烷烃(B级能力练)(人教版2019选择性必修3)(解析版)

第二章烃第一节烷烃（限时：45分钟）1．下列有关烷烃的叙述中，正确的是()A．烷烃分子中所有的化学键都是单键B．除甲烷外，很多烷烃都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去C．分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃D．所有的烷烃中碳原子均采取sp3杂化【答案】AD【详解】A．甲烷分子中只含有碳氢单键，碳原子数大于2的烷烃分子中含有碳碳单键、碳氢单键，A正确；B．烷烃的化学性质稳定，不能被酸性KMnO4溶液氧化，无法使其褪色，B错误；C．分子通式为CnH2n+2的烃，是饱和烃，一定是烷烃，C错误；D．烷烃中碳原子都采取sp3杂化，伸向四面体4个顶点方向的sp3杂化轨道与其他碳原子或氢原子结合，D正确；故选AD。2．丁烷广泛应用于家用液化石油气，也用于打火机中作燃料，下列叙述中不正确的是()A．CH3CH2CH2CH3分子中四个碳原子排列成一条直线 B．C4H10与C(CH3)4互为同系物C．丁烷在常温下是气体 D．C4H10进行一氯取代后可生成四种沸点不同的有机产物【答案】A【详解】A．CH3CH2CH2CH3分子中四个碳原子按锯齿状排列，不是直线排列，A叙述错误；B．C4H10与C(CH3)4相差一个CH2结构，且都属于饱和链状烷烃，互为同系物，B叙述正确；C．丁烷碳原子个数为4，在常温下是气体，C叙述正确；D．C4H10存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体，正丁烷和异丁烷的一氯取代均有2种，则可生成四种沸点不同的有机产物，D叙述正确；答案为A。3．C5H12有3种不同结构：甲CH3(CH2)3CH3，乙CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4.下列相关叙述正确的是()A．甲、乙、丙都符合烷烃通式CnH2n+2，三者互为同系物B．甲中的五个碳原子处于同一直线上C．甲、乙、丙中，甲的沸点最高，丙的沸点最低D．光照时均可与氯气发生取代反应，丙的二氯取代物有3种【答案】C【详解】A．甲、乙、丙均为饱和链烃，均符合通式CnH2n+2，但三者分子式相同，不满足同系物的概念，故A错误；B．饱和碳原子为空间四面构型，因此单键的碳链为锯齿形链，甲中五个碳原子不可能处于同一平面上，故B错误；C．三者互为同分异构体，同分异构体中支链越多沸点越低，因此甲的沸点最高，丙的沸点最低，故C正确；D．由丙的结构简式可知，丙中只有一种氢原子，二氯代物有两种，故D错误；故选：C。4．某链状有机物分子中含有n个，m个，a个，其余为，则分子中的个数为()A． B． C． D．【答案】C【详解】根据题意可知该链状有机物为烷烃，其通式为：，设该分子中个数为x，则C原子个数，H原子个数，解得x=。C符合题意，故选C。5．在下，测得某些烷烃的沸点见下表．据表分析，下列说法不正确的是()物质沸点(℃)正丁烷正戊烷36.1异戊烷27.8新戊烷9.5正己烷69.0A．标准状况下，正丁烷是气体 B．烷烃随碳原子数的增加，沸点升高C．常温常压下，都是液体 D．随着支链数的增加，沸点降低【答案】C【详解】A．正丁烷的沸点是-0.5℃，标准状况下，正丁烷是气体，故A正确；B．根据表格数据可知，烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，故B正确；C．新戊烷的沸点是9.5℃，常温常压下，新戊烷是气体，故C错误；D．根据表格数据可知，随着支链数的增加，沸点降低，故D正确；选C。6．化学家们合成了一种新物质-五星烷，其键线式如图所示。下列有关五星烷的说法正确的是()A．五星烷与戊烷互为同系物B．1mol五星烷完全燃烧消耗氧气19molC．