 、 四氯化碳为 c mol ， 将该混合物水洗后所得气体 在标准状况下的体积是 。 （ 2 ） 该反应中消耗的氯气的物质的量为 。 11. 回答下列问题： （ 1 ） 向甲烷和氯气进行取代反应后的集 气瓶中滴入几滴浓氨水， 看到的现 象是 。 （ 2 ） 若 1 mol 某烃最多与 6 mol 氯气发 生取代反应 ， 则该烃分子中含有 个氢原子， 同时生成氯化 氢 mol 。 第 8 题图 X 澄 清 石 灰 水 浓 硫 酸 A B 知识点 1 烷烃 1. 下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学 反应的是 （ ） A. 氯气 B. 溴水 C. 氯水 D. 酸性高锰酸钾溶液 2. 下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正 确的是 （ ） ① CH 3 （ CH 2 ） 2 CH 3 ② CH 3 （ CH 2 ） 3 CH 3 ③ （ CH 3 ） 3 CH ④ （ CH 3 ） 2 CHCH 2 CH 3 A. ②④①③ B. ④②①③ C. ④③②① D. ②④③① 3. 取下列四种气态烃各 1 mol ， 分别在足量 的氧气中燃烧， 消耗氧气最多的是 （ ） A. CH 4 B. C 2 H 6 课时 2 烷烃 同系物 同分异构体 基 础 练 习 59 练 高中化学必修第二册 （人教版） C. C 3 H 8 D. C 4 H 10 4. 等质量时， 下列烃完全燃烧时， 消耗氧气 最多的是 （ ） A. CH 4 B. C 2 H 6 C. C 3 H 6 D. C 6 H 6 知识点 2 同系物、 同分异构体和烃基 5. 正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是 （ ） A. 具有相似的化学性质 B. 具有相同的物理性质 C. 分子具有相同的空间结构 D. 分子式相同， 但分子内碳原子的连接方 式不同 6. 互称为同分异构体的物质不可能是 （ ） A. 具有相同的相对分子质量 B. 具有相同的结构 C. 具有相同的通式 D. 具有相同的分子式 7. 下列说法中正确的是 （ ） A. 相对分子质量相同的物质是同种物质 B. 分子式相同的不同有机物一定是同分异 构体 C. 具有同一通式的物质属于同系物 D. 分子中含有碳与氢的化合物是烃类 8. 下列说法正确的是 （ ） A. 凡是分子组成相差一个或若干个 CH 2 原子团的物质， 彼此一定是同系物 B. 相对分子质量相等的物质， 互称同分 异构体 C. 符合同一通式的一定是同系物 D. 相对分子质量相同， 组成元素的质量 分数相同的不同有机物一定是同分异 构体 9. 下列叙述中正确的是 （ ） A. 甲基的电子式为 B. 异丁烷的结构简式为 CH 3 — CH 2 — CH 3 — CH 3 C. 正戊烷分子中 5 个碳原子在一条直线上 D. 反应 CH 3 — CH CH 2 ＋Cl 2 500 ℃ CH 2 — CH CH 2 — Cl ＋HCl 属于取代反应 知识点 3 烷烃的简单命名法——习惯 命名法 10. 下列关于丁烷叙述不正确的是 （ ） A. 在常温下， C 4 H 10 是气体 B. C 4 H 10 与 CH 4 互为同系物 C. 丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异 构体 D. C 4 H 10 进行一氯取代后最多生成两种 沸点不同的产物 11. 在 1.01×10 5 Pa 下， 测得的某些烷烃的沸 点见下表。 据表分析， 下列选项正确的 是 （ ） A. 