8.1 化石燃料与有机化合物 第2课时 同步练习 -2025-2026学年高一下学期化学苏教版必修第二册

**基本信息** 本练习按“必备知识基础”“能力素养提升”分层，以烷烃核心概念为起点，通过基础巩固与综合应用的梯度设计，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|烷烃通式、命名、性质、同系物与同分异构体|以选择、填空题直接考查核心概念，如第1题链状烷烃判断、第3题烷烃性质辨析，强化化学观念| |能力素养提升|结构分析、实验探究、综合计算|结合图表与实验情境，如第15题取代反应实验设计、第14题碳原子类型计算，发展科学思维与探究能力|

第一单元　化石燃料与有机化合物 第2课时　烷烃 一、必备知识基础 1.下列物质属于链状烷烃的是(　　) A.C2H4 B.C3H8 C.C4H6 D.C6H6 2.奥运会火炬曾使用丙烷作为燃料。“丙”是指丙烷分子中的(　　) A.碳原子数目 B.氢原子数目 C.所含原子总数目 D.碳氢键数目 3.下列关于烷烃的叙述不正确的是(　　) A.烷烃的化学性质比较稳定,通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应 B.烷烃可以发生取代反应和氧化反应 C.烷烃的分子结构中,每个碳原子都已达到“饱和” D.烷烃随n值增大,碳元素的质量分数逐渐减小 4.某烷烃分子中含有30个氢原子,其分子式为(　　) A.C14H30 B.C15H30 C.C16H30 D.C15H32 5.下列关于同系物和同分异构体的说法正确的是(　　) A.同系物之间可能互为同分异构体 B.同分异构体之间一定不互为同系物 C.同系物和同分异构体的分子式都相同 D.同系物和同分异构体的化学性质都相似 6.两种烃分子的球棍模型为与,下列关于这两种烃的说法正确的是(　　) A.互为同分异构体 B.分子式不相同 C.互为同素异形体 D.熔、沸点相同 7. (1)在下列各组物质中: A.1H和2H B.甲烷和丙烷 C.正丁烷和异丁烷 D.金刚石和石墨 ①互为同位素的是　　　　(填字母,下同);  ②互为同系物的是　　　　;  ③互为同分异构体的是　　　　;  ④互为同素异形体的是　　　　。  (2)相对分子质量为72的烷烃,其分子式是　　　　　　　　　。  8.(1)1 mol某烷烃完全燃烧,需要8 mol氧气,该烷烃的分子式为　　　　。  (2)某气态烷烃在标准状况下的密度为1.34 g·L-1,其分子式为　　　　。  二、能力素养提升 9.下列关于CH4和的叙述不正确的是(　　) A.均能用通式CnH2n+2来表示 B.二者均为烷烃 C.分子中的碳原子可能共平面 D.二者互为同系物 10.在1.01×105 Pa下,测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析,下列选项正确的是(　　) 烷烃 沸点/℃ 正丁烷CH3CH2CH2CH3 -0.5 异丁烷 a 正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3 36.0 异戊烷 27.8 新戊烷 9.5 正己烷CH3CH2CH2CH2CH2CH3 b A.上表六种物质互为同系物 B.a>-0.5 C.在标况下,22.4 L新戊烷中含共价键16 mol D.b>36.0 11.下列关于烷烃的说法中,正确的是(　　) A.丙烷分子中三个碳原子在一条直线上 B.烷烃的分子中,所有碳原子不可能位于同一平面上 C.除甲烷外,多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色 D.烷烃在一定条件下能与氯气发生取代反应 12.下列关于有机物结构的认识正确的是(　　) A.正戊烷分子中所有碳原子不在一条直线上 B.三氯甲烷只有一种结构证明甲烷是正四面体结构 C.丙烷分子的空间填充模型: D.碳碳间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式CnH2n+2 13.有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下,其密度为1.16 g·L-1,则关于此混合物组成的说法正确的是(　　) A.一定有甲烷 B.一定有乙烷 C.可能是甲烷和戊烷的混合物 D.可能是乙烷和丙烷的混合物 14.在有机化合物的结构式中,4价碳原子以1个、2个、3个、4个单键分别连接1个、2个、3个、4个其他碳原子时,可依次称为伯、仲、叔、季碳原子,数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如CH3CH(CH3 )CH(CH3 )C(CH3)2CH2CH3分子中n1 =6、n2 =1、n3 =2、n4=1。