常温下，五星烷为气态化合物D．五星烷的核磁共振氢谱有2组峰，峰面积之比为1:1【答案】D【详解】A．五星烷是环状烷烃，戊烷是链状烷烃，两者结构不相似，不是同系物，故A错误；B．1mol五星烷C15H20完全燃烧消耗氧气(15+)=20mol，故B错误；C．常温下，碳原子数小于5的烃为气态烃，而五星烷(C15H20)为固态化合物，故C错误；D．从键线式中可看出，五星烷共有两种等效氢，其核磁共振氢谱有2组峰，氢的个数之比为峰面积之比为1:1，故D正确。综上所述，答案为D。7．有下列五种物质：①2－甲基丁烷；②2，2－二甲基丙烷；③戊烷；④丙烷；⑤丁烷。它们的沸点由高到低的顺序正确的是（）A．①②③④⑤ B．②③④⑤① C．④⑤②①③ D．③①②⑤④【答案】D【详解】烃类物质中，烃含有的C原子数目越多，相对分子质量越大，熔沸点越高，则沸点⑤＞④；根据同分异构体分子中，烃含有的支链越多，分子间的作用力越小，熔沸点越低，①2﹣甲基丁烷②2，2﹣二甲基丙烷③戊烷三者互为同分异构体，则沸点③＞①＞②；故沸点由高到低的顺序排列的是：③＞①＞②＞⑤＞④，故答案选D。8．下列关于有机化合物的说法，不正确的是A．属于烷烃 B．名称为2-甲基丙烷C．一氯取代产物有4种 D．与乙烷互为同系物【答案】C【详解】A．该有机物中只含有C、H元素，且只含有C-C键，属于烷烃，A说法正确；B．该有机物最长的碳链有3个碳原子，且甲基在第二个碳原子上，名称为2-甲基丙烷，B说法正确；C．该有机物中3个甲基完全相同，则只含有2种不同环境的氢原子，故一氯取代产物有2种，C说法错误；D．异丁烷与乙烷分子组成上相差2个CH2原子团，且均只含有C-C键，结构相似，互为同系物，D说法正确；答案为C。9．关于正丁烷(CH3－CH2－CH2－CH3)、异丁烷()的下列说法错误的是A．它们互称同分异构体 B．它们互称同系物C．它们的一氯代物都各有2种 D．正丁烷的沸点高于异丁烷【答案】B【详解】A.正丁烷和异丁烷的分子式相同，结构不同，它们互称同分异构体，A正确；B.根据A项分析可知B错误；C.正丁烷和异丁烷分子中均含有2类氢原子，它们的一氯代物都各有2种，C正确；D.异丁烷带有1个支链，所以正丁烷的沸点高于异丁烷，D正确；答案选B。10．的一氯代产物有(不考虑立体异构)()A．3种 B．4种 C．5种 D．6种【答案】B【详解】该物质分子是对称结构，分子中含有4种不同位置的H原子，因此其一氯代产物有4种，故合理选项是B。11．将0.5molCH4与氯气发生取代反应，待反应完全后，测定四种有机物的物质的量相等，则产生HCl的物质的量是（）A．0.5mol B．1.25mol C．1.5mol D．2mol【答案】B【详解】四种有机物的物质的量相等，0.5molCH4中共有0.5molC，平均分到四种有机物中，每种有机物的物质的量都是0.125mol，则消耗氯气的物质的量分别是0.125mol＋0.125mol×2＋0.125mol×3＋0.125mol×4＝1.25mol。根据取代反应的特点，每消耗1个氯气分子，相应地就生成1个HCl分子，所以生成HCl的物质的量为1.25mol。答案选B。12．下列烃在光照下与氯气反应，最多可生成三种一氯代物的是A．2-甲基丁烷 B．2,2-二甲基丁烷 C．环戊烷() D．2-甲基戊烷【答案】B【详解】A．2-甲基丁烷分子中含有4种氢原子，则在光照下与氯气反应，最多可生成四种一氯代物，A不合题意；B．2,2-二甲基丁烷分子内含有3种氢原子，则一氯代物只有三种，B符合题意；C．环戊烷()分子内只有1种氢原子，则一氯代物只有一种，C不合题意；D．2-甲基戊烷分子内含有5种氢原子，则一氯代物只有五种，D不合题意；故选B。13．为解决污染、变废为宝，我国科研人员研究在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。下列说法中，错误的是A．