课下作业3 烷烃及其性质（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修3同步学案（鲁科版）

[课下作业] 一、选择题(共7题，每小题只有一个选项符合题意) 1．下列有关烷烃的说法中不正确的是(　　) A．烷烃分子中既有σ键也有π键 B．完全燃烧产物只有CO2和H2O C．与卤素单质发生取代反应 D．通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应 解析　烷烃分子中只含有共价单键，只有σ键没有π键；烷烃只由C和H两种元素组成，完全燃烧只生成二氧化碳和水；烷烃能与卤素单质发生取代反应；烷烃通常不与强酸、强碱和强氧化剂反应。 答案　A 2．在1.01×105Pa下，测得的某些烷烃的沸点如下表所示。据表分析，下列选项正确的是(　　) 物质名称 沸点/℃ 正丁烷CH3(CH2)2CH3 －0.5 正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.1 异戊烷CH3CH2CH(CH3)2 27.8 新戊烷C(CH3)4 9.5 正己烷CH3(CH2)4CH3 69.0 A.在标准状况时，新戊烷是气体 B．在1.01×105Pa，20 ℃时，C5H12都是液体 C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低 D．C5H12随着支链的增加，沸点降低 解析　由表中数据可知新戊烷沸点为9.5 ℃，所以标准状况下为液体，在20 ℃时新戊烷为气体，所以A、B两项均错误；随碳原子数的增加，烷烃沸点应升高，C项不对；由C5H12的沸点易知，烷烃随支链的增加，沸点降低。 答案　D 3．在光照条件下，相等物质的量的CH3CH3与Cl2反应，生成物中物质的量最多的是(　　) A．CH3CH2Cl B．CH2ClCHCl2 C．CCl3CCl3 D．HCl 答案　D 4．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，下列装置示意图能正确反映实验现象的是(　　) 解析　甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。黄绿色的氯气参加反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。 答案　D 5．已知有一种烃的结构类似自行车，简称“自行车烃”，其结构如下图所示，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　A项，烃难溶于水，错误；B项，烃可以与卤素单质发生取代反应，正确；C项，烃的密度小于水的密度，错误；D项，“自行车烃”与环己烷结构不相似，不互为同系物，错误。 答案　B 6．在常温常压下，将16 mL H2、CH4、C2H2的混合气体与一定量的氧气混合点燃，完全反应后，冷却至原状态，体积缩小了26 mL，则混合气体中CH4的体积为(　　) A．2 mL　　　　　　　　B．4 mL C．8 mL D．无法求解 解析　在常温常压下水为液体，混合气体与氧气发生反应：CxHy＋O2xCO2＋H2O(l)　ΔV＝V前－V后＝1＋，所以气体体积变化只与H原子数目有关，H2、C2H2分子中H原子数目都是2，可把它们当作一个整体，假设甲烷的体积为V mL，则H2、C2H2的总体积为(16－V) mL，×(16－V) mL＋×V mL＝26 mL，解得V＝4，B正确。 答案　B 7．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．CH3CHCH3CHCH3CH3 C．CCH3CH3CH3CCH3CH3CH3 D．CHCH3CH3CH2CH3 解析　正丁烷有两种氢原子，所以一氯代烃有2种，故A错误；2，3二甲基丁烷中的4个甲基相同，有两种氢原子，所以一氯代烃有2种，故B错误；2，2，3，3四甲基丁烷中的6个甲基相同，只有1种氢原子，所以一氯代烃有1种，故C正确；异戊烷中左边的两个甲基相同，有四种氢原子，所以一氯代烃有4种，故D错误。 答案　C 二、选择题(共3题，每小题有一个或两个选项符合题意) 8．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4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，最多每个分子形成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错；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，选项B说法不正确；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，选项C说法正确；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，选项D说法正确。 答案　CD 9. 两种烃组成的混合烃总物质的量，与该混合烃充分燃烧后所得气体产物(二氧化碳和水蒸气)物质的量变化关系如图所示。以下对混合烃组成的判断中，正确的是(　　) A．一定有乙烯 B．一定有甲烷 C．一定有丙烷 D．一定没有丙炔 解析　根据题图中的数据可得：1 mol混合烃充分燃烧后生成2 mol H2O，2 mol混合烃充分燃烧后生成3 mol CO2和4 mol H2O，则混合烃的平均分子式为C1.5H4，则混合烃中一定含有CH4，另外一种烃中的H原子数也一定等于4，即可能有C2H4或C3H4。 答案　B 10．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 三、非选择题(共3题) 11．0.2 mol某烃A在氧气中充分燃烧后，生成化合物B、C各1.2 mol。试回答： (1)烃A的分子式为________。 (2)若取一定量的烃A完全燃烧后，生成B、C各3 mol，则有________ g烃A参加了反应，燃烧时消耗标准状况下的氧气________ L。 (3)若烃A不能使溴水褪色，但在一定条件下，能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，则烃A的结构简式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下，与H2加成，其加成产物经测定分子中含有4个甲基，烃A可能有的结构简式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)比烃A少2个碳原子的同系物有________种同分异构体(考虑顺反异构)。 