2.课时跟踪检测练 25.第七章 烷烃的性质-【满分思维】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本讲义聚焦烷烃的性质这一核心知识点，从甲烷的取代反应、正四面体结构入手，延伸至烷烃的物理性质（沸点规律）和化学性质（稳定性、取代反应），构建从具体到一般的学习支架。 资料通过分层题组（基础、综合、创新）设计，结合实验现象分析、计算题及图表题，培养科学思维与探究能力。如甲烷取代反应现象解释题提升证据推理能力，课中辅助教学，课后助力学生查漏补缺。

十五　烷烃的性质 (30分钟　50分) 题组过关·夯基础 题组一:甲烷的性质 1.(2分)天然气的主要成分是甲烷,下列物质中可与甲烷发生反应的是 (　　) A.NaOH溶液　　　　 B.浓硫酸 C.Br2 D.酸性KMnO4溶液 【解析】选C。通常情况下,烷烃比较稳定,与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应,烷烃在一定条件下可与卤素单质发生取代反应,即甲烷与NaOH溶液、浓硫酸、酸性KMnO4溶液均不能发生反应,甲烷能与Br2发生取代反应,C项符合题意。 2.(2分)已知:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,下列说法正确的是(　　) A.CH4的球棍模型: B.CH4分子的空间结构:正方形 C.Cl-的结构示意图: D.此反应为取代反应 【解析】选D。CH4的球棍模型为,A错误;甲烷分子的空间结构是正四面体形,B错误;氯离子的结构示意图为,C错误;取代反应是指有机物分子中的一个原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应,D正确。 3.(4分)甲烷与氯气在光照条件下发生反应(装置如图所示),实验现象及解释均正确的是 (　　) 选项 现象 解释 A 量筒内气体颜色逐渐变浅 甲烷被氯气还原 B 量筒内出现少量白雾 生成HCl气体 C 量筒内壁产生油状液滴 油状液滴是CCl4 D 量筒内液面降低 生成液态产物 【解析】选B。量筒内气体颜色逐渐变浅,是由于氯气与甲烷发生取代反应,甲烷被氯气氧化,故A错误;发生取代反应生成氯化氢,氯化氢易溶于水,产生白雾,故B正确;甲烷与氯气发生取代反应生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为液态,所以油状液滴可能为二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳等,故C错误;量筒内液面降低是由于生成的氯化氢易溶于水,故D错误。 4.(4分)在光照的条件下,将1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合,经过一段时间,甲烷和氯气均无剩余,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,该反应中消耗的氯气的物质的量是 (　　) A.(1-a-b-c) mol　　 B.(1+a+2b+3c) mol C.(2a+3b+4c) mol D.(a+b+c) mol 【解析】选B。根据取代反应的特点可知,光照条件下,1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合,生成几氯甲烷就消耗几摩尔的氯气,因此消耗氯气的物质的量为(1-a-b-c) mol+2a mol+3b mol+4c mol=(1+a+2b+3c) mol,B项正确。 【补偿训练】下列关于甲烷的说法不正确的是 (　　) A.甲烷是天然气的主要成分 B.甲烷与CH3CH2CH2CH3互为同系物 C.甲烷分子中所有的化学键都为单键 D.甲烷与氯气发生反应,生成的二氯甲烷有2种 【解析】选D。甲烷是天然气的主要成分,故A正确;甲烷与CH3CH2CH2CH3结构相似、组成上相差3个CH2,互为同系物,故B正确;甲烷分子中所有的化学键都为单键,故C正确;二氯甲烷为四面体结构,只有一种结构,故D错误。 题组二:烷烃的性质 5.(2分)中国石油重点工程——塔里木油田天然气乙烷回收工程成功投产,并生产出合格的乙烷产品。下列有关乙烷的说法不正确的是 (　　) A.结构简式为CH3CH3 B.光照下能够发生取代反应 C.不存在同分异构体 D.比丁烷更易液化 【解析】选D。乙烷(C2H6)的结构简式为CH3CH3,A项正确;乙烷在光照条件下能和氯气发生取代反应,B项正确;乙烷不存在同分异构体,C项正确;一般来说,烷烃分子中碳原子数越多,烷烃的沸点越高,则乙烷的沸点比丁烷低,所以乙烷比丁烷更难液化,D项错误。 