第7章 3 第一节 第3课时 烷烃的性质 课后达标素养提升（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）不定项

1．下列不属于有机化合物的特点的是(　　) A．大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂 B．有机反应比较复杂，一般反应速率较小 C．绝大多数有机化合物受热不易分解，且不易燃烧 D．绝大多数有机化合物是非电解质，不易导电，熔点较低 解析：选C。绝大多数有机化合物受热易分解，且易燃烧。 2．在1.013×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。下列说法正确的是(　　) 烷烃名称及结构简式 沸点/℃ 正丁烷　CH3(CH2)2CH3 －0.5 正戊烷　CH3(CH2)3CH3 36.0 异戊烷　 27.8 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，戊烷都是液体 C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低 D．分子式为C5H12的烷烃的同分异构体中，随支链增加，沸点降低 解析：选D。由题表信息可知，新戊烷的沸点是9.5 ℃，在标准状况下是液体，20 ℃时是气体，A、B项错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，C项错误；分子式为C5H12的三种同分异构体中，随支链增加，沸点降低，D项正确。 3．下列不属于取代反应的是(　　) A．CH2Cl2＋Br2CHBrCl2＋HBr B．CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O C.2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ D．CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋ NaBr 解析：选C。C项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。 4．光催化甲烷无氧转化为乙烷受到了学术界和工业的广泛关注，其反应式可以表示为2CH4C2H6＋H2。下列说法错误的是(　　) A．相同条件下，等质量的甲烷和乙烷完全燃烧，甲烷消耗氧气的量更多 B．CH4和C2H6都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．戊烷是甲烷的同系物，戊烷有三种同分异构体 D．一定条件下，甲烷与氯气发生取代反应得到一氯甲烷 解析：选B。等质量的烷烃燃烧，含氢百分率(或氢碳比)越大，耗氧量越多，甲烷的含氢百分率(或氢碳比)较大，因此相同条件下，等质量的甲烷和乙烷完全燃烧，甲烷消耗氧气的量更多，A正确；CH4与C2H6均为饱和烃，都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；戊烷(C5H12)与甲烷(CH4)均为链状烷烃，属于同系物，戊烷有三种同分异构体(正戊烷、异戊烷、新戊烷)，C正确；甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，首先生成一氯甲烷，D正确。 5．(2025·曲阜高一调研)异辛烷在内燃机的汽缸里燃烧时抗震性较好，是优良的发动机燃料，异辛烷的球棍模型如右图所示。下列说法正确的是(　　) A．异辛烷的分子式为C7H16 B．异辛烷分子中所有碳原子共平面 C．异辛烷与环己烷()互为同系物 D．异辛烷可以发生取代反应和氧化反应 解析：选D。异辛烷的分子式为C8H18，A错误；异辛烷分子中含有连接3个和4个碳原子的饱和碳原子，具有四面体结构，所有碳原子不可能共平面，B错误；异辛烷与环己烷的结构不相似，不互为同系物，C错误。 6．(2025·北京昌平区高一期末)某气态链状烷烃的体积是20 mL，完全燃烧时，正好消耗100 mL同温、同压下的氧气。该烷烃的分子式是(　　) A．C2H6 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12 解析：选B。根据题意，该气态链状烷烃和消耗氧气的物质的量之比为1∶5，根据链状烷烃的燃烧通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O可知，＝5，解得n＝3，该烷烃的分子式为C3H8。 7．将1 mol CH4与Cl2反应，待反应完成后测得不存在甲烷，且四种有机取代物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝4∶3∶2∶1。消耗的Cl2的物质的量为(　　) A．1.0 mol B．2.0 mol C．3.0 mol D．4.0 mol 解析：选B。将1 mol CH4与Cl2反应，待反应完成后测得不存在甲烷，四种有机取代物的物质的量之比 n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝4∶3∶2∶1，根据C原子守恒可知，n(CH3Cl)＝0.4 mol、n(CH2Cl2)＝0.3 mol、n(CHCl3)＝0.2 mol、n(CCl4)＝0.1 mol，在烷烃的取代反应中，1 mol Cl2只能取代1 mol H原子，所以需要消耗Cl2的物质的量n(Cl2)＝0.4 mol×1＋0.3 mol×2＋0.2 mol×3＋0.1 mol×4＝2.0 mol。 8．(2025·赣州高一检测)右图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4，同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，将针管放在光亮处片刻后，观察现象。 (1)下列是某同学预测的实验现象： ①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。 其中正确的是________(填序号)。 (2)甲管中发生反应的类型为__________。 (3)反应后，甲管中主要剩余气体最好用下列试剂中的________(填字母)吸收。 A．水 B．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水 (4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________________________________，若再向其中滴入几滴紫色石蕊溶液，则又观察到____________________。 解析：(1)理论上，甲烷与氯气的体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而甲、乙注射器中甲烷与氯气的体积比为1∶5＜1∶4，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的氢原子可被氯原子取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4不溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴紫色石蕊溶液，则溶液变为红色。 答案：(1)②③　(2)取代反应　(3)B　(4)液体分为两层，产生白色沉淀　溶液变为红色 9．某小组欲研究烷烃的某些性质。回答下列问题： Ⅰ.烷烃可以发生取代反应 向下图所示的装置B中通入一定量的氯气和甲烷，混合均匀后通入装置C的硬质玻璃管中，夹紧装置C两端弹簧夹，用漫射光照射硬质玻璃管。 (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，装置C中硬质玻璃管内的实验现象是______________________________________________________________________________、__________________________________。 Ⅱ.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如下图所示的装置，得到如下表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体被完全吸收)。 物质 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 该烷烃的分子式为________。 解析：Ⅱ.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，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，根据元素守恒，烷烃分子中n(C)∶n(H)＝0.075∶0.2＝3∶8，该烷烃的分子式为C3H8。 答案：Ⅰ.(1)除去Cl2中混有的氯化氢气体　(2)CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl　(3)硬质玻璃管内壁出现油状液滴　黄绿色气体颜色变浅　Ⅱ.C3H8 10～13题每小题有一个或两个选项符合题意。 10．下列关于烷烃的说法不正确的是(　　) A．烷烃能使酸性KMnO4溶液褪色 B．丙烷和丁烷互为同系物，常温常压下都呈气态，化学性质相似，特征反应均为取代反应 C．链状烷烃中，碳原子数越多，碳元素的质量分数越大 D．烷烃从结构上可以看作其他各类有机物的母体 解析：选A。烷烃属于饱和烃，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误；丙烷和丁烷互为同系物，常温常压下都呈气态，化学性质相似，氢原子能被卤素原子取代，特征反应均为取代反应，B正确；链状烷烃的分子通式为CnH2n＋2，碳元素的质量分数为＝，碳原子数(n)越多，越小，碳元素的质量分数越大，C正确；烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体，D正确。 11．现有如下物质：①新戊烷；②(CH3)2CHCH2CH3；③异丁烷；④(CH3)3CCH2CH3。下列说法错误的是(　　) A.熔、沸点：④>①>②>③ B.一氯代物种类数：④>②>③>① C.②与④互为同系物 D.等物质的量燃烧耗氧量：④>①＝②>③ 解析：选AB。烷烃中，碳原子数越多，熔、沸点越高，碳原子数相同时，支链越多，熔、沸点越低，故熔、沸点：④>②>①>③，故A错误。①新戊烷的一氯代物有1种，②(CH3)2CHCH2CH3的一氯代物有4种，③异丁烷的一氯代物有2种，④(CH3)3CCH2CH3的一氯代物有3种，故一氯代物种类数：②>④>③>①，故B错误。②与④结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，二者互为同系物，故C正确。根据CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O，n值越大，等物质的量燃烧耗氧量越多，所以等物质的量燃烧耗氧量：④>①＝②>③，故D正确。 12．(2025·滨州高一检测)科学家研究发现，高度对称的有机分子具有致密性高、稳定性强、张力能大等特点。饱和烃中有一系列高度对称结构的烃，如(正四面体烷C4H4)、(棱晶烷C6H6)、(立方烷C8H8)。下列有关说法正确的是(　　) A.上述三种物质互为同系物 B.上述三种物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.棱晶烷与立方烷中碳原子均为饱和碳原子，其二氯代物的数目相同 D.棱晶烷与立方烷在光照条件下均可与氯气发生取代反应 解析：选CD。三种物质的结构不相似且不相差n个CH2原子团，故三种物质不互为同系物，A错误。