在标准状况时， 新戊烷是气体 B. 在 1.01×10 5 Pa 、 20 ℃ 时， C 5 H 12 都是 液体 C. 烷烃随碳原子数的增加 ， 沸点逐渐 物质名称 沸点 /℃ 正丁烷 CH 3 （ CH 2 ） 2 CH 3 －0.5 正戊烷 CH 3 （ CH 2 ） 3 CH 3 36.0 异戊烷 CH 3 CH 2 CH （ CH 3 ） 2 27.8 新戊烷 C （ CH 3 ） 4 9.5 正己烷 CH 3 （ CH 2 ） 4 CH 3 69.0 C H H H 60 第七章 有机化合物 练 降低 D. C 5 H 12 随支链的增加， 沸点逐渐降低 12. 下图表示 4 个碳原子相互结合的方式。 小球表示碳原子， 小棍表示化学键， 假 如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。 （ 1 ） 图中属于烷烃的是 （填字母）。 （ 2 ） 在上图的有机化合物中， 碳原子与 碳原子之间不仅可以形成共价单键， 还可以形成 和 ； 不仅可以形成 ， 还可以形 成碳环。 （ 3 ） 上图中互为同分异构体的是： A 与 ； B 与 ； D 与 。 （填字母） （ 4 ） 写出图中 C 物质与 Cl 2 反应生成一 氯代物的化学方程式： （只写一种）。 提 升 练 习 A B C D E F G H 第 12 题图 1. 下列化学用语表示不正确的是 （ ） A. 甲烷的结构式： H — C — H — H — H B. 异丁烷的结构简式为 CH 3 — CH — CH 3 — CH 3 C. 戊烷的分子式为 C 5 H 10 D. 丙烷的分子球棍模型图： 2. 实验室中用如图所 示的装置进行甲烷 与氯气在光照下反应 的实验 。 光照下反 应一段时间后 ， 下 列装置示意图中能正确反映实验现象的是 （ ） 3. 已知丁基 （— C 4 H 9 ） 有 4 种异构形式， 则 C 4 H 9 Cl 同分异构体的种类有 （ ） A. 2 种 B. 3 种 C. 4 种 D. 5 种 4. 有 A 、 B 两种烃， 含碳的质量分数相等。 关于 A 和 B 的下列叙述正确的是 （ ） A. A 和 B 一定是同分异构体 CH 4 和 Cl 2 饱和食盐水 第 2 题图 饱和食盐水 饱和食盐水 饱和食盐水 饱和食盐水 A B C D 61 练 高中化学必修第二册 （人教版） B. A 和 B 不可能是同系物 C. A 和 B 的实验式相同 D. A 和 B 各 1 mol 完全燃烧后生成 CO 2 的质量一定相等 5. 下列化学式只表示一种纯净物的是 （ ） A. C 2 H 6 B. C 4 H 10 C. C 2 H 4 Cl 2 D. C 6. 有两种气态烷烃的混合物， 在标准状况 下， 其密度为 1.16 g/L ， 则关于此混合物 组成的说法正确的是 （ ） A. 一定有甲烷 B. 一定有乙烷 C. 可能是甲烷和己烷的混合物 D. 可能是乙烷和丙烷的混合物 7. 进行一氯取代反应后， 只能生成 3 种沸点 不同的产物的烷烃是 （ ） A. （ CH 3 ） 2 CHCH 2 CH 2 CH 3 B. （ CH 3 CH 2 ） 2 CHCH 3 C. （ CH 3 ） 2 CHCH （ CH 3 ） 2 D. （ CH 3 ） 3 CCH 2 CH 3 8. 下列关于同分异体和同系物的说法正确的 是 （ ） A． C 6 H 14 有 5 种同分异构体 B． 分子组成相差一个或几个 CH 2 原子团 的有机物是同系物 C． 互为同分异构体的两种有机物的物理 性质有差别， 但化学性质必定相似 D． 