课时跟踪检测(6) 烷烃及其性质-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3配套练习word（鲁科版 单选版）

课时跟踪检测(六)　烷烃及其性质 一、选择题 1.下列叙述错误的是 (　　) A.甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4,都属于取代反应 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的烃一定是链状烷烃 D.甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸 2.(2025·北京市第一○一中学期中)能够证明甲烷构型是正四面体而不是平面结构的事实是 (　　) A.甲烷的四条键键能相同 B.甲烷的四条键键长相等 C.甲烷是非极性分子 D.二氯甲烷没有同分异构体 3.下列有关丙烷的叙述中不正确的是 (　　) A.分子中碳原子不在一条直线上 B.光照下能够发生取代反应 C.比丁烷更易液化 D.是石油分馏的一种产品 4.在1.013×105 Pa下,测得某些烷烃的沸点如表所示。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 27.9 新戊烷C(CH3)4 9.5 正己烷CH3(CH2)4CH3 69.0 A.在标准状况下,新戊烷是气体 B.在1.013×105 Pa、20 ℃时,C5H12都是液体 C.烷烃随碳原子数的增加,沸点降低 D.C5H12随着支链数的增加,沸点降低 5.1 mol丙烷与氯气发生取代反应,最多能消耗Cl2的物质的量为 (　　) A.4 mol B.8 mol C.10 mol D.2 mol 6.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(不考虑立体异构) C.标准状况下2.24 L X完全燃烧,将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 7.烷烃是重要的化工原料和能源物资。下列关于烷烃的叙述不正确的是 (　　) A.烷烃中碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连 B.丙烷的结构为 C.甲烷、乙烷及丁烷均无同分异构体 D.丙烷在光照条件下能发生取代反应 8.甲同学给分子式为C12H26的某烷烃命名为“2,4⁃二甲基⁃3,5⁃二乙基己烷”,乙同学认为甲同学命名错误,则有关该烷烃的说法,你认为错误的是 (　　) A.该烷烃正确名称应为2,4,5⁃三甲基⁃3⁃乙基庚烷 B.该烷烃分子中含有4个支链 C.该烷烃的一氯代物有11种 D.该烷烃可以看作是11种不同类型的单烯烃(含一个双键)与氢气加成后的产物 9.烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应,其中甲烷反应的部分历程如下: ①引发:Cl2→Cl·+Cl·等 ②链反应:Cl·+CH4→CH3·+HCl,CH3·+Cl2→Cl·+CH3Cl等 ③终止:Cl·+Cl·→Cl2,Cl·+CH3·→CH3Cl等 下列说法不正确的是 (　　) 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.反应产物只有四种 D.产物中将出现CH3CH3 10.某烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7。现取两支试管,分别加入适量溴水,实验操作及现象如下: 有关X的说法正确的是 (　　) A.相同条件下,X的密度比水大 B.X的分子式为C6H14,X的同分异构体共有6种 C.X能与Br2发生加成反应使溴水褪色 D.试验后试管2中的有机层是上层还是下层,可通过加水确定 二、非选择题 11.(8分)页岩气中某些烃分子的结构模型如图所示: (1)有机化合物乙的名称为　　　　　　,有机化合物甲与有机化合物乙互为　　　　　　　　。  (2)有机化合物甲的二氯取代物有　　　　种;根据甲烷分子的空间结构推测,有机化合物乙中最多有　　　　个C原子在同一平面内。  (3)有机化合物甲和乙的沸点:甲　　　　(填“>”“=”或“<”)乙,1 mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物质的量为　　　　mol。  12.(10分)回答下列问题: (1)天然气的主要成分X是　　　　(填名称),其分子空间结构为　　　　　形。下列关于X的说法正确的是　　　　(填字母)。  A.X中含有非极性共价键 B.X与氯气反应能生成4种产物 C.X是一种饱和烃 D.X分子中的5个原子在同一平面内 (2)乙烷和丙烷互为　　　　　(填“同系物”或“同分异构体”)。  (3)某种烷烃(CnH2n+2)完全燃烧后生成了176 g CO2和90 g H2O。 ①据此推测该烷烃的分子式:　　　　　。  ②写出该烷烃可能的结构简式: 　。  ③该烷烃的沸点　　　　甲烷的沸点(填“大于”或“小于”)。  