试根据不同烷烃的组成和结构,分析烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。 (1)若烷烃分子中氢原子数为n0,则n0与n1、n2、n3、n4的关系是n0=　　　　　　　　　或n0=　　　　　　。 (2)四种碳原子数之间的关系为n1=　　　　　　　　　。  (3)若烷烃分子中碳碳键数为na,则na与n1、n2、n3、n4的关系是na=　　　　　　　。 (4)在烷烃的取代反应中,伯、仲、叔碳三种碳原子上的氢原子被取代的概率不同,但同类氢原子被取代的概率可视为相同。现将n mol CH3CH2CH(CH3)CH3与适量溴蒸气在一定条件下完全反应,若只生成溴化氢和4种一溴代物。则: ①反应生成的HBr的物质的量为　　　 mol。  ②将生成的4种一溴代物的混合气体在适量的O2中燃烧,生成H2O、CO2、CO和HBr。此时,需消耗O2 的物质的量为a mol,则a的取值范围是　　　　　　。  15.某小组欲研究烷烃的某些性质设计下图实验装置。回答下列问题: Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。 向下图的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C两端弹簧夹,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。 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)。 项目 实验前 实验后 (干燥剂+U形管)的质量 101.1 g 102.9 g (石灰水+广口瓶)的质量 312.0 g 315.3 g (6)试写出该烷烃分子式:　　　　　　。  参考答案 1.B　解析 烷烃链状的通式为CnH2n+2(n为正整数),只有C3H8符合链状烷烃通式,B正确。 2.A　解析 丙烷的分子式为C3H8,“丙”是指丙烷分子中的碳原子数目。 3.D　解析 烷烃化学性质稳定,通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应,A正确;烷烃在光照条件下能发生取代反应,能在氧气中燃烧发生氧化反应,B正确;烷烃分子中碳原子之间以单键结合,碳原子与氢原子之间也以单键结合,每个碳原子都达到“饱和”,C正确;烷烃分子通式为CnH2n+2,随n值增大,碳元素的质量分数逐渐增大,D错误。 4.A　解析 根据烷烃通式CnH2n+2,2n+2=30,解得n=14,所以其分子式为C14H30。 5.B　解析 同系物分子式不同,不可能互为同分异构体,A错误;同分异构体分子式相同,同系物分子式不同,所以同分异构体之间一定不互为同系物,B正确;同系物分子式不同,同分异构体分子式相同,C错误;同分异构体结构不同,化学性质不一定相似,同系物化学性质相似,D错误。 6.A　解析 根据两种烃分子的球棍模型可知,两者的分子式均为C4H10,但结构不同,则两者互为同分异构体,熔、沸点不同,A正确,B、C、D错误。 7.答案 (1)①A　②B　③C　④D (2)C5H12 解析 (1)①同位素是质子数相同,中子数不同的同一元素的不同原子,1H和2H互为同位素;②同系物结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团,甲烷和丙烷互为同系物;③同分异构体分子式相同,结构不同,正丁烷和异丁烷互为同分异构体;④同素异形体是由同种元素组成的不同单质,金刚石和石墨互为同素异形体。(2)设该烷烃分子式为CnH2n+2,由12n+2n+2=72,得n=5,分子式为C5H12。 8.答案 (1)C5H12　(2)C2H6 解析 (1)烷烃燃烧通式为CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。由题意得:=8,解得n=5,故分子式为C5H12。(2)M=ρ×Vm=1.34 g·L-1×22.4 L·mol-1≈30 g·mol-1。设烷烃分子式为CnH2n+2,则12n+2n+2=30,解得n=2,故分子式为C2H6。 9.C　解析 因二者均为烷烃,都符合通式CnH2n+2,A、B正确;根据甲烷的正四面体结构,分子中四个碳原子不可能共平面,C错误;二者均为烷烃,结构相似,分子式相差3个“CH2”原子团,二者互为同系物,D正确。 10.D　解析 正丁烷和异丁烷互为同分异构体,正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体,A错误;根据表中数据,正戊烷、异戊烷、新戊烷沸点逐渐降低,即互为同分异构体的烷烃支链越多,沸点越低,推测正丁烷、异丁烷沸点应该也呈降低趋势,故a<-0.5,B错误;新戊烷沸点为9.5 ℃,在标准状况下是液态,不能用标准状况下气体摩尔体积计算,在标准状况下,22.4 L新戊烷物质的量不是1 mol,含共价键不是16 mol,C错误;根据表中数据,正戊烷沸点高于正丁烷,推测正己烷的沸点高于正戊烷,故正己烷沸点大于36.0 ℃,b>36.0,D正确。 