若烃中碳、 氢元素的质量分数相同， 它 们必定是同系物 9. 烷烃分子可看成由— CH 3 、 — CH 2 —、 — CH — — 和 — C — — — 等结合而成的。 如果某烷烃分子 中同时存在这 4 种基团， 它所含碳原子数 最少为 （ ） A. 4 个 B. 7 个 C. 8 个 D. 9 个 10. 某化合物的分子式为 C 5 H 11 Cl ， 结构分 析表明， 该分子中有两个— CH 3 ， 有两个 — CH 2 —， 有一个— Cl 和一个 — CH — — ， 它的可能结构有四种， 请写出这四种可 能的结构简式： 、 、 、 。 11. 某链状烷烃汽化后的体积为 2 mL ， 在一 密闭容器中与 16 mL 氧气恰好完全反应 生成二氧化碳和水蒸气。 （反应前后均 为相同状态） （ 1 ） 该烷烃的分子式为 。 （ 2 ） 若该烷烃的一氯代物只有一种， 该 烷烃的名称和结构简式分别为 ， 。 12. 如图所示， U 形管的右端被水和胶塞封 闭， 左端充有甲烷和氯气 （体积比为 1 ∶ 4 ） 的混合气体， 假定氯气在水中的溶解 可以忽略不计。 将封闭有甲烷和氯气的 混合气体的装置放置在有光亮的地方， 让混合气体缓慢地反应一段时间。 （ 1 ） 假设甲烷与氯气充分反应， 且只生 成一种有机物， 请写出该反应的化 学方程式： 。 CH 4 和 Cl 2 玻璃管 胶塞 水 第 12 题图 62 第七章 有机化合物 练 （ 2 ） 经过几小时的反应后， U 形管右端 的水面变化是 。 A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定 （ 3 ） （多选） U 形管左端的气柱变化是 。 A. 体积增大 B. 体积减小 C. 消失 D. 不变 （ 4 ） U 形管右端的水面变化的原因是 。 第二节 乙烯与有机高分子材料 课时 1 乙烯 基 础 练 习 知识点 乙烯 1. 下 列 有 关 乙 烯 的 说 法 中 ， 错 误 的 是 （ ） A. 乙烯分子的双键中有一个键较易断裂 B. 乙烯分子里所有原子都在同一个平面 上， 且碳氢键之间的夹角约为 120° C. 乙烯的化学性质比乙烷活泼 D. 乙烯和环丙烷， 即 H 2 C — CH 2 — — CH 2 的分子组 成符合 C n H 2n ， 因此它们属于同系物 2. 下列液体分别和溴水混合并振荡， 静置后 分为两层 ， 水层 、 油层均为无色的是 （ ） A. 己烷 B. 己烯 C. 四氯化碳 D. 氢氧化钠溶液 3. 下 列 有 关 相 同 质 量 的 乙 烯 和 丙 烯 （ CH 2 CHCH 3 ） 的叙述错误的是 （ ） A. 碳原子个数比为 1 ∶ 1 B. 分子个数比为 2 ∶ 3 C. 氢原子个数比为 1 ∶ 1 D. 分子个数比为 3 ∶ 2 4. 下列关于乙烯的用途、 性质、 结构叙述正 确的是 （ ） ① 乙烯通入水中即可转化为乙醇 ② 乙烯可作香蕉等水果的催熟剂 ③ 乙烯易与溴水发生加成反应， 1 mol 乙 烯消耗 1 mol 溴单质， 说明乙烯含有一 个碳碳双键 ④ 乙烯能够被酸性 KMnO 4 溶液所氧化， 说明乙烯结构中含有一个碳碳双键 ⑤ 乙烯分子中所有原子在同一个平面 A． ①②④ B． ②④⑤ C． ②③⑤ D． ①④⑤ 5. 下列过程中发生了加成反应的是 （ ） A. C 2 H 4 使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. C 2 H 4 使溴的 CCl 4 溶液褪色 C. C 2 H 4 燃烧生成二氧化碳和水 D. CH 4 和 Cl 2 的混合气体在光照条件下逐 63 （人教版）高中化学必修第二册 的质量， 即 m （ O 2 ） ＝0.7 mol×44 g/mol－ （ 49.6 g－25.2 g ） ＝ 6.4 g ， 即 n （ O 2 ） ＝ 6.4 g 32 g/mol ＝0.2 mol ， V （ O 2 ） ＝0.2 mol× 22.4 L/mol＝4.48 L 。 