课时作业（5）烷 烃（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修第三册（人教版2024）

课时作业（五） （建议用时：40 min） （见学生用书P124） 1.在我国的南海、东海海底已发现天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采，有助于解决人类面临的能源危机。下列说法不正确的是（　　） A.甲烷属于烷烃，在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水 B.实验室里可以用向上排空气法收集甲烷 C.甲烷与氯气、溴蒸气均可发生取代反应 D.“可燃冰”是一种极具潜力的能源 答案　B 解析　甲烷的相对分子质量为16，相同条件下密度小于空气，应用向下排空气法收集。 2.下列叙述中，正确的是（　　） A.烷烃又叫饱和链烃，是一类饱和脂肪烃 B.相对分子质量相等、结构不同的化合物，互称为同分异构体 C.组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的物质互称为同系物 D.碳原子之间都以碳碳单键结合的烃叫做烷烃 答案　A 解析　根据烷烃、脂肪烃、同分异构体、同系物等概念的内涵进行分析判断。 3.①丁烷　②2－甲基丙烷　③戊烷　④2－甲基丁烷　⑤2，2－二甲基丙烷，以上各物质沸点的排列顺序正确的是（　　） A.①＞②＞③＞④＞⑤ B.⑤＞④＞③＞②＞① C.③＞④＞⑤＞①＞② D.②＞①＞⑤＞④＞③ 答案　C 解析　碳原子数越多，沸点越高；碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。 4.有机物的主链上所含碳原子数目为（　　） A.5 B.6 C.7 D.8 答案　B 解析　 根据结构简式可以看出最长碳链含有6个碳原子。 5.下列有机物命名正确的是（　　） A.3，3－二甲基丁烷 B.3－甲基－2－乙基戊烷 C.4，5－二甲基己烷 D.2，3－二甲基丁烷 答案　D 解析　3，3－二甲基丁烷的正确名称应该是2，2－二甲基丁烷，A项错误；3－甲基－2－乙基戊烷应该是3，4－二甲基己烷，B项错误；4，5－二甲基己烷应该是2，3－二甲基己烷，C项错误。 6.取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如图），下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是（　　） A.反应过程中试管内黄绿色逐渐消失，试管壁上有油珠产生 B.甲烷和Cl2反应后的产物有4种 C.盛放饱和食盐水的水槽底部不会有晶体析出 D.CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管 答案　A 解析　Cl2被消耗后，黄绿色消失，生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为油状液体，所以试管壁上有油珠产生，A项正确；CH4与Cl2反应生成4种有机物和1种无机物，共有5种产物，B项错误；CH4与Cl2反应后最多的产物是HCl，HCl溶于饱和食盐水，会有NaCl晶体析出，C项错误；取代产物CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，而CH3Cl是气体，不溶于饱和食盐水，故液体不会充满试管，D项错误。 7.某有机物进行一氯取代反应后，生成4种沸点不同的有机产物，则该有机物可能是（　　） A.2，2－二甲基丁烷 B.2，2，3－三甲基戊烷 C.2，3－二甲基戊烷 D.2，2－二甲基－3－乙基戊烷 答案　D 解析　一氯取代后，生成4种沸点不同的有机产物，说明其分子中存在四种不同类型的氢原子。将选项所示的有机分子的结构简式写出来后，可发现，A项有三种氢原子，B项有五种氢原子，C项有六种氢原子，D项有四种氢原子。 8.某烷烃的结构简式如图。下列关于该有机化合物的说法不正确的是（　　） A.其取代基中含有甲基、乙基和正丙基 B.其结构中含有甲基、亚甲基和次甲基 C.其主链含有7个碳原子 D.该有机化合物的系统名称是2－甲基－4－乙基－3－异丙基庚烷 答案　A 解析　该有机物的系统名称是2－甲基－4－乙基－3－异丙基庚烷，因此其系统命名中没有正丙基，A项错误；其结构中含有—CH3、—CH2—、，B项正确；从其系统命名可知，该有机物主链为7个碳原子，C项正确；该烷烃分子中的最长碳链有7个碳原子，在2、4、3号碳原子上分别有一个甲基、一个乙基、一个异丙基，故其系统名称是2－甲基－4－乙基－3－异丙基庚烷，D项正确。 9.有A、B两种烃，其相关信息如下，回答下列问题： A ①完全燃烧的产物中n（CO2）∶n（H2O）＝2∶1 ②28＜M（A）＜60 ③不能使溴的四氯化碳溶液褪色 ④一氯代物只有一种结构 B ①饱和链烃，通常情况下呈气态 ②有同分异构体 ③二溴代物有三种 （1）烃A的最简式是　　　　　，结构简式是　　　　。 （2）烃B的三种二溴代物的结构简式为　　　　　　　　　　　　　。 （3）烃C为烃B的同系物，常温下为气态且只有一种一溴代物，则烃C的一溴代物的结构简式为　　　　　　　（填一种即可）。 解析　（1）烃A完全燃烧的产物中n（CO2）∶n（H2O）＝2∶1，则烃A的分子式为（CH）n；因28＜M（A）＜60，所以烃A的分子式为C3H3或C4H4，结合另外两个信息可知烃A的结构简式是。（2）烃B为饱和链烃，通常情况下呈气态，则烃B为CH4或C2H6或C3H8或C4H10；有同分异构体，则不可能为CH4、C2H6、C3H8，所以烃B为C4H10。它的三种二溴代物的结构简式分别为、、。（3）烃B的同系物中常温下为气态的是CH4、C2H6、C3H8，C3H8有两种一溴代物，CH4、C2H6都只有一种一溴代物，分别为CH3Br、C2H5Br。 答案　（1）CH　 （2）、、　（3）CH3Br（或C2H5Br） 10.下列有关烷烃的叙述中，正确的是（　　） A.在烷烃分子中，所有的化学键都是碳碳单键 B.烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 C.分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃 D.所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 答案　D 解析　在烷烃分子中，碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合而达饱和，形成碳氢键，故烷烃中的化学键并不都是碳碳单键，A项错误；烷烃属于饱和烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与强酸、强碱、氧化剂（如酸性KMnO4溶液）反应，B项错误；因分子通式CnH2n＋2中的氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n＋2的有机物一定是烷烃，C项错误；烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特征之一，D项正确。 11.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.将标准状况下2.24 L的X完全燃烧，使所生成的气体通过装有足量无水CaCl2的干燥管，干燥管会增重12.6 g D.X能使溴的四氯化碳溶液褪色 答案　B 解析　根据题意X可能为（CH3）2CHCH（CH3）2或（CH3）3CCH2CH3，分子中都含有4个甲基，A项错误；（CH3）2CHCH（CH3）2中有2种氢原子，一氯代物只有2种，（CH3）3CCH2CH3中有3种氢原子，一氯代物有3种，B项正确；标准状况下X为液态，无法用气体摩尔体积进行计算，C项错误；（CH3）2CHCH（CH3）2或（CH3）3CCH2CH3都属于烷烃，与溴不反应，且发生互溶，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，D项错误。 12.某烷烃一个分子里含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，这种烷烃的名称可能是（　　） 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 答案　C 解析　烷烃分子中有9个碳原子，则分子式为C9H20，其一氯代物只有两种，说明其分子中只有2种H原子，结构应非常对称，故为或，其名称分别为2，2，4，4－四甲基戊烷和2，2－二乙基戊烷。 13.有A、B、C三种烃，已知： ①B完全燃烧的产物n（CO2）∶n（H2O）＝2∶3。 ②A是B分子中的氢原子被甲基取代的产物；A遇Br2的CCl4溶液不褪色，其一氯代物只有一种。 ③C为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种。 请回答下列问题： （1）B的分子式为　　　　，其二溴代物有　　　　种。 （2）A的结构简式为　　　　　　　　。 （3）C的三种二氯代物的结构简式为　　　　　　　　　　　　　。 解析　B完全燃烧的产物n（CO2）∶n（H2O）＝2∶3，则B的最简式为CH3，烃分子中H原子数一定为偶数，则B的分子式至少为C2H6，由于H原子数已经达到饱和，则B的分子式为C2H6；A是B分子中的氢原子被甲基取代的产物，且遇Br2的CCl4溶液不褪色，由于其一氯代物只有一种，则A分子中只含有一种H，则A的结构简式为；C为饱和链烃，通常状况下呈气态，其二氯代物有三种，则C中含有的C原子数≤4，可能为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷，甲烷只有1种二氯代物，乙烷有两种二氯代物，丙烷有四种二氯代物，丁烷分正丁烷和异丁烷两种结构，正丁烷的二氯代物有6种，异丁烷的同分异构体有3种：、、。