13.(13分)(2025·长沙高二期中)某小组欲研究烷烃的某些性质设计如图实验装置。回答下列问题: 性质一:烷烃可以发生取代反应。 向如图的B中通入一定量的氯气和甲烷气体,混合均匀后通入C中硬质玻璃管中,夹紧两个弹簧夹,用强光照射硬质玻璃管。 (1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式: 　。 (3)一段时间后,C中玻璃管内的实验现象:　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。  (4)若2 mol CH4与Cl2发生取代反应,测得生成4种有机取代产物的物质的量相等,则消耗的氯气的物质的量是　　　　mol。  (5)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl,则分子式为C4H9Cl的同分异构体有　　　　种(不考虑立体异构)。  性质二:烷烃可以发生氧化反应。 将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧,并使产生的气体全部通入下图装置,得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。 实验前 实验后 (干燥剂+U形管)的质量 101.1 g 102.9 g (澄清石灰水+广口瓶)的质量 312.0 g 315.3 g (6)试写出该烷烃燃烧的化学方程式: 　　　　　　　　　　　。  性质三:验证CH4是否具有还原性。某小组设计了如下实验: (7)实验过程中观察到图中无水CuSO4逐渐变蓝,澄清石灰水出现浑浊现象,则CH4与CuO反应的化学方程式为 　。 课时跟踪检测(六) 1.选B　甲烷与氯气发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,故A正确; 烷烃结构稳定,都不能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去,故B错误;分子通式为CnH2n+2的烃一定是链状烷烃,故C正确;甲烷是可燃性气体,甲烷和氧气混合后点燃可能发生爆炸,故D正确。 2.选D　无论是正四面体结构还是正方形结构,CH4分子都有四个等同的C—H键,都是非极性分子;若甲烷的空间构型是平面正方形,四个氢原子的位置虽然相同,但是相互间存在相邻和相间的关系,其二氯代物有两个氯原子在邻位和两个氯原子在对位的两种异构体,若是正四面体,因为正四面体的两个顶点总是相邻关系则只有一种,由CH2Cl2只代表一种物质,可以判断甲烷分子是空间正四面体结构,而不是平面正方形结构。 3.选C　多碳烷烃的碳链是锯齿状的,碳原子不在一条直线上;烷烃的特征反应是在光照条件下发生取代反应;石油分馏所获碳原子在1~4之间的烷烃混合物叫石油气,更进一步分离石油气可获得丙烷。烷烃随分子内碳原子数的增多,状态由气态向液态、固态变化,随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,因此丁烷比丙烷更易液化。 4.选D　新戊烷的沸点是9.5 ℃,标准状况下是液体,在1.013×105 Pa、20 ℃时是气体,A、B项错误;由表中数据可知,随碳原子数的增加,烷烃的沸点逐渐升高,C项错误;由表中数据可知,C5H12的3种同分异构体中,随着支链数的增加,沸点逐渐降低,D项正确。 5.选B　1 mol丙烷与Cl2发生完全取代反应生成C3Cl8,此时消耗氯气最多,即丙烷与氯气按物质的量之比1∶8反应,故1 mol丙烷最多消耗Cl2的物质的量是8 mol。 6.选B　根据题意知X可能为(CH3)2CHCH(CH3)2或(CH3)3CCH2CH3,分子中都含有4个甲基,故A错误;X若为(CH3)2CHCH(CH3)2,分子中有2种氢原子,一氯代物只有2种,X若为(CH3)3CCH2CH3,分子中有3种氢原子,一氯代物有3种,故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,故C错误;(CH3)2CHCH(CH3)2或(CH3)3CCH2CH3都属于烷烃,与溴的四氯化碳溶液不反应,故D错误。 7.选C　烷烃是饱和烃,烷烃中碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连,故A正确;是丙烷的结构式,故B正确;丁烷有正丁烷、异丁烷两种同分异构体,故C错误;丙烷和氯气发生取代反应的条件是光照,故D正确。 8.选D　根据烷烃命名原则,该烷烃的名称为2,4,5⁃三甲基⁃3⁃乙基庚烷,故A正确;该烷烃分子中含有4个支链,故B正确;该烷烃分子中有11种H原子,所以该烷烃的一氯代物有11种,故C正确;若该烷烃是单烯烃与氢气加成后的产物,烷烃中相邻的两个C原子上都需有H原子,据此可知该烷烃可以看作是10种不同类型的单烯烃与氢气加成后的产物,故D错误。 9.选C　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Cl·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等,C错误;两个·CH3可以结合生成CH3—CH3,D正确。 