第二章第一节烷烃同步练习（含解析）2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修3

第二章第一节烷烃同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列物质可能为不饱和烃的是
A．C5H12 B．C5H9Cl
C．C5H8 D．C2H6O
2．由沸点数据：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃，可以判断异丁烷的沸点可能是
A．低于-89℃ B．低于-0.5℃ C．高于-0.5℃ D．高于36℃
3．有一类有机硅化合物中只含有硅元素和氢元素，叫硅烷，它们的分子组成与烷烃相似，其中有一种结构最简单的硅烷叫甲硅烷(SiH4)，则有关描述不正确的是
A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n+2
B．甲硅烷燃烧生成SiO2和H2O
C．甲硅烷的沸点高于甲烷
D．甲硅烷的稳定性比甲烷强
4．有机化合物 A 的结构简式为：，有机化合物 B 与等物质的量的 H2发生加成反应可得到有机化合物 A。下列有关说法错误的是
A．B 的结构可能有 3 种，其中一种名称为 3，4，4-三甲基-2-戊烯
B．用系统命名法命名有机化合物 A，名称为 2，2，3-三甲基戊烷
C．有机化合物 A 的分子式为 C8H18
D．有机化合物 A 的一氯取代物只有4种
5．利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是
A．总反应为加成反应 B．Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C．Ⅵ是反应的催化剂 D．化合物X为
6．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：
某研究人员研究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．反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定
C．丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，1-溴丙烷含量更高
D．光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤
7．如图是立方烷的球棍模型，下列有关说法不正确的是
A．其一氯代物只有一种 B．其二氯代物有三种
C．它与互为同系物 D．它与苯乙烯()互为同分异构体
8．某有机物的结构如图所示，下列说法错误的是
A．与乙苯不互为同系物
B．分子中共直线的碳原子最多有4个
C．该有机物不能使溴水褪色
D．与该有机物互为同分异构体且萘环()上只有一个侧链的结构共有4种
9．冠醚由于形似“王冠”而得名。如；(1)和(2)。下列关于冠醚的说法正确的是
A．冠醚属于烃类 B．(2)与葡萄糖互为同分异构体
C．冠醚能完全燃烧生成和 D．(1)和(2)互为同系物
10．下列烷烃的沸点按由低到高的顺序排列正确的是
① ②③④
A．①②③④ B．④③①② C．③④①② D．②①③④
11．北京2022年冬奥会火种灯独具中国文化特色，其造型灵感来自“中华第一灯”一一西汉长信宫灯，借“长信”之意，表达人们对光明与希望的追求和向往。火种灯燃料是丙烷(C3H8)气体，下列关于丙烷说法不正确的是
A．难溶于水 B．熔沸点比乙烷高
C．不能发生氧化反应 D．不存在同分异构体
12．具有以下碳骨架的烃，不属于烷烃的是
A． B． C． D．
13．下列五种烃：①甲基丁烷；②2，二甲基丙烷；③正戊烷；④丙烷；⑤丁烷，按沸点由高到低的顺序排列正确的是
A．①＞②＞③＞④＞⑤ B．③＞①＞②＞⑤＞④
C．②＞③＞⑤＞④＞① D．④＞⑤＞②＞①＞③
14．下列关于CH4、CH3CH3和的叙述正确的是
A．均能用通式CnH2n＋2来表示
B．与所有烷烃互为同素异形体
C．它们都是烷烃，结构中都既有极性共价键又有非极性共价键
D．它们的性质完全相同
15．某有机化合物的名称是2，2，3，3-四甲基戊烷，其结构简式书写正确的是
A． B．
C． D．
二、实验题
16．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__。
17．如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气完全反应且只生成一种有机物，写出反应的化学方程式___________。
(2)该反应的反应类型为___________
(3)经过几个小时的反应，U形管右端的水面变化是___________。
A．升高B．降低C．不变D．无法确定
(4)右端玻璃管的作用是___________。
(5)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到现象是___________。
(6)若水中含有AgNO3，则水中反应离子方程式___________
(7)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为___________(填字母)。
A．、HCl B．、HCl
C．、D．、、、、HCl
(8)若把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是___________(填字母)