5. A 【解析 】 甲烷燃烧的化学方程式为 CH 4 +2O 2 点燃 CO 2 +2H 2 O ， 当温度超过 100 ℃ 时 （即水为气态）， 反应前后气体体积不变。 而在标准状况下， 水是液态， 11.2 L 甲烷与 22.4 L 氧气恰好完全反应， 最后只剩下二 氧化碳， 其体积为 11.2 L 。 6. D 【解析 】 要证明 CH 4 中含有 C 、 H 两种元素 ， 可通过验证其燃烧产物为 CO 2 和 H 2 O 来证明， 选 ②③ ， 检验时应先检验 H 2 O 后检验 CO 2 ， 故顺序为 ③② 。 7. （ 1 ） ②③ （ 2 ） 取代反应 （ 3 ） B （ 4 ） 液体 分为两层， 产生白色沉淀 溶液先变红后褪色 【解析 】 在光照条件下 ， 甲烷与氯气发生反应 ： CH 4 +Cl 2 光 CH 3 Cl +HCl ， CH 3 Cl +Cl 2 光 CH 2 Cl 2 +HCl ， CH 2 Cl 2 +Cl 2 光 CHCl 3 +HCl ， CHCl 3 +Cl 2 光 CCl 4 +HCl 。 （ 1 ） 理论上， 甲烷与氯气的体积比为 1 ∶ 4 时， 二者 恰好完全反应， 而甲中氯气与甲烷的体积比为 5 ∶ 1>4 ∶ 1 ， 说明氯气过量 ， 反应后仍有氯气剩余 ， 为黄绿色 。 该反应进行缓慢， 不会产生火花。 产物中只有氯化氢和 一氯甲烷为气体， 所以气体的总物质的量减小， 内部压 强减小， 甲管活塞向内移动。 （ 2 ） 甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取 代， 故甲管中发生的是取代反应。 （ 3 ） 剩余气体中含有氯气和氯化氢， 可用氢氧化钠 溶液吸收剩余气体。 （ 4 ） 生成的 HCl 会与 AgNO 3 溶液反应生成 AgCl 白 色沉淀， 同时因 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 难溶于水而看到 液体分为两层， 因 Cl 2 有剩余， 若加入几滴石蕊溶液 ， 溶液会先变红后褪色。 8. （ 1 ） H 2 （ 2 ） CO （ 3 ） ①CH 4 ； ②H 2 和 CO ； ③H 2 和 CH 4 ； ④CO 和 CH 4 ； ⑤H 2 和 CO 与 CH 4 9. （ 1 ） 4 （ 2 ） CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 和 HCl （ 3 ） 相等 10. （ 1 ） 22.4× （ 1－a－b－c ） L （ 2 ） （ 1+a+2b+3c ） mol 11. （ 1 ） 有白烟生成 （ 2 ） 6 6 课时 2 烷烃 同系物 同分异构体 基础练习 1． A 【解析】 类比甲烷的化学性质， 乙烷与氯气在 光照条件下发生取代反应， 和溴水、 氯水、 酸性高锰酸 钾溶液均不反应。 2． A 【解析】 烷烃的物理性质随着分子中碳原子数 的递增呈规律性变化， 沸点逐渐升高； 碳原子数相同的 烃， 支链越多， 沸点越低。 3. D 【解析】 等物质的量的烃 （ C x H y ） 完全燃烧时 消耗氧气的量取决于 x+ y 4 4 " 。 