10.选D　烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7,则碳、氢原子数目之比为∶=3∶7=6∶14,烷烃通式为CnH2n+2,故X的分子式为C6H14。烷烃X萃取溴水中的溴,上层呈橙红色,说明X的密度比水小,故A错误;C6H14的同分异构体有己烷、2⁃甲基戊烷、3⁃甲基戊烷、2,3⁃二甲基丁烷、2,2⁃二甲基丁烷,共5种,故B错误;X为烷烃,不能与溴发生加成反应,故C错误;C6H14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,故D正确。 11.解析:(1)根据有机化合物乙的空间填充模型可知,乙的结构简式为,名称为异丁烷(或2⁃甲基丙烷);根据有机化合物甲的球棍模型可知,甲的结构简式为CH3CH2CH2CH3,有机化合物甲和乙的分子式相同,均为C4H10,而结构不同,二者互为同分异构体。(2)根据甲的碳骨架结构分析,甲的二氯代物有6种。相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代,则有机化合物乙分子中最多有3个C原子在同一平面内。(3)甲和乙互为同分异构体,甲没有支链,乙有支链,因此沸点:甲>乙。甲和乙的分子式均为C4H10,1 mol C4H10完全燃烧消耗6.5 mol O2。 答案:(1)异丁烷(或2⁃甲基丙烷)　同分异构体　(2)6　3　 (3)>　6.5 12.解析:(1)天然气的主要成分是甲烷,其中心碳原子的价层电子对数为4,发生sp3杂化,分子空间结构为正四面体形。甲烷分子中只含有C—H键,则只含有极性共价键,A错误;甲烷与氯气反应能生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl共5种产物,B错误;甲烷的分子式为CH4,满足烷烃的通式,是一种饱和烃,C正确;甲烷分子呈正四面体形,5个原子不在同一平面内,D错误。(2)乙烷(C2H6)和丙烷(C3H8)的分子式不同,但都满足烷烃的通式CnH2n+2,则二者互为同系物。(3)烷烃燃烧的化学方程式为CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O,则=,n=4。①此烷烃的分子式为C4H10。②该烷烃可能的结构简式有CH3CH2CH2CH3、。③该烷烃的相对分子质量大于甲烷,对于烷烃来说,一般相对分子质量越大,分子间的作用力越大,沸点越高,所以沸点大于甲烷的沸点。 答案:(1)甲烷　正四面体　C　(2)同系物 (3)①C4H10　②CH3CH2CH2CH3、　③大于 13.解析:氯气中混入了氯化氢,通过饱和食盐水可以除去其中的氯化氢,甲烷和氯气在被浓硫酸干燥后,一起通入装置C中发生取代反应,最后用装置D处理尾气;甲烷具有还原性,可以和氧化铜反应生成单质铜、二氧化碳和水,用无水硫酸铜来检验水的存在,最后用澄清石灰水来检验是否有二氧化碳生成,以此解题。(3)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢。实验中可观察到玻璃管内的实验现象有黄绿色气体变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。(4)2 mol CH4与Cl2发生取代反应,测得4种有机取代产物的物质的量相等,则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量各为0.5 mol,则消耗的氯气的物质的量是0.5 mol×1+0.5 mol×2+0.5 mol×3+0.5 mol×4=5 mol。(5)丁烷的同分异构体有正丁烷和异丁烷,正丁烷和异丁烷的一氯代物都有2种,则分子式为C4H9Cl的同分异构体有4种。(6)实验前后干燥剂和U形管的质量差为烷烃燃烧生成水的质量,n(H2O)==0.1 mol;实验前后澄清石灰水和广口瓶的质量差为烷烃燃烧生成二氧化碳的质量,n(CO2)==0.075 mol;根据元素守恒,n(C)∶n(H)=0.075∶0.2=3∶8,该烷烃的分子式为C3H8;C3H8燃烧的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O。(7)五水合硫酸铜为蓝色,无水CuSO4逐渐变蓝,说明有水生成,澄清石灰水出现浑浊,说明有二氧化碳生成,根据原子守恒,CH4与CuO反应的化学方程式为CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O。 答案:(1)降低氯气的溶解度,除去其中的氯化氢气体 (2)CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl (3)内壁上出现油状液滴　黄绿色气体变浅　(4)5　(5)4 (6)C3H8+5O23CO2+4H2O (7)CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $