2023版新教材高中化学第二章烃第一节烷烃课时作业新人教版选择性必修3

第一节烷烃必备知识基础练进阶训练第一层1．下列有关烷烃的说法中正确的是()A．分子中的化学键全部是单键的碳氢化合物都是烷烃B．分子通式为CnH2n＋2的碳氢化合物不一定是烷烃C．只有碳原子数小于或等于4的烷烃在常温常压下才是气体D．烷烃在空气中完全燃烧均生成二氧化碳和水2．下列有关烷烃的叙述不正确的是()A．烷烃同系物随着相对分子质量的增大，熔、沸点逐渐升高B．烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大C．常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态D．同种烷烃的不同异构体中，支链越多其沸点越高3．下列有机物关系判断正确的是()A．熔点：2,2­二甲基戊烷＞2,3­二甲基丁烷＞正戊烷＞新戊烷＞丙烷B．密度：CCl4＞H2O＞CHCl3＞1­戊烯＞苯C．同质量的物质燃烧耗O2量：丙炔＞乙烷＞乙烯＞乙炔＞甲烷D．同物质的量物质燃烧耗O2量：己烷＞环己烷＞苯＞苯甲酸4．下列有关烷烃的说法中正确的是()A．烷烃的分子组成都满足CnH2n＋2(n≥1)，彼此都是同系物B．戊烷(C5H12)有三种同分异构体C．CH3Cl只有一种结构，说明甲烷是正四面体结构而不是平面结构D．正丁烷的四个碳原子可以在同一条直线上5．下列有机反应属于取代反应而且书写正确的是()A.CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3CHCl2＋H2B．CH2=CH2＋HBr→CH3CH2BrC．2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2OD．CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O6．某烃的一种同分异构体只能生成1种一氯代物，该烃的分子式可以是()A．C3H8B．C4H10C．C5H12D．C6H147．下列有关丙烷的叙述不正确的是()A．是直链烃，但分子中碳原子不在一条直线上B．在光照条件下能够与氯气发生取代反应C．丙烷的球棍模型为D．1mol丙烷完全燃烧消耗5molO2[答题区]题号1234567答案8.Ⅰ.在下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：①NO2和N2O4②12C和14C③eq\o\al(\s\up1(40),\s\do1(19))K和eq\o\al(\s\up1(40),\s\do1(20))Ca④甲烷和丙烷⑤红磷和白磷⑥异戊烷()和新戊烷()⑦(1)互为同位素的是________。(2)互为同分异构体的是________。(3)互为同系物的是________。(4)为同一种物质的是________。Ⅱ.(1)相对分子质量为72的链状烷烃，其分子式是________。若此有机物的一氯代物分子中有两个“—CH3”，两个“—CH2—”，一个“”和一个“—Cl”，它们的可能结构有4种，分别是________、________。(2)写出乙烷和氯气在光照下反应生成一氯代物的化学反应方程式：______________________，此反应类型为________。9．回答下列问题(1)按照系统命名法写出下列烷烃的名称：①__________；(2)根据下列有机物的名称，写出相应的结构简式：①2，4­二甲基戊烷__________；②2，2，5­三甲基­3­乙基己烷__________。关键能力综合练进阶训练第二层1．下列有机物的命名不正确的是()A．3，3­二甲基­4­乙基戊烷B．3，3，4­三甲基己烷C．2，3，3­三甲基戊烷D．2，3，3­三甲基己烷2．下列有机物命名不正确的是()A．2，3，3­三甲基丁烷 B．2­甲基­3­乙基戊烷C．2­甲基丙烷 D．3，3­二甲基戊烷3．下列物质中，与2­甲基丁烷互为同系物的是()A．CH3CH(CH3)2B．CH3CH2CH(CH3)2C．CH3CH2CH2CH2CH3D．CH3C(CH3)34．有下列4种烷烃，它们的沸点由高到低的顺序是()①2，5­二甲基己烷②正辛烷③2，3，4­三甲基戊烷④2，2，3，3­四甲基丁烷A．②＞③＞①＞④B．③＞①＞②＞④C．②＞③＞④＞①D．②＞①＞③＞④5．