新教材2024-2025学年高中化学第1章有机化合物的结构与性质烃第3节烃第1课时烷烃及其性质分层作业鲁科版选择性必修3

第1章分层作业6烷烃及其性质A级必备学问基础练1.下列各烃中,沸点最低的是()A.2,2-二甲基丙烷B.戊烷C.2-甲基丁烷D.庚烷2.下列各项均能表示甲烷的分子结构,其中能反映其真实存在状况的是()A.结构示意图:B.电子式:H·C.球棍模型:D.空间填充模型:3.下列各物质,在日光照耀下不能发生化学改变的是 ()A.甲烷和氯气的混合气体 B.溴化银C.氮气和氧气的混合气体 D.氯水4.[2024广西玉林高一段考]下列有关烷烃的说法不正确的是()A.甲烷和烷烃都不能使酸性KMnO4溶液褪色B.属于烷烃,与甲烷属于同系物C.随分子中碳原子数的增多,烷烃的沸点渐渐上升D.甲烷是含氢量最大的烷烃5.某有机化合物的结构简式如下,下列说法错误的是 ()A.该有机化合物属于饱和烷烃B.该有机化合物可由两种单炔烃分别与氢气加成得到C.该烃与2,3-二甲基丁烷互为同系物D.该烃的一氯取代物共有5种6.下列烷烃在光照下与Cl2反应只生成一种一氯代物的是 ()A.CH3CH2CH2CH3B.C.D.7.下列各组化合物中,不论两者以什么比例混合,只要总质量肯定,则完全燃烧时消耗O2的质量、生成水的质量或CO2的质量不变的是()A.CH4C2H6 B.C2H6C3H6C.C2H4C3H6 D.C2H4C3H48.已知液化气的主要成分是丙烷,下列有关丙烷的叙述不正确的是()A.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.丙烷的球棍模型图为D.1mol丙烷完全燃烧消耗5molO29.25℃时某气态烃与O2混合,在密闭容器中点燃爆炸后又复原至25℃,此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空。该烃的分子式可能为()A.C2H4 B.C2H6C.C3H6 D.C4H810.[2024安徽蚌埠高二检测]①正丁烷②2-甲基丙烷③正戊烷④2-甲基丁烷⑤2,2-二甲基丙烷,对于这五种物质,以下说法正确的是()A.①、③无支链,且分子中碳原子共直线B.③、④、⑤互为同分异构体C.①、②、③互为同系物D.沸点比较:⑤>④>③>②>①11.有机化合物A、B的分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。假如将A、B不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。那么A、B组成必需满意的条件是

。

若A是甲烷,则符合上述条件的化合物B中相对分子质量最小的是(写分子式),相对分子质量最小的(含有—CH3)B的两种同分异构体的结构简式是、。

12.已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的36倍。(1)该烷烃A的分子式为。

(2)写出A可能存在的结构简式:

。

(3)若A的某种同分异构体B的一氯代物只有一种。①B的系统名称为。

②B与Cl2发生反应生成一氯代物的化学方程式为

。

③B燃烧的化学方程式为

。

B级关键实力提升练以下选择题有1~2个选项符合题意。13.[2024广东广州高二校考期中]某有机化合物的结构简式如图,下列说法中不正确的是()A.该有机化合物命名为3-甲基戊烷B.1mol该烃最多能与14mol氯气发生取代反应C.该烃的密度大于CH3—CH3,但小于水的密度D.该烃的最简洁同系物的二氯代物有两种14.[2024江苏无锡高一校联考期中]烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示:某探讨人员探讨了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如图:+下列说法正确的是()A.异丁烷的二溴代物有两种B.丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-甲基-1-溴丙烷含量更高C.反应过程中异丁烷形成的自由基·比·稳定D.光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代烃反应的关键步骤15.标准状况下35mL气态烷烃完全燃烧,复原到原来状况下,得到二氧化碳气体140mL,则该烷烃的分子式为()A.C5H12 B.C4H10C.C2H6 D.C3H816.两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随混合烃的总物质的量的改变如图所示,则下列对混合烃的推断正确的是()①肯定有乙烯②肯定有甲烷③肯定有丙烷④肯定无乙烷⑤可能有乙烷⑥可能有丙炔A.②③⑤ B.⑤⑥C.②④⑥ D.①④17.下列有关烷烃的说法正确的是()A.戊烷的同分异构体有3种,其习惯命名分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷B.沸点:正丁烷<异丁烷C.符合通式CnH2n+2(n≥0)的物质肯定是烷烃的同系物D.随着碳原子数的依次增加,烷烃中碳元素的质量分数渐渐增大,无限趋近于618.燃烧0.1mol两种气态烃的混合物,生成3.58LCO2(标准状况)和3.6gH2O,则混合气体中()A.肯定有甲烷 B.肯定无乙烷C.肯定无甲烷 D.肯定有丙烷19.在1.01×105Pa、120℃时,1体积某气态烃和8体积足量O2混合点燃,充分燃烧后复原至原状况,混合气体的密度削减了110①C3H8②C2H6③C2H2④C4H8A.①④ B.①②C.②④ D.③④20.家庭运用的自然气主要成分是甲烷,液化石油气的主要成分为丙烷。(1)将等物质的量的甲烷和氯气混合后,在漫射光的照耀下充分反应,所得产物中物质的量最大的是(写化学式,下同),在全部反应产物中,和甲烷分子一样具有正四面体结构的物质是;

