新教材适用2024-2025学年高中化学第2章烃第1节烷烃提能作业新人教版选择性必修3

其次章第一节A级·基础达标练一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．(2024·长春高二检测)城市居民所用的液化石油气成分为丙烷和丁烷，在运用过程中常有一些杂质以液态形式沉积于钢瓶底部，这些杂质可能是(A)A．戊烷和己烷 B．乙烷和丙烷C．乙烷和甲烷 D．甲烷和丁烷2．(2024·福州高二检测)2024年我国科学家胜利开发出CO2加氢制汽油(含碳原子数为5～11的烃)的装置，C8H18是汽油的成分之一，下列有关说法正确的是(C)A．汽油含有C、H、O三种元素B．C8H18肯定是纯净物C．C8H18在光照条件下能与Cl2发生取代反应D．C8H18分子中含有碳碳双键官能团解析：汽油是含碳原子数为5～11的烃的混合物，不含氧元素，A、B项错误；C8H18为饱和烷烃，无碳碳双键，光照条件下能与Cl2发生取代反应，C项正确，D项错误。3．下列烷烃沸点最高的是(C)A．2,2-二甲基丙烷 B．2-甲基丁烷C．正戊烷 D．正丁烷解析：A、B、C互为同分异构体，D只有四个碳原子，随碳原子数的增加，熔沸点渐渐上升，而同分异构体分子中，烃含有的支链越多，分子间的作用力越小，熔沸点越低，故选C。4．下列烷烃命名错误的是(C)A．2-甲基戊烷 B．3-乙基戊烷C．3,4-二甲基戊烷 D．3-甲基己烷解析：2-甲基戊烷名称中主链5个碳，离取代基近的一端编号得到，2-甲基戊烷，名称符合命名原则，故A正确；3-乙基戊烷中主链5个碳，离取代基近的一端编号得到3-乙基戊烷，名称符合命名原则，故B正确；3,4-二甲基戊烷中主链5个碳，离取代基近的一端编号应为2,3-二甲基戊烷，名称不符合命名原则，故C错误；3-甲基己烷中主链6个碳，离取代基近的一端编号得到，3-甲基己烷，名称符合命名原则，故D正确。5.我国深海开采可燃冰技术世界领先。可燃冰的部分结构如图所示(图中忽视了原子的相对大小)，其结构可以看作是水分子构建的“笼子”中锁住了甲烷。有关说法正确的是(B)A．CH4和H2O之间通过共价键结合B．H2O和H2O分子之间存在氢键C．CH4和H2O分子之间存在氢键D．可燃冰汽化时破坏了化学键解析：CH4和H2O之间通过范德华力结合，故A错误；氧元素的电负性比较强，一个水分子中的氧原子与另一水分子中的氢原子形成氢键，H2O和H2O分子之间存在氢键，故B正确；CH4和H2O分子之间存在范德华力，故C错误；可燃冰汽化时破坏了分子间作用力，故D错误。6．环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物。下列关于螺环化合物的说法正确的是(B)A．螺[2.2]戊烷全部碳原子共平面B．螺[3.3]庚烷的二氯代物有7种(不考虑立体异构)C．可命名为螺[4.5]辛烷D．是环氧乙烷()的同系物解析：该结构中存在饱和碳原子，即全部碳原子不行能共面，故A错误。B中2个氯原子处于同一环上时，在同一碳原子上有2种位置，在不同碳原子上也有2种位置；2个氯原子在不同环上时，第一个氯原子有如图2种位置：，处于1号位置时，另外环上的氯原子有2种位置，处于2号位置时，另外环上的氯原子有1种位置(去掉重复)，二氯代物共有7种，故B正确。依据A、B中有机化合物的命名可知，可以命名为螺[3.4]辛烷，故C错误；D中二者分子式通式不同，则二者不互为同系物，故D错误。7．(2024·呼和浩特高二检测)最新探讨发觉，航天员可以利用火星上的甲烷制造火箭燃料。下列叙述错误的是(D)A．通常状况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不反应B．甲烷是正四面体结构C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D．