正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法正确的是()A．正己烷的分子式为C6H12B．正己烷的一氯代物有4种C．正己烷与正丁烷互为同系物D．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色6．某种烷烃相对分子质量86，分子中仅含有3个甲基，则该烷烃的一氯取代物最多有多少种()A．7 B．8C．9 D．107．下列关于同分异构体(不含立体异构)的说法正确的是()A．C4H10表示纯净物B．戊烷同分异构体有两种C．分子式为C5H11Cl的同分异构体有4种D．碳原子数小于10且一氯代物只有一种的烷烃共有4种8．下列关于有机化合物的同分异构体数目判断不正确的是()A．分子式为C5H12的烷烃有3种B．的一溴代物有4种C．分子式为C3H6BrCl的有5种D．分子组成为C4H10的二氯代物有9种[答题区]题号12345678答案9．有A、B两种烃，其相关信息如表所示。A①完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)＝2∶1；②28＜Mr(A)＜60；③不能使溴的四氯化碳溶液褪色；④一氯代物只有1种结构；⑤碳碳之间都是单键B①饱和链烃，常温常压下呈气态；②存在同分异构体；③二溴代物有3种回答下列问题：(1)烃A的最简式是__________。(2)烃A的结构简式是__________。(3)烃B的3种二溴代物的结构简式为__________。(4)烃C为烃B的同系物，常温常压下为气态且只有1种一溴代物，则烃C的一溴代物的结构简式为__________________(填一种即可)。学科素养升级练进阶训练第三层1．下列关于烷烃性质的叙述中，错误的是()A．烷烃同系物随着相对分子质量增大，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量更大的则为固态B．除去乙烷中少量乙烯可以用酸性KMnO4溶液C．烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应，充分燃烧时生成二氧化碳和水D．戊烷有三种同分异构体，其中异戊烷有4种化学环境不同的氢原子2．中科院研究所首次实现了CO2催化加氢制取汽油。CO2转化过程示意图如下：下列说法不正确的是()A．多功能催化剂可提高H2的转化率B．汽油主要是C5～C11的烃类混合物C．a的一氯代物有4种D．图中a和b互为同系物3．任意两个环共用两个直接相连的碳原子的化合物称为桥环化合物，二环[1，1，0]丁烷()是最简单的桥环化合物。下列有关该化合物的说法正确的是()A.该物质属于烷烃B．二氯代物有3种C．易溶于水及环己烷D．转化为1molC4H10至少需2molH24．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下图。试回答下列问题：(1)请写出C装置中生成CH3Cl的化学方程式：__________________________________。(2)B装置有三种功能：①控制气流速率；②混匀混合气体；③__________。(3)将1molCH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为__________。(4)相对分子质量为72的链状烷烃的分子式为________，其同分异构体有________种，其中一氯代物只有1种的结构简式为________，命名为________。第一节烷烃必备知识基础练1．答案：D解析：若碳氢化合物中的化学键全部以单键结合形成链状化合物则是烷烃，若碳氢化合物中的化学键全部以单键结合形成环状化合物则是环烷烃，A项错误；因分子通式CnH2n＋2中的氢原子已达饱和，且碳原子间只能以单键相连成链状，故分子通式为CnH2n＋2的碳氢化合物一定是烷烃，B项错误；含5个碳原子的新戊烷在常温常压下也是气体，C项错误；烷烃是碳氢化合物，在空气中完全燃烧均生成二氧化碳和水，D项正确。2．答案：D3．答案：A解析：烷烃的熔点变化规律为：碳原子数越多熔点越高，碳原子相同时支链越多熔点越低，故熔点：2,2­二甲基戊烷＞2,3­二甲基丁烷＞正戊烷＞新戊烷＞丙烷，A正确；卤代烃的密度一般比水大，且卤素原子越多，密度越大，故密度：CCl4＞CHCl3＞H2O＞苯＞1­戊烯，B错误；同质量的物质燃烧耗O2量取决于该物质中H的百分含量，H的百分含量越高耗氧量越多，故耗氧量为乙炔＜丙炔＜乙烯＜乙烷＜甲烷，C错误；同物质的量物质燃烧耗O2量取决于x＋eq\f(y,4)－eq\f(z,2)的数值，数值越大耗氧量越多，故耗氧量为己烷＞环己烷＞苯＝苯甲酸，D错误。