(2)液化石油气燃烧的主要化学方程式为;现有一套以自然气为原料的灶具,欲改为燃烧液化石油气,须要对灶具进行改装的措施是(填“增大”或“减小”)空气进量。

21.闻名科学家泽维尔用激光闪耀照相机拍摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程,因而获得1999年诺贝尔化学奖。激光有许多用途,例如波长为10.3μm的红外激光能切断B(CH3)3分子中的一个B—C键,使之与HBr发生取代反应:B(CH3)3+HBrB(CH3)2Br+CH4,而利用9.6μm的红外激光能切断两个B—C键,并与HBr发生二元取代反应。(1)试写出二元取代的化学方程式:

。

(2)现用5.6gB(CH3)3和9.72gHBr恰好完全反应,则生成物中除了甲烷外,其他两种产物的物质的量之比为多少?22.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,有机化合物甲与有机化合物乙互为

。

(2)有机化合物甲的二氯取代物有种;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mol。

C级学科素养创新练23.有A、B、C三种烃,已知:①B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3;②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种;③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;A遇Br2的CCl4溶液不褪色,其一氯代物只有一种。请回答下列问题:(1)B的最简式为,分子式为,其二溴代物有种。

(2)C的三种二氯代物的结构简式分别为、、。

(3)A的结构简式为,名称为。

参考答案分层作业6烷烃及其性质1.A解析碳原子数越多的烷烃,相对分子质量越大,沸点越高;碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,所以沸点由高到低的依次为庚烷>戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷,沸点最低的是2,2-二甲基丙烷,故选A。2.D3.C4.B解析甲烷和烷烃性质稳定,都不能与NaOH、强酸、酸性高锰酸钾溶液反应,故A正确;属于环烷烃,甲烷属于链状烷烃,两者结构不相像,与甲烷不属于同系物,故B错误;随分子中碳原子数的增加,烷烃的分子间作用力增加,其熔、沸点渐渐上升,故C正确;每个碳原子最多形成4个共价键,1个碳原子最多结合4个氢原子,所以甲烷是含氢量最大的烷烃,故D正确。5.C解析由结构简式可知该有机化合物为2-甲基戊烷,属于饱和烷烃,故A正确;该有机化合物可由HC≡C—CH2CH(CH3)2、CH3C≡CCH(CH3)2与氢气发生加成反应生成,故B正确;该烃与2,3-二甲基丁烷分子式相同,互为同分异构体,故C错误;结构不对称,分子中含有5种不同的H原子,则其一氯取代物共有5种,故D正确。6.C解析A选项中的有机化合物有2种等效氢原子;B选项中的有机化合物有2种等效氢原子;C选项中的有机化合物有1种等效氢原子;D选项中的有机化合物有4种等效氢原子,因此一氯代物只有一种的应选C。7.C解析最简式相同的烃不论以什么比例混合,只要总质量肯定,则碳元素的质量不变,氢元素的质量也不变,即消耗O2的质量、生成水的质量及生成CO2的质量均不变。8.C解析C3H8是链烃,但其中的碳原子为饱和碳原子,每个碳原子和与之相邻的四个原子形成四面体结构,故3个碳原子不行能在一条直线上,A项正确;C3H8在光照时与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。9.A解析设该烃的分子式为CxHy,则CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O,由题意可知,烃和O2的物质的量之和应为CO2物质的量的2倍,即1+x+y4=2x,解得x=1+y4。