2.1 第1课时 烷烃的结构和性质-【新课程能力培养】2025-2026学年高中化学选择性必修3同步练习（人教版）

N 高中化学选择性必修3（人教版） N第二章烃 第一节烷烃 第1课时 烷烃的结构和性质 基础练可 知识点I烷烃的结构及同系物的概念。 4.下列各组物质中，互为同系物的是() 1.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构。 一OH和 -CH,OH 而不是正方形的平面结构，理由是() B.CH,CHOH和CH,OCH A.CHCl3不存在同分异构体 CH2 B.CHCL2不存在同分异构体 C.CH中的C一H是极性键 C.CH,CH=CH2和HC一CH-CH D.CH分子中四个键的键角、键长都相等 D.CH- OH和《 -OH 2.下列说法正确的是（) A.在烷烃分子中，所有的化学键都是碳 知识点2烷烃的物理性质 碳单键 5.下列有关烷烃的叙述不正确的是() B.所有烷烃的分子组成都符合通式CH2+2 A.烷烃同系物的熔、沸点随着相对分子 C.正丁烷和异丁烷具有相同的共价键种 质量的增大逐渐升高 类和数目 B.烷烃同系物的密度随着相对分子质量 D.标准状况下，11.2L己烷所含共价键 的增大逐渐增大 的数目为9.5Na C.常温下的状态由气态递变到液态，相 3.下列说法不正确的是( 对分子质量大的则为固态 A.分子式为CH与CH4的两种有机化 D.同种烷烃的同分异构体中，支链数越 合物一定互为同系物 多其沸点越高 B.同分异构体之间一定不互为同系物 6.下列有机物：①正丁烷，②丙烷，③2-甲 C.互为同系物的两种有机化合物相对分 基丁烷，④异丁烷，⑤己烷。沸点由高到 子质量数值一定相差14 低的顺序为() D.互为同系物的两种有机物的组成元素： A.②①④③⑤ B.⑤③④①② 相同，且结构相似 C.⑤③①④② D.②①③④⑤ 18)练 第二章经。 知识点3烷烃的化学性质 B.可以发生取代反应 7.下列说法不正确的是() C.其密度大于水的密度 A.所有烷烃在光照条件下都能与氯气发 D.与环己烷互为同系物 生取代反应 9.正己烷是优良的有机溶剂，X是它的一 B.在光照条件下，将乙烷通入溴水中， 种同分异构体，且X分子的主链上含有4 可使溴水褪色 个碳原子。下列有关说法正确的是() C.一般情况下，烷烃不能使酸性KMnO4 A.X分子中可能含有三个甲基 溶液褪色 B.X的一氯代物可能有三种（不考虑立 D.1mol丙烷与氯气发生取代反应，最多 体异构) 能消耗C2的物质的量为8mol C.标准状况下2.24LX完全燃烧，将生 8.已知有一种烃的结构类似自行车（如图)， 成的气体通过装有足量无水CaCl2的干 简称“自行车烃”，下列关于它的叙述正 燥管，干燥管会增重12.6g 确的是( D.X能使溴的四氯化碳溶液褪色 A.易溶于水 提升练习 1.有4种碳骨架如下的烃，下列说法正确的 下列说法不正确的是() 是( A.引发时可以通过热辐射、光照等条件 B.链反应可以反复进行 C.反应产物只有4种 b D.产物中将出现CHCH3 ①a和d是同分异构体②b和c是同系： 3.1mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧，需 物 ③a和b都能发生加成反应 ④只有 要消耗标准状况下的氧气246.4L,它在 b和c能发生取代反应 光照的条件下与氯气反应能生成4种不同 A.①② B.①④ 的一氯代物（不考虑立体异构），该烃的 C.②③ D.②④ 结构简式是() 2.烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基： A.(CH:)CCH2CH-CH 反应，其中甲烷反应的部分历程如下： B.CH:CH2CH(CH3)2 ①引发：CL2→C1+C1.等②链反应：： C.CH,CH,CHCHCH CI·+CH4→CH3·+HC1,CH3·+C2→Cl+ D.