最终产物X、Y属于同系物B．产物X名称为“2-甲基丁烷”或“异戊烷”C．反应I、II、III均有副产物H2O产生D．产物X、Y的核磁共振氢谱图上均有4组峰【答案】C【分析】根据题中信息可知，在新型纳米催化剂Na-Fe3O4的作用下二氧化碳和氢气先转化为一氧化碳，一氧化碳和氢气转化为乙烯和丙烯，乙烯和丙烯在HMCM-22的表面转化为2—甲基丁烷和3—甲基戊烷，由此分析。【详解】A．X、Y都属于烷烃，且分子组成上相差1个CH2，因此两者属于同系物，故A不符合题意；B．根据产物X的结构可知，主链上有4个C，2号碳上连有1个甲基，其系统命名法为2-甲基丁烷，习惯命名法为异戊烷，故B不符合题意；C．根据转化过程图可知，只有烯烃与氢气作用，根本没有氧元素参与反应，所以不会产生H2O，故C符合题意；D．由X、Y的结构简式可知，两者均有4种等效氢，分别位于①②③④位上的氢原子，即、，核磁共振氢谱图上均有4组峰，故D不符合题意；答案选C。14．下列关于“自行车烃”（如图所示）的叙述正确的是（）

A．可以发生取代反应 B．易溶于水C．其密度大于水的密度 D．与环己烷为同系物【答案】A【详解】A．“自行车烃”为饱和烃，具有类似环己烷的性质，可以发生取代反应，A正确；B．“自行车烃”属于烃，难溶于水，B不正确；C．“自行车烃”属于烃，其密度小于水的密度，C不正确；D．“自行车烃”分子内含有2个环，与环己烷的结构不相似，不互为同系物，D不正确；故答案选A。15．将等物质的量的CH4和Cl2混合后，在光照射下充分反应，生成物中物质的量最大的是A．CH2Cl2 B．CH3Cl C．HCl D．CCl4【答案】C【详解】假设甲烷和氯气的物质的量都是1mol，1mol甲烷和1mol氯气在光照条件下发生完全反应，生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据碳原子守恒知，生成的各种氯代烃的物质的量都小于1mol，但生成的氯化氢的物质的量1mol，所以生成物中物质的量最多的产物是HCl，答案选C。16．立方烷的结构简式如右图所示。下列有关立方烷的说法中正确的是A．立方烷属于烷烃B．立方烷的二氯代物有三种同分异构体C．立方烷在通常情况下是气体D．常温下立方烷能使酸性KMnO4溶液褪色【答案】B【详解】A．烷烃是指饱和链烃，立方烷不是链烃，不属于烷烃，A错误；B．立方烷的二氯代物有三种，一条棱上碳原子上的氢被氯代替，面对角线上的碳原子上的氢原子被氯代替，或体对角线上的碳原子上的氢被氯原子代替，B正确；C．立方烷相对分子质量较大，含碳为8个，在通常状况下不是气体，C错误；D．立方烷不含不饱和键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D错误；故选B。17．根据要求回答下列问题Ⅰ、用系统命名法给下列物质命名:(1)______________________;

(2)的名称为__________________。(3)______________Ⅱ、根据下列有机物的名称，写出相应的结构简式(4)3,5-二甲基庚烷________________(5)2,2,5-三甲基-3-乙基已烷:_______________Ⅲ、按要求回答下列问题：(6)命名为“2-乙基丙烷”，错误原因是_______；将其命名为“3-甲基丁烷”，错误原因是_______。正确命名为_______。【答案】2-甲基-5-乙基辛烷2,5,5-三甲基-4-乙基庚烷2,4-二甲基-3-乙基己烷主链选错编号顺序错2-甲基丁烷。【详解】(1)该物质最长碳链上有8个碳，从靠近甲基的一端数起，2号碳上有一个甲基，5号碳上一个乙基，所以名称为为2-甲基-5-乙基辛烷；(2)该物质最长碳链上有7个碳，从靠近支链近的一端编号，2号碳上有一个甲基，4号碳上有一个乙基，5号碳上有两个甲基，所以名称为2,5,5-三甲基-4-乙基庚烷；(3)选取最长且支链最多的碳链为主链，主链上有6个碳，2、4号碳各有一个甲基，3号碳上有乙基，所以名称为2,4-二甲基-3-乙基己烷；(4)3,5