当y=4时,x=2;当y=6时,x=2.5,不合题意;当y10.B解析碳原子数≥3的链状烷烃中碳链呈锯齿形结构,不是直线形结构,故A错误;③正戊烷、④2-甲基丁烷、⑤2,2-二甲基丙烷的分子式相同而结构不同,互为同分异构体,故B正确;结构相像、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互为同系物,故①正丁烷、②2-甲基丙烷不是同系物,而互为同分异构体,故C错误;互为同系物的烷烃,碳原子数越多,熔、沸点越高,则③④⑤的沸点高于①②;互为同分异构体的烷烃,支链越多,熔、沸点越低,则①的沸点高于②,③④⑤的沸点凹凸依次是③>④>⑤,因此沸点为③>④>⑤>①>②,故D错误。11.答案A、B的分子式中氢原子数相同,且相差n个碳原子时,相差2n个氧原子(n为正整数)C2H4O2CH3COOHHCOOCH3解析由题意干脆可得出A、B含氢原子数肯定相同。若二者都为烃,设A为CnHa,B为CmHa,则二者分子式中n与m不等时耗氧量肯定不同,所以可推论出A、B可能一种为烃,一种为含氧化合物或二者都含碳、氢、氧三种元素。又因为有机化合物燃烧,1mol碳原子肯定消耗1mol氧气,所以B假如比A多一个碳原子,则B必需多含2个氧原子,这样才能保证二者消耗氧气的量相同。即相差n个碳原子,同时要相差2n个氧原子。若A为CH4,则B肯定含氧原子,按上述结论B相对分子质量最小时应比CH4多1个碳原子、2个氧原子,即C2H4O2。12.答案(1)C5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、CH3C(CH3)2CH3(3)①2,2-二甲基丙烷②CH3C(CH3)2CH3+Cl2CH3C(CH3)2CH2Cl+HCl③C5H12+8O25CO2+6H2O13.D解析系统命名法可知该烃的名称为3-甲基戊烷,故A正确;由结构简式可知,该烃的分子式为C6H14,分子中含有14个氢原子,则1mol该烃最多能与14mol氯气发生取代反应,故B正确;烷烃的密度小于水,烷烃分子中碳原子个数越多,密度越大,则该烃的密度大于乙烷,小于水,故C正确;该烃的最简洁同系物为甲烷,甲烷为正四面体结构,二氯代物只有1种,故D错误。14.D解析异丁烷的二溴代物有、、三种结构,A错误;依据烷烃卤代反应的机理,丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-甲基-2-溴丙烷含量更高,B错误;依据烷烃卤代反应的机理,可知形成的自由基越稳定,得到的自由基越多,形成相应卤代烃的量就越多,异丁烷形成的自由基比稳定,C错误;依据烷烃卤代反应的机理,在光照条件下卤素单质分子中化学键断裂形成·X是引发卤代反应的关键步骤,D正确。15.B解析依据同温、同压条件下气体的体积之比等于其分子数之比,烷烃分子数与二氧化碳气体分子数之比为35mL∶140mL=1∶4,该烃1个分子中含有4个碳原子,即该烷烃为丁烷。16.C解析由题给图示可知n(烃)∶n(CO2)∶n(H2O)=1∶1.6∶2,所以n(烃)∶n(C)∶n(H)=1∶1.6∶4,所给混合气体的平均组成为C1.6H4,则肯定含有CH4,另一种烃应为CxH4,即肯定没有乙烷、丙烷或乙炔,可能有乙烯或丙炔。17.AD解析戊烷存在3种同分异构体:正戊烷、异戊烷和新戊烷,故A正确;对于互为同分异构体的烷烃,不含支链的沸点高于有支链的沸点,正丁烷的沸点高于异丁烷的沸点,故B错误;符合通式CnH2n+2(n≥0)的物质,当n=0时,该物质为氢气,氢气不是烷烃的同系物,故C错误;烷烃分子的通式为CnH2n+2,故烷烃分子的含碳量:12n12n18.AB解析标准状况下,生成n(CO2)=3.58L22.4L·mol-1≈0.16mol,生成n(H2O)=3.19.A20.答案(1)HClCCl4(2)C3H8+5O23CO2+4H2O增大解析(1)甲烷在发生取代反应时,除了生成有机化合物之外,还有氯化氢生成,且反应掉的氯气的物质的量和生成的HCl的物质的量相同,所以HCl的物质的量最多;生成物中有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,其中CCl4为正四面体结构。(2)液化石油气燃烧的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O。自然气燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O,明显相同体积的C3H