(CH:CH2)2C(CH:)2 CH,C等③终止：C1+C1→C2,C+4.某烷烃X分子中碳与氢的质量比为36：7。 CH3→CH,CI等 现取两支试管，分别加入适量溴水，实验 练 19 高中化学选择性必修3（人教版） 操作及现象如下： (1)实验1中用到的玻璃仪器主要有 试管1 加X振荡→上层：橙红色 (填名称)。 避光静置 溴水 ·下层：几乎无色 (2)由实验1可知，己烷的物理性质有 试管2 加X振荡十上层：几乎无色 (3)实验2中的橙色溶液颜色逐渐变浅的 光照静置 溴水 L+下层：几乎无色 原因是 (填字母)。 下列有关X的说法正确的是( A.己烷与溴发生了取代反应 A.相同条件下，X的密度比水大 B.溴己烷为无色物质 B.X的分子式为CH2 C.液溴向外挥发浓度降低 C.X能与Br2发生加成反应使溴水褪色 D.己烷与液溴发生了加成反应 D.实验后试管2中的有机层是上层还是 E.液溴与己烷分层，密度大的液溴 下层，可通过加水确定 在下层 5.某化学学习小组欲探究己烷的性质，用己 (4)试管C中的现象是 烷进行下列实验： 实验1：溴水品五分层，下层为 (5)试写出装置I中发生反应生成丙烷和 几乎无色的液体襟作②橙色溶液。 丙烯的化学方程式： 实验2：将上述橙色溶液装入密封性好的 0 无色试剂瓶中。过一段时间，溶液颜色变 6.已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度 浅，打开瓶盖，瓶口出现白雾。 的36倍。 实验3：利用如图所示实验装置在一定 (1)烷烃A的分子式为 条件下分解己烷生成丙烷和丙烯 (2)写出A可能存在的结构简式： (CH,CH=CH2),且丙烯能被酸性KMnOa 0 溶液氧化。 (3)若A的某种同分异构体B的一氯代 物只有一种。 ①B与CL2发生反应生成一氯代物的 化学方程式为 冰水浴 酸性高锰酸钾溶液 ②B燃烧的化学方程式为 20)练【解析】(1)A、B项都有两个一CH,且不对称， 都含有C=O、C一O一C,所以A、B项符合图示；C 项只有一个一CH,不会出现不对称的现象；D项中没 有C一O-C,且一CH为对称结构。 0 (2)①CH一C一OH中，化学键有C=O、C一O O一H、C一C、C一H,所以红外光谱中共有5个振动吸 收；分子中含有2种氢（一CH3、一OH),所以核磁共 振氢谱中应有2组吸收峰。 0 ②H一C-O-CH,中，化学键有C=0、C一O一C、 C一H,所以红外光谱中共有3个振动吸收；分子中含 0 有2种氢（一CH、H一C一），所以核磁共振氢谱中应 有2组峰， 6.(1)70(2)CH2CH0 (3)烯烃环烷烃(4)CH一CH一CH=CH CH 【解析】(1)根据公式M=D·M(CH)计算该有机物 的相对分子质量为16×4.375=70。(2)由A的燃烧反应 知，56gA含m(C)=l7.68x品=48g,m(H=72ex最 08g,确定该有机物只含碳、氢两种元素，实验式为 CH2,设分子式为(CH2)m,则12n+2n=70,n=5,分子式 为CHo。(3)符合分子式为CH。的有烯烃和环烷烃， 若能使溴水褪色，则为烯烃，若不能，则为环烷烃。 (4)该核磁共振氢谱图共有4组吸收峰，吸收峰面积之 比为1：1：2：6，则CH一CH一CH=CH符合题意。 CH 7.(1)B(2)72%含有 N(C):N(H):N(O)=9:10:2 (3)150CHoO2 (4)①1：2：2：2：3 CO-CH,CH(或 其他合理答案) 【解析】(2)装置I吸收HO,n(H,0)= 0.9g 18 g.mol- =0.05mol;装置Ⅱ吸收C02,n(C02)= 3.96g 44 g.moFT= 第二首 "第一节烷烃 第1课时烷烃的结构和性质 基础练习 1.B【解析】无论甲烷是正四面体结构还是正方形 的平面结构，CHC只有1种结构，不存在同分异构 体，A不符合题意；若甲烷是正方形的平面结构， 参考答案与解析⊙ 0.09mol:所以有机物A中m(H)=0.05molx2×1gmol= 0.1g,m(C)=0.09mol×12gmol-=1.08g;则m(0)= 1.5g-0.1g-1.08g=0.32g;所以有机物A中碳元素的质 量分数为×0%=72%，各元素原子的个数比为 N(C):W(H):N(O)(C):n(H):n(O)=0.09:(0.05x2): ,03289:10:2。