-二甲基庚烷，主链有7个碳原子，3、5号碳上各有一个甲基，所以结构简式为；(5)2,2,5-三甲基-3-乙基已烷，主链有6个碳原子，2号碳有两个甲基，3号碳上有一个乙基，5号碳有一个甲基，所以结构简式为；(6)的最长碳链上有4个碳原子，所以命名为“2-乙基丙烷”错误原因是主链选错；从距离支链近的一端编号，甲基在2号碳上，所以命名为“3-甲基丁烷”错误原因是编号顺序错，正确命名应为2-甲基丁烷。18．石油是一种非常重要的化石能源，主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。请回答下列问题：（1）下列有机物中，属于烷烃的是_________________，属于同分异构体的是_________，属于同一种物质的是_______________________。①四氯化碳②CH3CH2OH③CH3(CH2)2CH(CH3)CH3④CH3COOH⑤⑥⑦⑧（2）正丁烷、异丁烷和戊烷的沸点由高到低的顺序为_________________，请运用适当的化学原理解释：____________________________________________。（3）甲烷和乙烷的一氯代物都只有一种，请再写出两种一氯代物只有一种的烷烃的结构简式，并用系统命名法命名：_________________________________________。（4）写出C8H18主链5个碳原子，且有4个甲基的烷烃的结构简式：______________。【答案】③⑤⑥③⑥⑦⑧戊烷>正丁烷>异丁烷对于烷烃，碳原子数目越多，相对分子质量越大，分子间相互作用力越大，沸点越高，碳原子数目相同，支链越多，分子间作用力越小，沸点越低C(CH3)4；2，2-二甲基丙烷；(CH3)3C-C(CH3)3；2，2，3，3-四甲基丁烷或CH3C(CH2CH3)3【详解】（1）烷烃呈链状、所含碳原子是饱和碳原子，故属于烷烃的是③⑤⑥；分子式相同、结构不同的物质互为同分异构体，则属于同分异构体的是③⑥；⑦⑧属于同一种物质，名称为1,2-二氯乙烷；（2）正丁烷、异丁烷和戊烷对应的晶体都是分子晶体，沸点的高低取决于分子间作用力的大小，正丁烷、异丁烷和戊烷是同分异构体，支链越多，分子间作用力越弱，沸点越低，故沸点由高到低的顺序为戊烷>正丁烷>异丁烷；（3）烷烃分子内只有一种氢原子时，其一氯代物只有一种，则相应的烷烃的结构简式可以是C(CH3)4，其名称为2,2-二甲基丙烷，也可以是(CH3)3C-C(CH3)3，其名称为2，2，3，3-四甲基丁烷；（4）写出C8H18主链5个碳原子，且有4个甲基，则侧链为1个甲基、1个乙基，且乙基只能在3号碳原子上，故烷烃的结构简式为：或。19．如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1:4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式__，该反应的反应类型是___。(2)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是___。A．升高B．降低C．不变D．无法确定(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到__。(4)将1molCH4和一定物质的量的Cl2混合均匀，以漫射光照射使CH4与Cl2发生取代反应。反应后CH4与Cl2均无剩余，且生成了等物质的量的四种有机取代物，则参加反应的Cl2的物质的量是__。【答案】CH4+4Cl2CCl4+4HCl取代反应B有白色胶状沉淀生成2.5mol【分析】甲烷与Cl2光照下发生取代反应生成氯代甲烷和HCl，其中的氯代甲