4. A 5. D 【解析】 根据同分异构体的概念， 同分异构体 一定具有相同的分子式、 相对分子质量、 不同的结构、 不同的物理性质， 化学性质可能相似或者可能具有很大 的差异性。 6. B 【解析】 根据同分异构体的概念， 可知同分异 构体不可能具有相同的结构。 7. B 【解析】 A 项， 相对分子质量相同的物质分子 式可能不同， 如 CO 和 N 2 ； C 项， 符合同一个通式的物 质可能结构不相似， 需要同时满足结构相似和符合同一 个通式； D 项， 不符合烃的定义， 应该是 “只含” 而不 是 “含有”； B 项， 分子式相同而结构不同的有机物一 定是同分异构体。 8. D 【解析】 A 项， 没说结构相似； B 项， 没说分 子式是否相同； C 项， 同系物一定符合同一个通式， 但 若只说符合同一个通式的一定是同系物则是错误的； D 项， 相对分子质量相同， 组成元素的质量分数相同的有 机物必然具有相同的分子式， 再加上结构不同， 所以一 定是同分异构体的关系。 9. D 10. D 【解析】 D 项， 因为丁烷有两种同分异构体： CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 和 CH 3 CHCH 3 CH 3 ， 每种异构体各有两种一 氯代物， 所以丁烷进行一氯取代后最多生成四种沸点不 同的产物。 11. D 【解析】 据表中信息知在 1.01×10 5 Pa 下， 新 戊烷的沸点为 9.5 ℃ ， 所以在标准状况下不是气体， 而 在 20 ℃ 时新戊烷是气体， 所以 A 、 B 项均错误； 烷烃随 碳原子数的增加， 沸点逐渐升高， C 项错误； C 5 H 12 随支 链的增加， 沸点逐渐降低， D 项正确。 12. （ 1 ） A 、 C 、 H （ 2 ） 双键 三键 碳链 （ 3 ） C E 、 F 、 H G （ 4 ） 【解析】 （ 1 ） 据烷烃的定义： 碳碳原子之间仅以单 键互相结合， 剩余的价键全部与氢原子结合， 知图中 8 种分子中只有 A 、 C 、 H 为烷烃。 （ 2 ） 据图中 8 种分子看出， A 、 C 中碳碳原子间全 CH 3 CH — CH 3 +Cl 2 光 CH 3 — CHCH 2 Cl+HCl CH 3 CH 3 （或 CH 3 CHCH 3 +Cl 2 光 CH 3 — C — CH 3 +HCl ） CH 3 CH 3 Cl 22 参考答案与解析 为单键， B 、 E 、 F 分子中含有双键， D 与 G 分子中含有 三键， 除 H 分子形成碳环， 其余均为碳链。 （ 3 ） 据同分异构体的概念不难推知 A 与 C 互为同 分异构体， B 与 E 、 F 、 H 互为同分异构体， D 与 G 互 为同分异构体。 （ 4 ） C 为 CH 3 — CH — CH 3 CH 3 ， 可以发生取代反应。 提升练习 1． C 【解析】 戊烷的分子式为 C 5 H 12 。 2． D 【解析】 在光照条件下， 氯气与甲烷发生取代 反应生成氯化氢和四种氯代甲烷， 由于 Cl 2 被消耗， 气 体的颜色逐渐变浅； 氯化氢极易溶于水， 所以液面会上 升； 但氯代甲烷是不溶于水的无色气体或油状液体， 所 以最终水不会充满试管， 故选 D 。 3. C 4． C 【解析】 因为 A 、 B 都是烃， 碳的质量分数相 同， 则氢的质量分数也一定相同， 则 C 、 H 的个数比相 同， 即实验式相同， 可能是同系物， 例如 C 2 H 4 和 C 3 H 6 ， 但分子式不一定相同， 也可能是分子式相同的同分异构 体如正丁烷和异丁烷。 5. A 【解析】 B 项， 有同分异构体； C 项， 也有同 分异构体； D 项， 可以是几种同素异形体的混合物； A 项， 没有同分异构现象， 只能代表乙烷。 