甲烷与Cl2反应得到的四种取代物常温下均为液体8．(2024·宜春高二检测)下列关于有机化合物的说法，不正确的是(C)A．属于烷烃，与乙烷互为同系物B．名称为2-甲基丙烷C．一氯取代产物有4种D．全部原子不行能位于同一平面解析：该有机物是异丁烷，属于烷烃，结构和乙烷相像，与乙烷互为同系物，A正确；依据结构简式可推断名称为2-甲基丙烷，B正确；分子中含有2类氢原子，其一氯取代产物有2种，C错误；分子中存在—CH3，故全部原子不行能位于同一平面，D正确。9.已知有一种烃的结构类似自行车，简称“自行车烃”，如图所示，下列关于它的叙述正确的是(B)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：A项，烃类有机物都难溶于水，错误；B项，含有饱和碳原子，具有烷烃的结构和性质特点，可发生取代反应，正确；C项，烃类的密度比水小，错误；D项，含有两个脂环，与环己烷的结构不同，二者不是同系物，错误。二、非选择题10．(2024·上饶高二检测)2024年6月，我国在重庆的新页1井试获日产页岩气53万立方米。页岩气是隐藏于页岩层中可供开采的自然气资源。如图所示表示页岩气中某些烃分子的结构模型：(1)有机化合物乙的名称为_异丁烷(或2-甲基丙烷)___，有机化合物甲与有机化合物乙互为_同分异构体__。(2)有机化合物甲的二氯代物有_6__种；请你依据甲烷分子的空间结构推想，有机化合物乙中最多有_3__个C原子在同一平面内。(3)有机化合物甲和乙的沸点：甲_>__(填“>”“＝”或“<”)乙，1mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物质的量为_6.5__mol。解析：(1)依据有机化合物乙的空间填充模型可知，乙的结构简式为，名称为异丁烷(或2-甲基丙烷)；依据有机化合物甲的球棍模型可知，甲的结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3，有机化合物甲和乙的分子式相同，均为C4H10，而结构不同，二者互为同分异构体。(2)依据甲的碳骨架结构分析，甲的二氯代物有6种。依据CH4分子的空间结构可知，CH4分子中最多有3个原子在同一平面内，相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代，则有机化合物乙分子中最多有3个C原子在同一平面内。(3)甲和乙互为同分异构体，甲没有支链，乙有支链，因此沸点甲>乙。甲和乙的分子式均为C4H10,1molC4H10完全燃烧消耗6.5molO2。B级·实力提升练一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．(2024·营口高二检测)92号、95号、98号汽油的区分是辛烷值不同，异辛烷的爆震现象很小，将其辛烷值标定为100。如图所示是异辛烷的球棍模型，则异辛烷的系统命名为(D)A．1,1,3,3-四甲基丁烷B．2-甲基庚烷C．2,4,4-三甲基戊烷D．2,2,4-三甲基戊烷2．(2024·北京市房山区高二检测)完全燃烧某脂肪烃，测得碳的质量分数为84%，氢的质量分数为16%，又测得其密度为相同条件下氢气的50倍。下列说法不正确的是(C)A．该脂肪烃属于烷烃，其分子式为C7H16B．该脂肪烃能发生取代反应，不能发生加成反应C．该脂肪烃主链有4个碳原子的结构有2种D．该脂肪烃主链有5个碳原子的结构有5种3．甲烷是一种重要的清洁燃料和化工原料。下列有关甲烷与氧气的反应说法错误的是(D)A．甲烷在氧气中燃烧为放热反应B．甲烷与氧气的燃烧反应原理可以设计成原电池C．甲烷在氧气中燃烧的能量转化形式主要是化学能转化为热能D．1mol甲烷与足量氧气混合发生反应2CH4＋O2eq\o(,\s\up7(200℃),\s\do5(1010MPa))2CH3OH时，转移2NA个电子解析：甲烷在氧气中燃烧为放热反应，故A正确；甲烷燃烧为自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，故B正确；甲烷在氧气中燃烧产生大量的热，能量转化形式主要是化学能转化为热能，故C正确；1mol甲烷与足量氧气混合发生反应2CH4＋O2eq\o(,\s\up7(200℃),\s\do5(1010MPa))2CH3OH，反应为可逆反应，不能进行究竟，所以转移电子数少于2NA个，故D错误。4．如图分别代表溴甲烷和三级溴丁烷发生水解的反应历程。下列说法错误的是(B)Ⅰ：CH3Br＋NaOH→CH3OH＋NaBrⅡ：(CH3)3CBr＋NaOH→(CH3)3COH＋NaBrA．反应Ⅰ的ΔH<0B．增加氢氧化钠的浓度可使反应Ⅰ和Ⅱ速率都增大C．反应Ⅱ有两个过渡态D．反应过程中反应Ⅰ和Ⅱ都有C—Br键的断裂和C—O键的形成解析：反应Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，所以反应Ⅰ的ΔH<0，故A正确；反应Ⅱ中卤代烃先自身转变为过渡态，然后氢氧根离子与过渡态的有机物结合，氢氧化钠不干脆和卤代烃一起转化到活化态，所以增加氢氧化钠的浓度不能使反应Ⅱ速率增大，故B错误；由图可知，(CH3)3CBr先转化为(CH3)3eq\o(C,\s\up6(δ＋))…eq\o(B,\s\up6(δ－))r，再转化为(CH3)3eq\o(C,\s\up6(δ＋))…eq\o(O,\s\up6(δ－))H，所以反应Ⅱ有两个过渡态，故C正确；反应过程中反应Ⅰ和Ⅱ都是卤代烃转化为醇，即都存在C—Br键的断裂和C—O键的形成，故D正确。5．用如图装置进行甲烷和氯气反应的试验，将该装置放在日光灯下，一段时间后(不考虑水与氯气的反应)，下列叙述中正确的是(B)A．液柱和气柱可能都不会发生改变B．气柱缩小，右端液柱下降C．溶液很快变成蓝色D．气柱膨胀，右端玻璃管中液体溢出解析：甲烷与氯气生成氯化氢和卤代烃，除一氯甲烷外其他卤代烃均为液体，并且HCl易溶于水，所以U形管左侧内气体压强减小，U形管左侧内液面上升，右侧液柱下降，故A、D错误，B正确；因生成的HCl易溶于水，溶液显酸性，所以石蕊试液变红，故C错误。二、非选择题6．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。某化学爱好小组在试验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：试回答下列问题：(1)请写出C装置中生成CH2Cl2的化学方程式：CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋2HCl。(2)B装置有三种功能：①匀称混合气体；②_限制气流速率__；③_干燥混合气体__。(3)D装置的名称为_球形干燥管__，其作用是_防止倒吸__。(4)E装置中除盐酸外，还含有机物，从E中分别出盐酸的最佳方法为_a__(填字母)。a．分液法 B．蒸馏法C．结晶法(5)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，则参与反应的Cl2的物质的量为_3_mol__。(6)已知丁烷与氯气的取代反应的产物之一为C4H8Cl2，其有_9__种同分异构体。解析：(1)C装置中生成CH2Cl2的反应是甲烷和氯气光照发生取代反应，反应的化学方程式：CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋2HCl。(2)浓硫酸具有吸水性，因为甲烷和氯气中含有水蒸气，所以浓硫酸可干燥混合气体，还可以限制气流速度，能匀称混合气体。(3)D装置的名称为球形干燥管，其作用是防止倒吸。(4)反应生成的有机产物不易溶于水，而H