饱和烃不与酸性高锰酸钾溶液反应，故三种物质均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误。将棱晶烷的一个顶点固定，该碳原子上的氢原子被氯原子取代，则与该碳原子共面的另一个点、竖棱上的共线点以及对角线上的点上的氢原子被氯原子代替时均不同，所以该烃的二氯代物有3种；立方烷的二氯代物的同分异构体分别是一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替，所以二氯代物的同分异构体有3种，C正确。 13．一定质量的烷烃X完全燃烧生成17.6 g CO2和9.0 g H2O。下列说法不正确的是(　　) A．X的分子式为C4H10 B．X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3 C．将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色 D．X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物 解析：选C。17.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol，据此可得X分子中碳原子与氢原子的个数之比为0.4 mol∶1 mol＝4∶10，故烷烃X的分子式为C4H10，A项正确；C4H10有两种结构：CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3，B项正确；烷烃不与酸性KMnO4溶液反应，故溶液不褪色，C项错误；正丁烷和异丁烷分子中都有2种不同化学环境的氢原子，故无论是哪种丁烷与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物，D项正确。 14．为了探究甲烷的性质，某同学设计了如下两组实验方案。 [甲方案]　探究甲烷与氯气反应的条件，如下图所示。Ⅰ瓶放在光亮处，Ⅱ瓶用预先准备好的黑色纸套套上，并夹紧弹簧夹a和b。 一段时间后，打开弹簧夹a和b，观察到有水倒吸入Ⅰ瓶中，但水并不能充满Ⅰ瓶。除了上述现象外，该实验中还可能观察到的现象有________(填字母)。 A．Ⅰ瓶中气体颜色变浅 B．Ⅰ瓶中出现白雾 C．Ⅰ瓶内壁出现油状物质 D．Ⅱ瓶中与Ⅰ瓶中现象相同 [乙方案]　探究甲烷与氧化剂反应，装置如下图所示。已知碳化铝与水反应生成氢氧化铝和甲烷。 实验现象：溴水不褪色，无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊。 (1)写出碳化铝与稀硫酸反应的化学方程式：______________________________________________________。 (2)加入药品前，应先进行的一步操作是_________________________________________________________。 (3)下列对实验中的有关现象与结论叙述都正确的是________(填字母)。 A．溴水不褪色，结论是甲烷不能与卤素单质反应 B．酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下甲烷不能与KMnO4等强氧化剂反应 C．硬质玻璃管中黑色粉末无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应 D．硬质玻璃管中黑色粉末变红色，结论是氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳 (4)经测定，甲烷与氧化铜反应时每消耗1 mol甲烷转移7 mol电子，写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 (5)集气瓶中排水法收集到的气体是________。 解析：[甲方案]氯气与甲烷在光照条件下发生取代反应，氯气被消耗，Ⅰ瓶中气体颜色变浅，故A 选；生成的HCl溶于水蒸气形成酸雾，Ⅰ瓶中出现白雾，故B选；生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷均是不溶于水的油状液体，Ⅰ瓶内壁出现油状物质，故C选；Ⅱ瓶中氯气与甲烷不反应，与Ⅰ瓶现象不同，故D不选。 [乙方案](1)碳化铝与稀硫酸反应可理解为碳化铝(Al4C3)先与水反应，生成的氢氧化铝再与稀硫酸反应，所以最终产物为硫酸铝和甲烷，化学方程式为Al4C3＋6H2SO4===2Al2(SO4)3＋3CH4↑。(2)该反应中涉及气体的制取、收集，加入药品前，应先进行的一步操作是检查装置气密性。(3)溴水不褪色，说明甲烷不能与溴水反应，但甲烷可以和氯气等卤素单质在光照条件下发生取代反应，故A错误；酸性高锰酸钾溶液不褪色，说明通常条件下，甲烷不能与KMnO4等强氧化剂反应，故B正确；甲烷能与氧化铜反应，当少量甲烷参加反应时，硬质玻璃管里为大量黑色氧化铜粉末和少量铜的混合物，也无颜色变化，故C错误；若甲烷还原氧化铜时生成CO，则硬质玻璃管里黑色粉末也能变红色，故D错误。(4)根据“无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊”可知，氧化铜与甲烷反应时会产生CO2和H2O，若C元素全部转化为CO2，则1 mol CH4反应转移8 mol电子，经测定，甲烷与氧化铜反应时每消耗1 mol甲烷转移7 mol电子，说明产物中有CO，故硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为2CH4＋7CuO 7Cu＋CO＋CO2＋4H2O。(5)集气瓶中排水法收集到的气体是CH4 、CO。 答案：[甲方案]ABC　[乙方案](1)Al4C3＋6H2SO4===2Al2(SO4)3＋3CH4↑　(2)检查装置气密性　(3)B (4)2CH4＋7CuO 7Cu＋CO＋CO2＋4H2O (5)CH4、CO 学科网（北京）股份有限公司 $