第2章 第1节 第1课时 烷烃的结构和性质(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修3（人教版2019 多选版）

[对应知能达标训练P10] [基础训练] 1．下列有关烷烃的叙述中，正确的是(　　) ①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 ②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液褪色 ③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃 ④烷烃在光照条件下能与氯气发生取代反应 ⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 A．①③⑤ B．②③ C．①④ D．①②④ 解析　①烷烃中只含有碳碳单键(甲烷除外)，碳氢单键，故①正确；②烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故②错误；③分子通式为CnH2n＋2的烃，C处于饱和状态，一定属于烷烃，故③错误；④烷烃的特征反应为取代反应，所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，故④正确；⑤乙烷与溴水不能发生化学反应，故⑤错误。 答案　C 2．(2023·广州高二检测)异辛烷是优良的发动机燃料，其结构如图，下列说法正确的是(　　) A．异辛烷分子中碳原子的杂化方式有2种 B．异辛烷沸点高于正辛烷 C．异辛烷一氯代物种类为4种 D．异辛烷可溶于水和酒精 解析　异辛烷分子中碳原子都形成单键，杂化方式只有sp3杂化，A错误；异辛烷和正辛烷属于同分异构体，同分异构体中支链越多，沸点越低，所以异辛烷沸点低于正辛烷，B错误；由异辛烷结构简式可知，其中含有4种不同环境的氢原子，一氯代物种类为4种，C正确；异辛烷为烷烃，难溶于水，易溶酒精，D错误。 答案　C 3．(2024·海口高二期中)甲、乙、丙三种烃分子的结构如图所示(每个交点、端点代表一个碳原子，氢原子已省略)，下列有关说法正确的是(　　) A．1 mol甲分子内含有6 mol共价键 B．由乙分子构成的物质属于烷烃，符合通式：CnH2n＋2 C．丙分子的六氯取代产物只有三种 D．三者互为同系物 解析　甲的分子式为C4H4,1个甲分子中含有6个C—C键、4个C—H键，所以1 mol甲分子内含有10 mol共价键，A错误；乙的分子式为C6H6，分子组成不符合通式：CnH2n＋2，不属于烷烃，B错误；丙的分子式为C8H8，丙分子的二氯取代产物有如下三种情况，同时取代棱上两端的氢，同时取代面对角线上的两个氢，同时取代体对角线上的两个氢，所以丙分子的二氯取代产物有三种，根据等效互补替换法可知，丙分子的六氯取代产物只有三种，C正确；甲、乙、丙三种烃分子的结构不相似，不属于同系物，D错误。 答案　C 4．(2024·河南濮阳高二期中)下列叙述正确的是(　　) A．相对分子质量相同，结构不同的化合物一定互为同分异构体 B．结构对称的烷烃，其一氯取代物必定只有一种 C．分子通式相同且组成上相差一个或几个CH2原子团的物质互为同系物 D．含不同碳原子数的烷烃一定互为同系物 解析　相对分子质量相同但分子式不一定相同，只有分子式相同结构不同的化合物才一定互为同分异构体，A错误；结构对称的烷烃，当分子只含有一种氢原子，其一氯取代物必定只有一种，当分子含有氢原子不止一种、其一氯取代物也不止一种，B错误；分子通式相同、结构相似且组成上相差一个或几个CH2原子团的化合物互为同系物，C错误；故选D。 答案　D 5．液化气的主要成分之一是丙烷，下列有关丙烷的叙述错误的是(　　) A．丙烷是链状烷烃，但分子中碳原子不在同一直线上 B．在光照条件下能够与Cl2发生取代反应 C．丙烷比其同分异构体丁烷易液化 D．1 mol 丙烷完全燃烧消耗5 mol O2 解析　丙烷分子中的碳原子为饱和碳原子，3个碳原子呈锯齿形排列，故3个碳原子不在同一直线上，A正确；丙烷在光照条件下与Cl2发生取代反应，B正确；丙烷与丁烷互为同系物，C错误；1 mol丙烷(C3H8)完全燃烧消耗O2的物质的量为 mol＝5 mol，D正确。 答案　C 6．将0.2 mol某烷烃完全燃烧后，生成的气体缓缓通入盛有0.5 L 2 mol/L的NaOH溶液中，生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1∶3。则该烷烃为(　　) A．丁烷 B．乙烷 C．甲烷 D．丙烷 解析　用守恒法求解。设Na2CO3与NaHCO3物质的量分别为x、y，则有 2x＋y＝0.5 L×2 mol/L① x∶y＝1∶3② 解得x＝0.2 mol，y＝0.6 mol。 n(C)＝x＋y＝0.2 mol＋0.6 mol＝0.8 mol(碳原子守恒)。 烷烃分子中含碳原子数为＝4，分子式为C4H10。 答案　A 7．按要求回答下列问题。 (1)写出下列有机物的结构简式。 ①2,2,3,3­四甲基戊烷：________________； ②2,5­二甲基庚烷：________________。 (2)写出下列物质的分子式。 ①：________________； ②：________________。 (3)写出下列物质的键线式： ①：________________； ②CH3CH===CHCH3：________________。 答案　(1)①CH3CH2C(CH3)2C(CH3)3　②CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3　 (2)①C6H14　②C7H12　(3)① ② [能力提升] 8．(2024·河北邯郸高二段考)下列关于烷烃的说法正确的是(　　) A．分子通式为CnH2n＋2的有机物不一定是烷烃 B．沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷 C．等物质的量的正丁烷和异丁烷分子中的化学键数目不同 D．等质量的甲烷和乙烷完全燃烧，乙烷消耗氧气的物质的量多 解析　分子式符合CnH2n＋2的有机物一定是烷烃，A错误；正丁烷和异丁烷只是碳架不同，含有的共价键数均为13条，即等物质的量的正丁烷和异丁烷分子中的化学键数目相同，C错误；甲烷中H元素的质量分数高于乙烷，故等质量的甲烷和乙烷完全燃烧，甲烷耗氧量更高，D错误；故选B。 答案　B 9．(双选)下列有关烃的叙述中，正确的是(　　) A．含5个碳原子的烃，每个分子最多可形成5个C—C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 解析　含5个碳原子的烃，若形成链烃，每个分子最多形成4个C—C单键，若形成环状，则每个分子最多形成5个C—C单键，A正确；烷烃属于饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应，B错误；因分子通式为CnH2n＋2的烃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错误；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，D正确。 答案　AD 10．已知有一种烃的结构类似自行车(如图)，简称“自行车烃”，下列关于它的叙述正确的是(　　) A．易溶于水 B．可以发生取代反应 C．其密度大于水的密度 D．与环己烷互为同系物 解析　烃都难溶于水且密度比水小，A、C项错误；“自行车烃”属于饱和烃，具有类似甲烷的化学性质，光照下能与卤素单质发生取代反应，B项正确；环己烷(C6H12)分子中只含有1个碳环，而“自行车烃”(C16H30)分子中含有2个碳环，在分子组成上相差C10H18，不满足相差若干个CH2原子团的条件，二者不互为同系物，D项错误。 答案　B 11．(2024·四川成都高二期中)CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。我国科研人员在Na­Fe3O4和HMCM­22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图所示： (1)烷烃的主要来源是石油和天然气，是重要的化工原料和能源物资。下列关于烷烃的叙述错误的是________。 A．烷烃中的碳原子均以共价单键与碳原子或氢原子相连 B．凡是化学式符合通式CnH2n＋2的烃一定是烷烃 C．甲烷、乙烷及丙烷均无同分异构体 D．碳原子数相同的烷烃的同分异构体中，支链越多沸点越高 (2)写出X的所有同分异构体(不包括X本身)的结构简式：________。 (3)下列关于X和Y的说法正确的是________。 A．常温常压下，X为气体，Y为液体 B．都有4种一氯代物 C．都能使酸性KMnO4溶液褪色 D．互为同分异构体 (4)在同温同压下，蒸气密度是H2的15倍的气态烷烃M的结构简式为________。 解析　(1)碳原子数相同的烷烃的同分异构体中，支链越多沸点越低，D错误；故选D。 (2)X为异戊烷，X的同分异构体的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3(正戊烷)、C(CH3)4(新戊烷)； (3)X为CH3CH(CH3)CH2CH3、Y为CH3CH2CH(CH3)CH2CH3，含5个及以上碳原子的烷烃常温下一般都为液体，A错误；X、Y都有4种不同化学环境的氢，都有4种一氯代物(不考虑立体异构)，B正确；X、Y为烷烃，不能使酸性KMnO4溶液褪色，C错误；X、Y分子式不同，不是同分异构体，D错误。 (4)气态烷烃M的相对分子质量为2×15＝30，根据通式CnH2n＋2,14n＋2＝30，n＝2，因此M为乙烷，结构简式为CH3CH3。 答案　(1)D　(2)CH3CH2CH2CH2CH3、C(CH3)4　(3)B　(4)CH3CH3 12．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CH2Cl2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)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　(2)浓硫酸具有吸水性，因为甲烷和氯气中含有水蒸气，所以浓硫酸可干燥混合气体，还可以控制气流速度，能均匀混合气体； (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，用于分液的仪器是分液漏斗，选a； (5)C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一移一”法 ，由图可知C4H8Cl2共有9种同分异构体。 答案　(1)CH4＋2Cl2CH2Cl2＋2HCl (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)9 学科网（北京）股份有限公司 $$