(3)根据有机物A的质谱图可 16 g.mol 知，A的相对分子质量为150；且各元素原子的个数比 为9：10：2；可知A的分子式为C,HO2。(4)①由A 的核磁共振氢谱可知，有机物A共有5种不同化学环境 的H,且峰面积之比为1：2：2：2：3。 ●感知高考 1.D 2.B 3.A【解析】同系物是指结构相似、分子组成相差 一个或若干个CH,原子团的有机化合物，乙醇中含有一 个羟基，丙三醇中含有三个羟基，二者结构不相似，不 互为同系物，A错误；同位素是指质子数相同、中子数 不同的不同核素，C1和C1互为同位素，B正确；同 素异形体是指同一种元素形成的不同单质，O2和O:互 为同素异形体，C正确；同分异构体是指分子式相同而 结构不同的化合物，丙酮和环氧丙烷分子式相同，结构 不同，互为同分异构体，D正确。 4.B【解析】连4个不同原子或原子团的碳原子称 为手性碳原子，分子中有5个手性碳原子，如图中用 HO OH “*”标记的碳原子 ,A正确；由鹰 爪甲素的结构简式可知，其分子中有过氧键，过氧键热 稳定性差，所以不能在120℃条件下干燥样品，B错误； 鹰爪甲素的分子式为CH04,如果有苯环，则分子中 最多含2n-6=15×2-6=24个氢原子，则其同分异构体的 结构中不可能含有苯环，C正确；由鹰爪甲素的结构简 式可知，其分子中含羟基，即有氧氢键，所以其红外光 谱图中会出现3O00cm1以上的吸收峰，D正确。 烃 CHC2有2种结构（相邻或对角线上的氢原子被CI原 子取代)，而实际上其二氯代物只有一种结构，B符合 题意；甲烷无论是正四面体结构还是正方形的平面结 构，C一H都是极性键，C不符合题意；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 正方形的平面结构，四个键的键角、键长都相等，D 不符合题意。 43 高中化学选择性必修3（人教版） 2.C【解析】烷烃分子中还有碳氢键，A错误：环 烷烃的分子组成不符合通式CH22,B错误；正丁烷与 异丁烷互为同分异构体，具有相同数目的碳碳键和碳氢 键，C正确；己烷在标准状况下不是气体，D错误。 3.C【解析】分子式为CH8与CH4的两种有机化 合物都是饱和链状烷烃，二者分子组成上相差3个CH2 原子团，因此二者互为同系物，A正确；互为同分异构 体的物质的分子式相同，而同系物的分子组成上一定相 差n个CH2(n为正整数)原子团，所以互为同分异构 体的物质一定不互为同系物，B正确；同系物是指结构 相似、分子组成上相差一个或若干个CH原子团的有机 化合物，所以互为同系物的两种有机化合物组成元素相 同，相对分子质量数值一定相差14n(n为正整数)，故 C错误，D正确。 4.D【解析】同系物首先应为同一类物质，A为一 酚一醇；B为一醇一醚；C为一烯一环烷；D两者均为 酚，故D正确。 5.D【解析】烷烃同系物的组成、结构相似，随着 相对分子质量增大，分子间作用力逐渐增大，故熔、 沸点逐渐升高，A正确；烷烃同系物的密度都比水小， 随着相对分子质量增大，密度逐渐增大，B正确；同 种烷烃的同分异构体中，支链数越多其沸点越低，D 错误。 6.C【解析】五种有机物均为烷烃，烷烃分子中碳 原子数目越多，其沸点越高：碳原子数目相同的烷烃， 其支链越多，沸点越低，故五种烷烃的沸点由高到低的 顺序为⑤③①④② 7.B【解析】乙烷与溴水在光照条件下不反应，不 能使溴水褪色。 