11.D　解析 丙烷分子中三个碳原子呈锯齿状排列,不在一条直线上,A错误;当烷烃中碳原子数较少时,部分碳原子可能位于同一平面上,B错误;烷烃性质稳定,不能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误;烷烃在光照等一定条件下都能与氯气发生取代反应,D正确。 12.A　解析 正戊烷分子的碳原子均为饱和碳原子,故正戊烷分子中所有碳原子不在一条直线上,A正确;甲烷若为平面正方形或正四面体,三氯甲烷均只有一种结构,不能确定其结构,而二氯甲烷只有一种结构可以证明甲烷是正四面体结构,B错误;是丙烷的球棍模型,C错误;碳碳间以单键结合,碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃可能是饱和链烃也可能是环烷烃,环烷烃的通式不为CnH2n+2,D错误。 13.A　解析 混合气体的平均摩尔质量为1.16 g·L-1×22.4 L·mol-1≈26 g·mol-1,烷烃中只有甲烷的摩尔质量小于26 g·mol-1,所以一定有甲烷,A正确;可能有乙烷,也可能没有,B错误;戊烷在标准状况下不是气体,C错误;乙烷和丙烷的摩尔质量都大于26 g·mol-1,不可能是二者的混合物,D错误。 14.答案 (1)2(n1+n2+n3+n4)+2　3n1+2n2+n3 (2)n3+2n4+2　(3)　(4)①n　②5n<a<7.5n　 解析 (1)由于烷烃的通式为CnH2n+2,C原子与H原子之间的数量关系为n0=2(n1+n2+n3+n4)+2,伯、仲、叔、季碳原子上含有的H原子数目分别为3、2、1、0,所以C原子与H原子之间的数量关系也为n0=3n1+2n2+n3。 (2)由(1)可得,2(n1+n2+n3+n4)+2=3n1+2n2+n3,故n3+2n4+2=n1。 (3)根据烷烃分子中只存在单键且每个碳原子均需形成4个共价键,故两个伯碳原子可以形成一个碳碳单键,依次类推,故若烷烃分子中碳碳键数为na,则na与n1、n2、n3、n4的关系是na=。 (4)①根据取代反应的特点,即每生成1 mol一溴代物的同时生成1 mol HBr,故反应生成的HBr的物质的量为n mol。②生成的4种一溴代物的混合气体的分子式均可以用C5H11Br表示,在适量的O2中燃烧,当全部生成CO2时,消耗O2的物质的量为(5+)n mol=7.5n mol,全部生成CO所消耗O2的物质的量为()n mol=5n mol,则同时生成CO2和CO时,需消耗O2的物质的量介于两者之间,故a的取值范围是5n<a<7.5n。 15.答案 (1)除去氯气中的氯化氢气体　(2)CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl　(3)内壁上出现油状液滴　黄绿色气体颜色变浅　(4)5　(5)4　(6)C3H8 解析 实验室制取的氯气中混有氯化氢,通过饱和食盐水可以除去其中的氯化氢气体,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,以此解题。 (1)实验室制取的氯气中混有氯化氢,氯化氢易溶于水,氯气能溶于水,且与水反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,食盐水中的氯离子抑制氯气的溶解,降低氯气的溶解度,所以通常用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,故氯气先通过饱和食盐水的目的是除去其中的氯化氢气体。 (2)C中生成氯仿的化学方程式为CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl。　 (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颜色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。 (4)将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)分子式为C4H9Cl的结构,相当于丁烷分子中的一个氢原子被氯原子取代,丁烷有正丁烷和异丁烷两种结构,每种结构中含2种不同化学环境的氢原子,则分子式为C4H9Cl的结构有4种。 (6)实验前后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,n(C)∶n(H)=0.075∶0.2=3∶8,该烷烃的分子式为C3H8。 1 学科网（北京）股份有限公司 $