4．答案：B解析：符合通式CnH2n＋2的一定是烷烃，但符合通式CnH2n＋2的不同物质不一定互为同系物，还可能是同分异构体，A错误；C5H12的同分异构体一共有三种，分别为正戊烷、异戊烷和新戊烷，B正确；无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，CH3Cl都不存在同分异构体，即CH3Cl只有一种结构，不能说明甲烷是正四面体结构还是平面结构，C错误；烷烃分子中有多个碳原子呈锯齿形连接，碳原子不在一条直线上，D错误。5．答案：D解析：CH3CH3与Cl2在光照下发生取代反应产生CH3CH2Cl与HCl，反应方程式应该为CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl＋HCl，A错误；乙烯与HBr在一定条件下发生加成反应产生CH3CH2Br，反应方程式为CH2=CH2＋HBr→CH3CH2Br，但反应类型不是取代反应而是加成反应，B错误；CH3CH2OH在Cu催化下加热发生氧化反应产生CH3CHO和水，反应方程式正确，但反应类型不是取代反应而是氧化反应，C错误；CH3COOH与CH3CH2OH在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应产生CH3COOCH2CH3、H2O，该反应为可逆反应，反应方程式为CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O，酯化反应属于取代反应，故反应方程式正确，反应类型是取代反应，D正确。6．答案：C解析：分子式为C3H8的烷烃只能是丙烷，丙烷分子中含有2类氢原子，一氯代物有2种，故A不符合题意；分子式为C4H10的烷烃可能为正丁烷、异丁烷，其中正丁烷分子中含有2类氢原子，一氯代物有2种，异丁烷分子中含有2类氢原子，一氯代物有2种，故B不符合题意；分子式为C5H12的烷烃可能为正戊烷、异戊烷、新戊烷，其中正戊烷分子中含有3类氢原子，一氯代物有3种，异戊烷分子中含有4类氢原子，一氯代物有4种，新戊烷分子中含有1类氢原子，一氯代物有1种，则分子式为C5H12的新戊烷的一氯代物只有1种，故C符合题意；分子式为C6H14的烷烃有5种同分异构体，其中CH3(CH2)4CH3分子中有3类氢原子，一氯代物有3种；CH3CH(CH3)CH2CH2CH3分子中有5类氢原子，一氯代物有5种；CH3CH2CH(CH3)CH2CH3分子中有4类氢原子，一氯代物有4种；CH3C(CH3)2CH2CH3分子中有3类氢原子，一氯代物有3种；CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3分子中有2类氢原子，一氯代物有2种，故D不符合题意。7．答案：C解析：C3H8是链烃，其中的碳原子为饱和碳原子，饱和碳原子和与之相连的四个原子形成四面体结构，故3个碳原子不在一条直线上，A项正确；C3H8在光照时能与Cl2发生取代反应，B项正确；丙烷的球棍模型为，C项错误；1mol丙烷完全燃烧消耗5molO2，D项正确。8．答案：Ⅰ.(1)②(2)⑥(3)④(4)⑦Ⅱ.(1)C5H12(2)CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl＋HCl取代反应解析：Ⅰ.①NO2和N2O4为不同物质；②12C和14C质子数相同，中子数不同，互为同位素；③eq\o\al(\s\up1(40),\s\do1(19))K和eq\o\al(\s\up1(40),\s\do1(20))Ca为质量数相同的不同原子；④甲烷和丙烷结构相似，分子组成相差2个CH2原子团，互为同系物；⑤红磷和白磷为同种元素形成的不同单质，互为同素异形体；⑥异戊烷和新戊烷分子式相同，结构不同，互为同分异构体；⑦为同一物质；(1)互为同位素的是②；(2)互为同分异构体的是⑥；(3)互为同系物的是④；(4)为同一种物质的是⑦；Ⅱ.