6.(2分)成都大运会“蓉火”火炬采用清洁燃料——生物质丙烷。下列有关丙烷的说法错误的是 (　　) A.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3 B.丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应 C.等质量的丙烷和甲烷完全燃烧,丙烷的耗氧量更少 D.丙烷燃烧时将化学能完全转化为热能 【解析】选D。丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,故A正确;烷烃在光照条件下可以与卤素单质发生取代反应,丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应生成卤代烃,故B正确;等质量的烷烃含氢量越多,耗氧量越多,甲烷的含氢量比丙烷的含氢量多,故丙烷的耗氧量更少,故C正确;任何燃烧都不可能将化学能完全转化为热能,会有能量的损失,故D错误。 7.(2分)下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是 (　　) ①CH3(CH2)3CH3 ②CH3(CH2)4CH3 ③(CH3)2CHCH2CH3 ④C(CH3)4 A.②④①③ B.②①③④ C.④①③② D.③②①④ 【解析】选B。烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化,沸点逐渐升高;碳原子数相同的烃,支链越多,熔、沸点越低。①、③、④中碳原子都是5个,①无支链,③中一个支链,④中两个支链,其沸点:①>③>④;②中碳原子数为6,比①、③、④中碳原子数都多,则沸点较高,故沸点按由高到低的顺序排列是②①③④,故选:B。 8.(4分)已知有一种烃的结构类似自行车,简称“自行车烃”,如图所示,下列关于它的性质叙述正确的是 (　　) 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】选B。烷烃都难溶于水,密度比水小,可以发生取代反应,A、C错误,B正确。“自行车烃”与环己烷二者结构不同,不满足分子式相差n个CH2原子团的要求,所以和环己烷不互为同系物。 综合应用·拓思维 9.(4分)立方烷是一种新合成的烃,其分子结构为正方体结构,其结构如图所示。有关立方烷的说法正确的是 (　　) A.立方烷的分子式为C8H18 B.立方烷和氯气发生取代反应,1 mol立方烷最多会生成4 mol HCl C.1 mol立方烷完全燃烧消耗氧气的体积为224 L D.立方烷的一氯代物只有一种 【解析】选D。根据碳原子成键特点,立方烷的分子式为C8H8,A项错误;1 mol立方烷和氯气反应,最多需要8 mol氯气,生成8 mol HCl,B项错误;根据燃烧方程式C8H8+10O28CO2+4H2O,燃烧1 mol立方烷需要10 mol氧气,在标准状况下为224 L,但C项氧气的状态不确定,不一定为标准状况,C项错误;立方烷分子是高度对称的,分子中只有一种等效氢,故其一氯代物只有一种,D项正确。 10.(2分)表格中烷烃的一氯代物只有一种,仔细分析其结构和组成的变化规律,判断第4位烷烃的分子式是 (　　) …… 1 2 3 …… A.C35H70　 B.C35H72　 C.C53H106　 D.C53H108 【解析】选D。依据题意推出,第3位烷烃分子中氢原子被甲基取代,第3位氢原子个数为36,故第4位烷烃含甲基36个,含氢原子个数为36×3=108,含碳原子个数为=53,则第4位烷烃分子式为C53H108。 11.(4分)某兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法错误的是 (　　) A.实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷 B.装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用 C.装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有4种 D.装置D能起到防倒吸的作用 【解析】选C。点燃酒精灯A,浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl2,将空气排尽后再通入甲烷,故A正确;B中的浓硫酸可以干燥氯气、通过气泡多少控制气流速度、同时将气体混合均匀,故B正确;装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有五种,一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢,故C错误;干燥管可以起到防倒吸的作用,故D正确。 