8.B【解析】烃都难溶于水且密度比水小，A、C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正确；环己 烷(CH)分子中只含有1个碳环，而“自行车烃” (CH0)分子中含有2个碳环，在分子组成上相差 CHs,不满足相差若干个CH2原子团的条件，二者不 互为同系物，D错误。 9.B【解析】根据题意X可能为(CH)CHCH(CH)2 或(CH),CCH.CH,分子中都含有4个甲基，A错误； 若X为(CH)CHCH(CH)2,分子中有2种氢原子， 一氯代物只有2种，若X为(CH),CCH.CH,分子中有 3种氢原子，一氯代物有3种，B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错误： (CH),CHCH(CH)2或(CH),CCH,CH都属于烷烃，与 溴的四氯化碳溶液不反应，不能使溴的四氯化碳溶液褪 色，D错误 提升练习 1.A【解析】a为CH一C=CH,d为CH一CH,a CH CH2-CH2 和d分子式相同但结构不同，互为同分异构体，①正 44 CH; CH3 确；b为CH一C一CH,c为CH CHCH,b和c都是烷 CH 烃，互为同系物，②正确；a可以发生加成反应，b不 可以发生加成反应，③不正确：a中一CH上的H原子 可以发生取代反应，烷烃和环烷烃都能发生取代反应， ④不正确。 2.C【解析】烷烃与氯气反应的条件为光照，所以 引发时可以通过热辐射、光照等条件，A正确；依据 反应历程可知C·在链反应中消耗后又生成，所以链反 应可以周而复始、反复进行，B正确；甲烷与氯气反 应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化 碳、HCL,C错误；两个·CH,可以结合生成CHCH,D 正确。 3.A【解析】链状烷烃分子通式为CH2(n≥1)， 在氧气中充分燃烧的化学方程式为CHt3n+102点槛 2 ac0+aH0。由题可知，0，的物质的量为2 =11mol,可得n=7,该烷烃的分子式为CH6,故B、C 不可能；(CH),CCH,CH,CH分子中含有4种不同化学环 境的H,其一氯代物有4种，A正确；(CHCH)C(CH)2 分子中含有3种不同化学环境的H,其一氯代物有3 种，D不可能。 4.D【解析】烷烃X分子中碳与氢的质量比为36： 7,则C,Ⅱ原子数目之此为治子-3：7，放X分子式 为CH4,B错误；烷烃X能萃取溴水中的溴，上层呈 橙红色，说明X的密度比水小，A错误；X为烷烃，不 能与溴发生加成反应使溴水褪色，C错误；CH4能发生 取代反应得到溴代烃，溴代烃不溶于水，向试管中加 水，若上层液体体积变大，则说明试管2中的有机层在 下层，D正确。 5.(1)烧杯、分液漏斗 (2)密度比水小，难溶于水，可溶解溴(3)AB (4)酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去 (5)CH(CH),CH,-定条件CH,CHCH↑+ CH,CH=CH2↑ 【解析】(1)实验1的主要操作是分液，需要的玻 璃仪器主要是烧杯和分液漏斗。(2)溴水和己烷混合 后，下层几乎是无色的，且分液后得到橙色溶液，这说 明己烷密度比水小，难溶于水，可溶解溴。(3)由于 打开瓶盖瓶口出现白雾，这说明有溴化氢生成。己烷是 烷烃，能和溴发生取代反应生成溴己烷和溴化氢。(4) 己烷裂化有气态的烯烃生成，烯烃含有碳碳双键，能被 酸性高锰酸钾溶液氧化，因此看到试管C中酸性高锰酸 钾溶液的紫红色褪去。(5)在一定条件下，己烷裂化 生成丙烷和丙烯，反应的化学方程式是CH(CH)CH3 一定条件，CH,CH,CH↑+CH,CH=CH,↑。 6.(1)CH2 (2)CH.CH.CH.CH-CH、CH3一CH一CH2一CH CH CH CH:-C-CH; CH (3)①C(CH)4+Cl2光，(CH).CCH.CI+HC ②C(CH)+80,点槛，5C0,+6H,0 【解析】根据A的密度是相同条件下H2密度的36 倍，推知其相对分子质量为72，设其分子式为CH2, 求得n=5,则分子式为CH2。 