(1)烷烃的通式为CnH2n＋2，相对分子质量为72的链状烷烃，即12n＋2n＋2＝72，n＝5，分子式为C5H12；此有机物的一氯代物分子中有两个“—CH3”，两个“—CH2—”，一个“”和一个“—Cl”，同分异构体有(2)乙烷和氯气在光照下发生取代反应可生成一氯乙烷和HCl，化学反应方程式CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl＋HCl。9．答案：(1)①3，3，4，6­四甲基辛烷②3，3，5­三甲基庚烷③4­甲基­3­乙基辛烷④3，3，4­三甲基己烷⑤2，5­二甲基­3­乙基庚烷(2)①②解析：(1)①选择分子中含有C原子数最多的碳链为主链，该物质分子中最长碳链上有8个C原子，从离支链较近的上方为起点，给主链上的C原子编号，以确定支链连接在主链C原子上的位置，支链的名称及位置编号要写在烷烃名称前面，该物质名称为3，3，4，6­四甲基辛烷；②选择分子中含有C原子数最多的碳链为主链，该物质分子中最长碳链上有7个C原子，从离支链较近的左上方为起点，给主链上的C原子编号，以确定支链连接在主链C原子上的位置，支链的名称及位置编号要写在烷烃名称前面，该物质名称为3，3，5­三甲基庚烷；③选择分子中含有C原子数最多的碳链为主链，该物质分子中最长碳链上有8个C原子，从离支链较近的左端为起点，给主链上的C原子编号，以确定支链连接在主链C原子上的位置，把支链当作取代基，取代基的名称及位置编号要写在烷烃名称前面，先写简单的甲基，再写乙基，该物质名称为4­甲基­3­乙基辛烷；④该物质分子中最长碳链上有6个C原子，从离支链较近的右端为起点，给主链上的C原子编号，尽可能使取代基的编号最小，以确定支链连接在主链C原子上的位置，把支链当作取代基，取代基的名称及位置编号要写在烷烃名称前面，该物质名称为3，3，4­三甲基己烷；⑤选择分子中含有C原子数最多的碳链为主链，该物质分子中最长碳链上有7个C原子，从离支链较近的右下端为起点，给主链上的C原子编号，以确定支链连接在主链C原子上的位置，把支链当作取代基，取代基的名称及位置编号要写在烷烃名称前面，先写简单的甲基，再写乙基，该物质名称为2，5­二甲基­3­乙基庚烷；(2)①根据物质系统命名法的名称可知：2，4­二甲基戊烷的结构简式是②根据物质系统命名法的名称可知：2，2，5­三甲基­3­乙基己烷的结构简式是关键能力综合练1．答案：A解析：3，3­二甲基­4­乙基戊烷：该命名中没有选择最长的碳链为主链，不满足取代基编号之和最小，该物质正确命名为3，3，4­三甲基己烷，选项A不正确；最长的碳链含有6个碳原子，为己烷；编号：从左边编号支链编号之和比从右边编号小，故从左边编号，在3号碳上有2个甲基，在4号碳上有1个甲基，故该有机物的名称为3，3，4­三甲基己烷，选项B正确；2，3，3­三甲基戊烷，最长碳链有5个碳，在2号碳有1个甲基，3号碳上有2个甲基，命名为2，3，3­三甲基戊烷，选项C正确；2，3，3­三甲基己烷，最长碳链有6个碳，在2号碳有1个甲基，3号碳上有2个甲基，命名为2，3，3­三甲基己烷，选项D正确。2．答案：A解析：2，3，3­三甲基丁烷，支链标号系数和不是最小，正确的命名应为2，2，3­三甲基丁烷，A选项错误；2­甲基­3­乙基戊烷，3号碳上有1个乙基，2号碳上有1个甲基，主链有5个碳原子的戊烷，符合命名原则，B选项正确；2­甲基丙烷，主链有3个碳原子，2号碳上有一个甲基，符合命名原则，C选项正确；3，3­二甲基戊烷，主链有5个碳原子，3号碳上有2个甲基，符合命名原则，D选项正确。3．答案：A解析：CH3CH(CH3)2名称是2­甲基丙烷，与2­甲基丁烷结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，因此二者互为同系物，A符合题意；CH3CH2CH(CH3)2名称是2­甲基丁烷，就是2­甲基丁烷本身，B不符合题意；CH3CH2CH2CH2CH3分子式是C5H12，与2­甲基丁烷分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，C不符合题意；CH3C(CH3)3分子式是C5H12，与2­甲基丁烷分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，D不符合题意；故选A。4．答案：D解析：烷烃的沸点随着相对分子质量的增加而升高，一般来说分子中碳数越多，沸点越高，对于含碳数相同的烷烃而言，支链越多，沸点越低；①2，5­二甲基己烷②正辛烷③2，3，4­三甲基戊烷④2，2，3，3­四甲基丁烷碳原子数目相同都是8，支链数目②＜①＜③＜④，支链越多，沸点越低，所以沸点②＞①＞③＞④；故选D。