解析　(1)烃含有C、H两种元素，某烃A 0.2 mol在氧气中充分燃烧后生成化合物B、C各1.2 mol，即生成CO2、H2O各1.2 mol，所以烃A分子中碳原子和氢原子的个数分别是6、12，因此烃A的分子式为C6H12。 (2)生成的CO2和水的物质的量均是3 mol，则根据碳原子守恒可知，A的物质的量是0.5 mol，质量是0.5 mol×84 g· mol－1＝42 g。消耗氧气的物质的量是×0.5 mol＝4.5 mol，则在标准状况下的体积是4.5 mol×22.4 L· mol－1＝100.8 L。 (3)若烃A不能使溴水褪色，但在一定条件下，能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，说明A是环己烷，则烃A的结构简式是。 (4)若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下，与H2加成，其加成产物经测定分子中含有4个甲基，说明A是烯烃，则烃A可能有的结构简式是CCH3CH3CH3CHCH2、CH2CCH3CHCH3CH3、CH3CCH3CCH3CH3。 (5)比烃A少2个碳原子的同系物是烯烃或环烷烃，其同分异构体有1丁烯、2丁烯(含顺反异构)、2甲基1丙烯、环丁烷、甲基环丙烷，所以共有6种同分异构体。 答案　(1)C6H12　(2)42　100.8　(3) (4)CCH3CH3CH3CHCH2、 CH2CCH3CHCH3CH3、CH3CCH3CCH3CH3 (5)6 12．现有A、B、C三种烃，其球棍模型如图： 请回答下列问题： (1)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________(填对应字母，下同)。 (2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。 (3)等质量的以上三种物质完全燃烧时，生成二氧化碳最多的是________，生成水最多的是________。 (4)在120 ℃、1.01×105 Pa下时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是________。 解析　据球棍模型可知A为CH4，B为C2H4，C为C2H6。 (1)等质量的烃CxHy完全燃烧时，氢元素的质量分数越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6中的依次为、、，故CH4耗O2最多。(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，的值越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6的x＋依次为1＋＝2、2＋＝3、2＋＝3.5，故C2H6耗O2最多。(3)等质量的烃完全燃烧时，含碳量越高，生成的CO2越多，含氢量越高，生成的H2O越多。把CH4、C2H4、C2H6改写为CH4、CH2、CH3，可知C2H4含碳量最高，CH4含氢量最高。(4)温度≥100 ℃的条件下，当烃分子CxHy中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变，y＝4的为CH4、C2H4，故答案为AB。 答案　(1)A　(2)C　(3)B　A　(4)AB 13．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。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下： (1)B装置有三种功能： ①____________；②____________； ③____________。 (2)设＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x的取值范围是________。 (3)D装置的石棉中均匀附着KI粉末，其作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)E装置的作用是________和________(填字母填号)。 A．收集气体 B．吸收氯气 C．防止倒吸 D．吸收氯化氢 (5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，置换出黑色小颗粒的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 可见有机反应有很多副反应。 (6)E装置除生成盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________(填编号)。 A．萃取法 B．蒸馏法 C．过滤法 D．分液法 该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是________和________(填编号)。 A．CH4　　　B．CH3Cl　　　C．CH2Cl2 D．CHCl3　　E．CCl4 解析　(1)根据题给信息及装置图可知B装置的作用为吸收CH4及Cl2中的水分，同时使Cl2与CH4混合均匀，并通过观察气泡控制气流速度及比例。 (2)若理论上欲获取最多的HCl，应将CH4中的氢原子全部取代，故应大于等于4。 (3)D中KI粉末可与未反应的Cl2反应，从而将其吸收。 (4)E为吸收HCl的装置，因HCl极易溶于水，故用球形干燥管防止倒吸。 (5)因通入C装置的气体为CH4和Cl2，根据元素守恒可知，硬质玻璃管内壁的黑色小颗粒只能为碳，反应为CH4＋2Cl2C＋4HCl。 (6)CH4与Cl2发生取代反应除生成HCl外，同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，除CH3Cl为气体外，其余均为不溶于水的油状液体，可用分液法将其与溶液分离。 答案　(1)①控制气流速度　②均匀混合气体　③干燥混合气体 (2)x≥4 (3)吸收过量的氯气 (4)C　D (5)CH4＋2Cl2C＋4HCl (6)D　A　B 学科网（北京）股份有限公司 $