第2章 1 第一节 烷烃 课后达标 素养提升（Word练习）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3（人教版）

1．下列有关链状烷烃的叙述正确的是(　　) A．在链状烷烃分子中可能含有不饱和键 B．链状烷烃中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色 C．通常链状烷烃在一定条件下可以发生分解反应，但甲烷例外 D．所有的链状气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 解析：选D。烷烃分子中，只含有碳碳单键(甲烷除外)、碳氢单键，不可能含有不饱和键，A错误；烷烃均不能被酸性KMnO4溶液氧化，B错误；甲烷在催化剂、高温条件下可以发生分解反应，C错误；烷烃的特征反应为取代反应，气态烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，D正确。 2．在1.013×105 Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表： 物质 正丁烷 正戊烷 异戊烷 新戊烷 正己烷 沸点/℃ －0.5 36.1 27.8 9.5 69.0 据表分析，下列选项正确的是(　　) A．在标准状况时，新戊烷是液体 B．在1.013×105 Pa、20 ℃时，C5H12都是液体 C．烷烃随碳原子数增加，沸点降低 D．C5H12随支链增加，沸点升高 解析：选A。新戊烷的沸点是9.5 ℃，在标准状况时，新戊烷是液体，故A正确；C5H12存在同分异构体，它们的沸点不同，新戊烷的沸点是9.5 ℃，20 ℃时，新戊烷是气体，故B错误；烷烃随碳原子数增加，沸点逐渐升高，故C错误；碳原子个数相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低，故D错误。 3．关于CH4分子的空间结构，历史上科学家们曾提出过两种模型，如下图所示： 最终为确定CH4的空间结构为正四面体形而非平面正方形提供强有力证据的事实是(　　) A．H—C—H的键角相同、C—H的键长相等 B．结构对称，一氯代物无同分异构体 C．CH4的二氯代物无同分异构体 D．CH4的三氯代物无同分异构体 解析：选C。正四面体形和平面正方形结构中，键角、键长都分别相等，因此A项无法证明CH4的空间结构为正四面体形；正四面体形和平面正方形结构都对称，一氯代物均只有一种，因此B项无法证明CH4的空间结构为正四面体形；若CH4的空间结构为平面正方形，则二氯代物有2种，分别是两个氯原子位于相邻顶点上和对角线上，而CH4的二氯代物无同分异构体，C项可证明CH4的空间结构为正四面体形；正四面体形和平面正方形结构的三氯代物均只有1种，因此D项无法证明CH4的空间结构为正四面体形。 4．正丁烷的球棍模型如右图所示。下列说法正确的是(　　) A．正丁烷有一种同分异构体，其系统命名为异丁烷 B．正丁烷分子中所有原子可能共平面 C．正丁烷常温下是液态，沸点低，喷出后易汽化 D．正丁烷的核磁共振氢谱的峰面积之比为3∶2 解析：选D。丁烷的同分异构体有两种，分别是正丁烷和异丁烷，故正丁烷有一种同分异构体，其系统命名为2­甲基丙烷，A错误；正丁烷中的碳原子是sp3杂化，故正丁烷分子中所有原子不可能共平面，B错误；正丁烷在常温常压下是一种无色、易液化的气体，C错误；正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，该分子含有两种不同化学环境的氢原子且个数比是3∶2，故正丁烷的核磁共振氢谱的峰面积之比为3∶2，D正确。 5．(2025·武汉高二统考)某六碳烷烃与氯气在一定条件下发生取代反应只生成2种一氯代物，则该六碳烷烃的系统命名为(　　) A．2，3­二甲基丁烷 B．3，3­二甲基丁烷 C．3­甲基戊烷 D．2­甲基戊烷 解析：选A。由题意可知，该六碳烷烃中只存在2种不同化学环境的氢原子，则该六碳烷烃的结构简式为，根据系统命名法，最长碳链含4个碳原子，故称为丁烷，在2、3号碳原子上各有一个甲基，则该六碳烷烃的系统命名为2，3­二甲基丁烷。 6．实验室用如图1所示的装置(夹持装置略)进行甲烷与氯气在光照条件下反应的实验。下列说法错误的是　(　　) A．可发生反应CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl B．光照一段时间后，产生如图2所示实验现象 C．反应过程中，饱和食盐水中有NaCl晶体析出 D．若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生反应 解析：选B。甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，会生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，甲烷的一氯取代反应可表示为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，故A正确；反应后生成的CH3Cl为气体，不溶于水，试管中不可能充满液体，故B错误；反应生成的HCl溶于饱和食盐水中，氯离子浓度增大，抑制了部分氯化钠的溶解，故饱和食盐水中有NaCl晶体析出，故C正确；甲烷和乙烷均为烷烃，二者结构相似，化学性质也相似，若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生反应，故D正确。 7．(2025·广州高二调研)某烷烃分子的键线式为，用系统命名法命名为(　　) A．2，3­二甲基­3­乙基丁烷 B．2，3­二甲基­2­乙基丁烷 C．3，3，4­三甲基戊烷 D．2，3，3­三甲基戊烷 解析：选D。根据键线式可知该烷烃的最长碳链上有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，得到该烷烃的系统命名为2，3，3­三甲基戊烷。 8．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： 下列有关X的说法错误的是(　　) A．相同条件下，X的密度比水小 B．X的分子式为C6H14 C．X能与Br2发生加成反应使溴水褪色 D．实验后试管2中的有机层是上层还是下层，可通过加水确定 解析：选C。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，故A正确；烷烃X分子中碳与氢的质量比为36∶7，则C、H原子数目之比为∶＝3∶7，故X分子式为C6H14，故B正确；X为烷烃，不能与Br2发生加成反应使溴水褪色，故C错误；C6H14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，故D正确。 9．(2025·聊城高二月考)烷烃广泛存在于自然界中。 (1)烹调时油烟中含有十二烷，该烷烃的分子式是____________。 (2)烷烃的分子式为________，它与甲烷的关系是__________。用系统命名法对其命名为_______________________________。 (3)2，2，3，3­四甲基丁烷的结构简式为________________________________________________________________________________________，其一氯代物有________种。 (4)写出分子式为C8H18，且主链有5个碳原子、4个甲基的烷烃的结构简式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(4)分子式为C8H18，且主链有5个碳原子、4个甲基的烷烃，侧链为1个甲基、1个乙基，乙基只能在3号碳原子上，故符合条件的结构简式为、。 答案：(1)C12H26 (2)C8H18　互为同系物　2，4­二甲基己烷 (3)(CH3)3CC(CH3)3　1 (4) 、 10．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。下列有关该烷烃的说法不正确的是(　　) A．该烷烃正确的名称应为2，4，5­三甲基­3­乙基庚烷 B．该烷烃分子中含有5个取代基 C．该烷烃的一氯代物有11种 D．该烷烃既有极性共价键，又有非极性共价键 解析：选B。根据甲同学给分子式为C12H26的烷烃命名可知，该烷烃的碳骨架为。根据烷烃系统命名原则，该烷烃的正确名称为2，4，5­三甲基­3­乙基庚烷，故A正确；该烷烃分子中含有4个取代基，故B错误；该烷烃分子中有11种不同化学环境的H原子，所以该烷烃的一氯代物有11种，故C正确；该烷烃既有C—H极性共价键，又有C—C非极性共价键，故D正确。 11．常温下，1 mol某烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应，若在适当的条件下，完全取代需要消耗6 mol Cl2，则下列判断正确的是(　　) A．该烷烃的分子式为C5H12 B．反应所生成的有机产物能直接与AgNO3溶液反应生成白色沉淀 C．该烷烃的四氯代物有2种 D．反应容器中，有机产物中的一氯代物所占的物质的量分数一定最大 解析：选C。根据Cl2与烷烃发生取代反应的特点可知，一个氯气分子取代一个氢原子，由完全取代需要消耗6 mol氯气可知，该烷烃分子含有6个氢原子，为乙烷，故A错误；氯代烃中的氯原子在水中不能电离，不能直接与硝酸银溶液反应生成沉淀，故B错误；CH3CH3的四氯代物与二氯代物的数目相等，均为2种，故C正确；取代反应进行的程度不同，各有机产物所占的比例不同，故D错误。 12．有机化合物M、N的结构简式如下。下列说法错误的是(　　) A．M、N都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．