5．答案：C解析：正己烷为烷烃，其中只含C、H元素，球棍模型中直径较大的原子为C，直径较小的原子为H，根据球棍模型可知正己烷的分子式为C6H14，故A错误；正己烷具有对称结构，结构中存在3种不同化学环境的氢原子，因此正己烷的一氯代物有3种，故B错误；正丁烷的化学式为C4H10，其结构与正己烷相似，二者的化学式相差2个CH2基团，二者互为同系物，故C正确；正己烷与溴水不发生反应，但溴单质能溶于正己烷中，因此正己烷与溴水混合时，发生萃取而使溴水褪色，故D错误。6．答案：C解析：烷烃相对分子质量为86，由烷烃的通式为CnH2n＋2可知14n＋2＝86，则n＝6，该烷烃为己烷。若该分子中仅含有3个甲基(—CH3)，说明该烷烃只含有1个支链，其支链不可能为乙基，只能是甲基。满足条件的己烷的结构简式为①CH3CH(CH3)CH2CH2CH3、②CH3CH2CH(CH3)CH2CH3两种。其中①分子中含有5种位置不同的H原子，即含有一氯代物的数目为5；②分子中含有4种位置不同的H原子，则其一氯代物有4种，所以该结构的烃的一氯取代物最多可能有5＋4＝9种，故合理选项是C。7．答案：D解析：C4H10存在同分异构体，即正丁烷和异丁烷，所以C4H10可能表示混合物，故A错误；戊烷同分异构体有3种，即正戊烷、异戊烷和新戊烷，故B错误；分子式为C5H11Cl的同分异构体可以看做是戊烷中的1个氢原子被氯原子取代，正戊烷、异戊烷和新戊烷含有的氢原子种类分别是3、4、1，因此共有8种，故C错误；烷烃分子中，连在同一个碳原子上的氢原子等效，具有镜面对称的碳原子上的氢原子等效，烷烃的一氯取代物只有一种，说明该烷烃中只有一种等效氢原子，在碳原子数n≤10的所有烷烃的同分异构体中，其一氯取代物只有一种的烷烃分别是甲烷、乙烷、2，2­二甲基丙烷以及2，2，3，3­四甲基丁烷，故D正确；故选D。8．答案：B解析：分子式为C5H12的烷烃有CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4，共3种，A项正确；中含有5种不同环境的H原子()，B项错误；分子式为C3H6BrCl的有CH3CH(Br)CH2Cl，共5种，C项正确；分子组成为C4H10的有CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH3，CH3CH2CH2CH3的二氯代物有6种，CH3CH(CH3)CH3的二氯代物有3种，共9种，D项正确。9．答案：(1)CH(2)(3)(4)CH3Br或C2H5Br或(CH3)3CCH2Br解析：(1)由烃A完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)＝2∶1可知，分子中碳原子和氢原子的个数比为2∶(1×2)＝1∶1，最简式为CH；(2)设A的分子式为(CH)n，由28＜Mr(A)＜60可得28＜13n＜60，解得2.2＜n＜4.6，则n可能为3或4，由烃A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，一氯代物只有1种结构，碳碳之间都是单键可知，A的分子式为C4H4，结构简式为；(3)由烃B为存在同分异构体的饱和链烃，常温常压下呈气态可知，B不可能为CH4、C2H6、C3H8，可能为C4H10或C5H12(新戊烷)，由二溴代物有3种可知，B的结构简式为，3种二溴代物的结构简式分别为(4)由烃B的同系物一溴代物只有1种，常温常压下为气态可知，C可能为CH4、C2H6、C(CH3)4，一溴代物的结构简式可能为CH3Br、C2H5Br、(CH3)3CCH2Br。学科素养升级练1．答案：B解析：烷烃同系物组成结构相似，随着相对分子质量增大，分子间作用力逐渐增大，故熔、沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态；烷烃同系物的密度都比水小，随着相对分子质量增大密度逐渐增大，A正确；酸性KMnO4溶液会将乙烯氧化成二氧化碳而引入新杂质，所以不能除杂，B错误；甲烷与氯气在光照下发生取代反应，则烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃可燃，它们燃烧时生成二氧化碳和水