第2课时烷烃的命名 基础练习 1.B【解析】根据结构简式可以看出最长碳链含有 6个碳原子。 2.C【解析】要求主链名称是丁烷，即分子中的最 长碳链上有4个碳原子。A、B、D分子中的最长碳链均 为5个碳原子。 3.D【解析】根据键线式写出该有机物的结构简式 可知最长碳链上有5个碳原子，以离取代基较近的一端 为起点给主链上的碳原子编号，得到有机物名称为 2,3,3-三甲基戊烷。 4.B【解析】先根据选项名称写结构简式，再重新 命名。A未从离取代基最近的一端开始编号，正确命名 为2,2二甲基丁烷，错误；B符合烷烃的命名原则，正 确；2号碳原子不能连有乙基，C错误；D的取代甲基 的位次和不是最小，说明主链的编号错误，正确命名为 2,2,3三甲基丁烷，错误。 5.(1)2,4-二甲基己烷 (2)2,3,4,5-四甲基己烷 (3)2,5-二甲基-3-乙基己烷 (4)3,5-二甲基庚烷 (5)2,4二甲基-3-乙基己烷 (6)2-甲基-5-乙基庚烷 【解析】烷烃命名必须按照两条原则进行：①选最 长的碳链为主链，当最长的碳链不止一条时，应选取支 链多的为主链；②给主链编号时，应从距离取代基最近 的一端开始编号，若两端距离取代基一样近，应从使全 部取代基序号之和最小的一端来编号。 6.(1)CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH CH:CH:CHCH: (2)CH(CHCH)3 7.C【解析】分子中不存在同分异构体，则分子式 只表示一种物质。CH。存在正丁烷和异丁烷，A错误； CHCH, CH CH存在多种同分异构体，如 CH 等，B错误；CH,C2中两个氯原子可以连在相同的碳原 子上，也可以连在不同的碳原子上，故存在同分异构 体，D错误。 参考答案与解析。 &B【解折1A巾.Hc昌留-周有4种 CH CH: ① (② ③ 氯代物；B中，H,C一C-CH2一CH,有3种一氯代物；C CH ① 中，有1种一氯代物；D项， ①②③（④⑤ H,C一CH-CH2一CH2一CH有5种一氯代物。 CH 提升练习 1.D【解析】丙基有2种。 2.B【解析】正己烷的分子式为CH4,相对分子质 量比庚烷小，其沸点比正庚烷低，但庚烷有多种同 分异构体，有较多支链的庚烷的同分异构体沸点低， A错误；己烷的同分异构体有CHCH,CHCH,CHCH、 (CH)2CH(CH2)CH、(CHCH2)2CHCH3、(CH)CHCH(CH2、 (CH),CCH,CH,共5种，B正确；正己烷不能与溴水 发生取代反应而使溴水褪色，两者混合后发生萃取，C 错误；正己烷C,H4与C,H4在分子组成上只相差1个 C,不互为同系物，D错误。 3.A【解析】因为连接在同一个碳原子上的氢原子 等效、处于对称位置的氢原子等效，因此甲烷、乙烷 的一氯取代物只有一种。由此可推知，甲烷、乙烷中的 氢原子全部被甲基取代所得到产物的一氯取代物也只 有一种。故分子式为CH8,一氯代物只有一种的烷烃 CHCH: 为CH一C一CCH,其系统命名为2,2,3,3四甲基丁烷。 CH.CH 4.C【解析】有9个碳原子烷烃的一氯代物只有2 种，说明其分子中只有2种处于不同化学环境的H原 子，其结构应非常对称。丙烷的一氯代物有2种，将 丙烷分子中2个甲基上的6个H原子换为6个甲基， 可得一氯代物只有2种的有9个碳原子烷烃，即 CH CH CH一C-CH,一C-CH,其名称为2,2,4,4四甲基戊 CH;CH; 烷。同理，新戊烷的一氯代物只有1种，将其分子中的 4个甲基换为4个乙基，可得一氯代物只有2种的有9 CH CH, 个碳原子烷烃，即CH一CH2一C一CH2一CH,,名称为 CH, CH; 3,3-二乙基戊烷。 5.C【解析】设此链状烷烃的分子式为CH2,由 45