12.(14分)为探究甲烷的性质,某同学设计了如下两组实验。 (1)如图1所示装置探究甲烷与氯气反应的条件,Ⅰ放在有光照射处,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、b,观察到有水倒吸入瓶中,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__________。(2分)  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瓶与Ⅰ瓶中现象相同 (2)用图2所示装置探究甲烷与氧化剂之间的作用。已知碳化铝(Al4C3)与水反应生成氢氧化铝和甲烷。 ①加入药品前,应先进行的一步操作是________________。(2分)  ②实验过程中,__________(填“能”或“不能”,下同) 观察到溴水褪色,__________观察到酸性高锰酸钾溶液褪色。(4分)  ③实验过程中,观察到硬质玻璃管中黑色粉末逐渐变红,无水硫酸铜逐渐变蓝,澄清石灰水变浑浊,则硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为__________________ __________。(4分)  ④浓硫酸的作用是________________。(2分)  【解析】(1)甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,生成物有CH3Cl(不溶于水的气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4(三者均为不溶于水的油状液体)、HCl(极易溶于水),则还可观察到Ⅰ瓶中气体颜色变浅,出现白雾(HCl遇水蒸气凝结成小液滴),内壁出现油状物质;Ⅱ瓶中由于没有光照,不能反应,所以无明显现象,Ⅱ瓶与Ⅰ瓶中现象不相同。 (2)①加入药品前要先检查装置气密性。②甲烷与溴水、酸性高锰酸钾溶液均不发生反应,所以不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色。③根据实验现象可知,氧化铜与甲烷反应时会产生Cu、CO2和H2O,则可写出化学方程式:CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O。④为避免干扰甲烷与氧化铜反应产物中水的检验,甲烷与氧化铜反应之前要先用浓硫酸进行干燥。 答案:(1)ABC　(2)①检查装置气密性　②不能　不能 ③CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O　④干燥CH4 迁移创新·提素能 13.(4分)实验室利用如图所示的装置进行甲烷与氯气的混合气体在光照下反应的实验(忽略氯气在水中的溶解),左侧充入V(CH4)∶V(Cl2)=1∶4光照下反应一段时间后,下列说法错误的是 (　　) A.玻璃管起平衡气压作用,一段时间后,U形管右端的液面降低 B.一段时间后U形管内溶液中c(Na+)∶c(Cl-)=1∶1 C.若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成 D.若无甲烷剩余,且生成的四种有机取代物物质的量比值为1∶2∶3∶4,则氯气的转化率为75% 【解析】选B。经过几个小时的反应后,消耗氯气,反应中气体的物质的量减少,所以压强减小,且生成的HCl能够溶解于水,U形管右端的玻璃管中水柱降低,故A正确;生成的HCl能够溶解于水,溶液中氯离子浓度增大,一段时间后U形管内溶液中c(Na+)∶c(Cl-)<1∶1,故B错误;若水中含有Na2SiO3,生成的HCl能够溶解于水,能与Na2SiO3反应,在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成,故C正确;V(CH4)∶V(Cl2)=1∶4,设甲烷为1 mol,氯气为4 mol,光照条件下发生取代反应,生成的四种有机取代物物质的量比值为1∶2∶3∶4,由碳守恒得一氯甲烷的物质的量==0.1 mol,二氯甲烷的物质的量=×2=0.2 mol,三氯甲烷的物质的量=×3=0.3 mol,四氯甲烷的物质的量=×4=0.4 mol,每取代一个氢原子需要一个氯气分子,所以所需氯气的物质的量:0.1 mol×1+0.2 mol×2+0.3 mol×3+0.4 mol×4=3 mol,氯气转化率=×100%=75%,故D正确。 - 9 - 学科网（北京）股份有限公司 $