M有两种同分异构体(M除外) C．M、N分子中碳原子均为sp3杂化 D．等质量的M、N分别在足量的氧气中燃烧，完全燃烧时生成CO2的质量相同 解析：选D。M和N都是烷烃，都不能与酸性高锰酸钾溶液反应，A项正确；M是新戊烷，除自身外还有两种同分异构体：CH3(CH2)3CH3、(CH3)2CHCH2CH3，B项正确；M、N分子中每个碳原子都形成4个共价键，均为sp3杂化，C项正确；M的分子式是C5H12，N的分子式是C8H18，M、N的最简式不同，等质量的M、N分别在足量的氧气中燃烧，完全燃烧时生成CO2的质量不同，D项错误。 13．(2025·长沙高二月考)下列说法正确的是(　　) A．分子式为C7H16的烷烃中，含有3个甲基的同分异构体有2种 B．主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有3种 C．新戊烷、正丁烷、异丁烷和丙烷的熔、沸点依次降低 D．和主链碳原子数均为7个 解析：选C。含有3个甲基，则该烷烃只有1个支链，若支链为—CH3，则主链含有6个碳原子，符合条件的有CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3、 CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3；若支链为 —CH2CH3，则主链含有5个碳原子，符合条件的有CH3CH2CH(CH2CH3)CH2CH3，则符合条件的烷烃有3种，故A错误。主链含5个碳原子，则乙基只能在3号碳原子上，甲基可以在3号碳原子上，也可以在2号碳原子上，所以有如下2种：、 ，故B错误。由于烷烃的沸点随碳原子数的增多而升高，碳原子数相同时，支链越多，沸点越低，丙烷有3个碳原子，正丁烷和异丁烷有4个碳原子，异丁烷有支链，新戊烷有5个碳原子，所以熔、沸点：丙烷<异丁烷<正丁烷<新戊烷，故C正确。 的主链碳原子数分别为8个、7个，故D错误。 14．(2025·洛阳高二质检)有机化合物的结构式中，四价的碳原子以一个、两个、三个或四个单键分别连接一、二、三或四个其他碳原子时，被分别称为伯、仲、叔或季碳原子，它们的数目分别用a、b、c、d表示。 (1)对链状烷烃(除甲烷外)，下列说法正确的是________(填字母)。 A．a的数目与b的数目的大小无关 B．c增加1，a就会增加3 C．d增加1，a就会增加2 D．b增加1，a就会增加2 (2)若某链状烷烃分子中，b＝c＝d＝1，则满足此条件的该分子的结构可能有________种，写出其中一种的系统名称：________________________________________________________________________。 (3)人们在对链状烷烃分子空间结构的研究中发现某一系列的链状烷烃分子只有一种一卤代物。例如， 这一系列链状烷烃具有一定的规律性，当一种烃分子上的—H全部被—CH3取代后，它的一卤代物种数不变。 ①请写出该系列所有链状烷烃的分子通式：______________________。 ②请写出该系列第4项链状烷烃的分子式：______________________。 解析：(1)根据题意，伯碳原子有3个H，仲碳原子有2个H，叔碳原子有1个H，季碳原子没有H，对于链状烷烃(CnH2n＋2)而言，以下等式成立：3a＋2b＋c＝2×(a＋b＋c＋d)＋2，故a＝c＋2d＋2，所以无论b是多少(即有多少个仲碳原子)，a的数目都没有影响，故A正确，D错误；根据a＝c＋2d＋2可知，c增加1，a就会增加1，故B错误；根据a＝c＋2d＋2可知，d增加1，a就会增加2，故C正确。(2)由b＝c＝d＝1可知，a＝c＋2d＋2＝5，即有5个伯碳原子，仲、叔、季碳原子各有1个，符合此条件的链状烷烃的结构有3种，分别为CH3CH2C(CH3)2CH(CH3)2，系统名称为2，3，3­三甲基戊烷；CH3CH2CH(CH3)C(CH3)3，系统名称为2，2，3­三甲基戊烷； CH3CH(CH3)CH2C(CH3)3，系统名称为2，2，4­三甲基戊烷。(3)①甲烷、新戊烷、十七烷分子中氢原子个数为等比数列：4、12、36…，公比q＝3，根据等比数列通项公式an＝a1qn-1可知，该系列链状烷烃的氢原子通项为4×3n-1，设第n项的分子式为CmH2m＋2，可得2m＋2＝4×3n-1，解得m＝2×3n-1－1，即该系列链状烷烃的碳原子通项为2×3n-1－1，所以该系列链状烷烃的分子通式为C2×3n－1－1H4×3n－1。②根据该系列链状烷烃的分子通式，将n＝4代入，得碳原子数为2×34-1－1＝53，氢原子数为4×34-1＝108，所以该系列第4项链状烷烃的分子式为C53H108。 答案：(1)AC (2)3　2，2，3­三甲基戊烷(或2，2，4­三甲基戊烷或2，3，3­三甲基戊烷) (3)①C2×3n－1－1H4×3n－1　②C53H108 学科网（北京）股份有限公司 $