（1）根据分析可知，B的分子式为C2H6，为乙烷，乙烷的结构简式为CH3CH3，而二溴代物有、，共有2种。（2）根据分析可知，A的结构简式为。（3）C为异丁烷，其二氯代物的结构简式为、、。 答案　（1）C2H6　2　（2） （3）、、 14.按要求回答下列问题： （1）烃A的结构简式为，用系统命名法命名烃A：　　　　　　　。 （2）烷烃A在同温、同压下蒸汽的密度是H2的36倍，其分子式为　　　　。 （3）立方烷的一氯代物有　　　　种，它的六氯代物有　　　　种。 （4）下列物质的沸点按中高到低的顺序排列正确的是　　　　。 ①CH3（CH2）2CH3　②CH3（CH2）3CH3　③（CH3）3CH　④（CH3）2CHCH2CH3 A.②④①③ B.④②①③ C.④③②① D.②④③① 解析　（1）该有机物最长碳链有8个C，主链为辛烷，编号从左方开始，该有机物命名为：2，2，6－三甲基－4－乙基辛烷。（2）烷烃A蒸气的密度是同温同压下H2密度的36倍，则其相对分子质量为36×2＝72，设烷烃的分子式为CnH2n＋2，则14n＋2＝72，解得n＝5，故A的分子式为C5H12。（3）立方烷只有一种化学环境的氢，其一氯代物有1种，其二氯代物有3种，即氯原子可以占据同一边上的两个顶点，同一平面对角线的两个顶点，立方体对角线的两个顶点，因分子式为C8H8，其二氯代物与六氯代物的种类一样，故其六氯代物有3种。（4）烷烃和烯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，熔沸点越低。①、③中碳原子都是4个，且③比①的支链多，所以③的沸点小于①的；②、④中碳原子都是5个，且④的支链比②多，所以④的沸点小于②；①中碳原子数小于④，所以①的沸点小于④，故沸点按由高到低的顺序排列是②④①③，答案选A。 答案　（1）2，2，6－三甲基－4－乙基辛烷 （2）C5H12　（3）1　3　（4）A 15.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图： 试回答下列问题： （1）请写出C装置中生成 CHCl3的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）B装置有三种功能：①均匀混合气体；②　　　　　　　　；③　　　　　　　　。 （3）D装置的名称为　　　　　　　　，其作用是　　　　　　　　　　　。 （4）E装置中除盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为　　　（填字母）。 a.分液法 b.蒸馏法 c.结晶法 （5）1 mol CH4与 Cl2发生取代反应，充分反应后生成的 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大 0.1 mol，则参加反应的 Cl2的物质的量为　　　　。 （6）已知丁烷与氯气的取代反应的产物之一为 C4H8Cl2，其有　　　　　　　种同分异构体。 解析　（1）C装置中生成CHCl3的反应是甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，反应的化学方程式：CH4＋3Cl2CHCl3＋3HCl。（2）浓硫酸具有吸水性，可以除去甲烷和氯气中含有的水蒸气，所以B装置可干燥混合气体，控制气流速率，可以均匀混合气体。（3）D装置的名称为球形干燥管，其作用是防止倒吸。（4）氯代物不易溶于水，而HCl极易溶于水，可以采用分液方法分离提纯，故选a。（5）根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，可以设其物质的量分别是x mol、（x＋0.1）mol、（x＋0.2） mol、（x＋0.3） mol，由题意得（x＋x＋0.1＋x＋0.2＋x＋0.3） mol＝1 mol，解得x＝0.1；四种有机取代物的物质的量之比为n（CH3Cl）∶n（CH2Cl2）∶n（CHCl3）∶n（CCl4）＝1∶2∶3∶4，发生取代反应时，一半的Cl进入 HCl，消耗氯气的物质的量为0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3 mol＋4×0.4 mol＝ 3 mol。（6）C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一移一”法：、、，所以C4H8Cl2共有9种同分异构体。 答案　（1）CH4＋3Cl2CHCl3＋3HCl （2）②控制气流速率　③干燥混合气体 （3）球形干燥管　防止倒吸 （4）a （5）3 mol　（6）9 学科网（北京）股份有限公司 $$