6. A 【解析】 标准状况下该混合物的平均摩尔质量 为 M＝1.16 g/L×22.4 L/mol≈26 g/mol ， 气态烷烃中只有 甲烷摩尔质量小于 26 g/mol ， 其他烷烃摩尔质量都大于 26 g/mol ， 所以一定有甲烷， 另一种可以为其他任意气 态烷烃。 7. D 8. A 【解析】 C 6 H 14 有 5 种同分异构体： CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 、 CH 3 CH （ CH 3 ） CH 2 CH 2 CH 3 、 CH 3 CH 2 CH （ CH 3 ） CH 2 CH 3 、 CH 3 CH （ CH 3 ） CH （ CH 3 ） CH 3 、 CH 3 C （ CH 3 ） 2 CH 2 CH 3 ， A 正确； 同系物在分子组成上 析出相差一个或若干个 CH 2 原子团， 但相差一个或若 干个 CH 2 原子团的有机物不一定是同系物， 如乙酸与 乙酸乙酯， B 错误； 互为同分异构体的两种有机物的 物理性质有差别， 但化学性质不一定相似， 如乙酸与 甲酸甲酯， C 错误； 同系物中碳、 氢元素的质量分数 不一定对应相同， 如甲烷与乙烷烃中碳、 氢元素的质 量分数对应相同 ， 不一定是同系物 ， 如乙炔与苯 ， D 错误。 9． C 【解析】 如果分子中的支链都是— CH 3 ， 则最少 含有 8 个碳原子， 如 CH 3 — CH 2 — C — CH — CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 。 10. 【解析 】 由于— CH 3 和— Cl 属于端基 ， 而 — CH — 和— CH 2 —处于中间， 因此可先排好中间组成， 有两种 形式 ， — CH 2 — CH — CH 2 — 和 — CH 2 — CH — CH 2 — ， 然 后再将端基连接上， 注意分子的对称性， 不要重复。 11． （ 1 ） C 5 H 12 （ 2 ） 新戊烷 CH 3 — C — CH 3 CH 3 CH 3 【解析】 设该烷烃的分子式为 C n H 2n+2 ， 则由 C n H 2n+2 + 3n+1 2 O 2 →nCO 2 + （ n+1 ） H 2 O 1 3n+1 2 2 mL 16 mL 可得 n＝5 ， 故该烷烃的分子式为 C 5 H 12 。 若该烷烃的 一氯代物只有一种， 则分子中 12 个氢原子等效， 为新 戊烷。 12. （ 1 ） CH 4 +4Cl 2 光 CCl 4 +4HCl （ 2 ） B （ 3 ） BC （ 4 ） 由反应方程式可知， 反应生成的四氯化碳是 液体， 反应后气体的物质的量减少， 且生成的氯化氢易 溶于水， 所以左端压强减小直至为 0 ， 气柱消失， 右端 的水面降低 第二节 乙烯与有机高分子材料 课时 1 乙烯 基础练习 1. D 【解析】 因为乙烯含有碳碳双键且有一个键容 易断裂， 所以能够发生加成反应和加聚反应， 因此乙烯 的化学性质比乙烷活泼； 乙烯和环丙烷的结构不同， 所 以不符合同系物的定义。 2. B 【解析】 要求水层、 油层均为无色， 所以选项 中的物质必须和溴水反应， 使其褪色， 且生成油状液 体。 A 、 C 不和溴水反应， D 虽反应， 但不生成油状液体。 CH 3 — CH — CH 2 — CH 2 — CH 3 Cl CH 3 — CH 2 — CH — CH 2 — CH 3 Cl CH 3 — CH — CH 2 — CH 2 — Cl CH 3 CH 2 — CH — CH 2 — CH 3 CH 3 Cl 23