①黄绿色逐渐消失　②试管壁上有黄色油珠出现　③水位在试管内上升到一定高度
④水槽内有少量晶体析出⑤液面上有白雾
A．①③ B．①②③ C．①②③④⑤ D．①②④⑤
三、有机推断题
18．2-甲基－1，3－丁二烯是一种重要的化工原料。可以发生以下反应。已知：
。
请回答下列问题：
(1)2-甲基－1，3－丁二烯与溴水发生加成反应。
①完全加成所得有机产物的名称____________；
②发生1，2－加成所得有机产物的结构简式为_______________________；
③发生1，4－加成反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)B为含有六元环的有机物，写出2-甲基－1，3－丁二烯与乙烯反应的化学方程式______________。
(3)Y（）是天然橡胶的主要成分。能发生的反应有_________（填标号）。
A．加成反应 B．氧化反应 C．消去反应 D．酯化反应
（4）X的分子式为C3H4O3,其结构简式为_________________；X与乙醇发生酯化反应的化学方程式______________________________。
19．某物质只含C、H、O三种元素，其分子模型如图所示，分子中共有12个原子(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键)。
(1)该物质的结构简式为______。
(2)该物质中含有两种官能团，其名称分别为______、_______。
(3)下列物质中，与该物质互为同分异构体的是________(填序号，下同)，互为同系物的是_______。
a.CH3CH=CHCOOH b.CH2=CHCOOCH3
c.CH3CH2CH=CHCOOH d.CH3CH(CH3)COOH
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．C
【分析】只含有C、H两种元素组成的有机物属于烃类，含有双键或叁键等不饱和键的脂肪烃称为不饱和烃。
【详解】A．C5H12符合烷烃的通式CnH2n+2，属于饱和烃，A错误；
B．C5H9Cl除了C、H之外，还含有Cl元素，属于烃的衍生物，B错误；
C．C5H8比饱和烷烃C5H12少了4个H，可能为不饱和烃，C正确；
D．C2H6O除了C、H之外，还含有O元素，属于烃的衍生物，D错误；
故选C。
2．B
【详解】由沸点数据：甲烷-146℃，乙烷-89℃，正丁烷-0.5℃，戊烷36℃可知，烷烃中碳原子个数越多其熔沸点越高，异丁烷中含有4 个碳原子，其碳原子个数大于乙烷而小于戊烷，所以其沸点应该大于乙烷而小于戊烷，并且支链越多熔沸点越低，所以异丁烷熔沸点低于正丁烷，则戊烷的沸点可能是“低于-0.5℃”。
故答案为：B。
3．D
【详解】A．根据题意硅烷的分子组成与烷烃相似，分子通式为SinH2n+2，A正确；
B．与甲烷相似，甲硅烷燃烧生成SiO2和H2O，B正确；
C．甲硅烷与甲烷分子的组成和结构相似，甲硅烷相对分子质量大，所以沸点高于甲烷，C正确；
D．碳元素的非金属性比硅强，所以甲烷比甲硅烷稳定，D错误；
答案选D。
4．D
【详解】A．A中相邻碳原子上各去掉1个氢原子得到B，B的结构可能有3种，其中一种名称为3，4，4-三甲基-2-戊烯，故A正确；
B．A的主链上含有5个碳原子，甲基分别位于2、2、3号碳原子上，根据烷烃命名规则，A的名称为2，2，3-三甲基戊烷，故B正确；
C．A 的结构简式为：，分子式为C8H18，故C正确；
D．A 的结构简式为：，A中含有5种氢原子，其一氯代物有5种，故D错误；
故选：D。
5．B
【详解】A．由催化机理可知，总反应为+ ，该反应为加成反应，A正确；
B．结构相似、分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物，和结构不相似、分子组成上也不是相差若干个CH2原子团，两者不互为同系物，B错误；
C．由催化机理可知，反应消耗了Ⅵ又生成了VI，VI是反应的催化剂，C正确；
D．I+VI→X+II，由I、VI、II的结构简式可知，X为H2O，D正确；
答案选B。
6．D
【详解】A．异丁烷的二溴代物有、、三种结构，A错误；
B．根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，故B错误；
C．根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-溴丙烷含量更高，故C错误；
D．根据烷烃卤代反应的机理，卤素单质分子在光照条件下化学键断裂形成·X是引发卤代反应的关键步骤，D正确；
故选D。
7．C
【详解】A．立方烷分子为中心对称结构，分子只有一种等效氢，故其一氯代物只有一种，A项正确；
B．立方烷的二氯代物有三种，分别为取代碳立方体的对角线上的两个碳的氢原子、取代碳立方体棱上两个碳的氢原子和取代碳立方体面对角线上两个碳的氢原子，B项正确；
C．同系物是指结构相似，在组成上相差一个或若干个原子团的有机物，二者不互为同系物，C项错误；
D．由立方烷的球棍模型可知，其分子式为，它与苯乙烯互为同分异构体，D项正确；
故选C。
8．C
【详解】A．有机物分子中含碳碳双键、碳碳三键，而乙苯中不含，二者结构不相似，不互为同系物，A正确；
B．与三键相连的两个碳原子，苯环上与三键相连的碳原子的对位的碳原子共直线，该有机物分子中共直线的碳原子最多有4个，B正确；
C．该有机物分子中含碳碳双键、碳碳三键，能使溴水褪色，C错误；
D．萘环上有2种不同化学环境的氢原子（），与该有机物互为同分异构体且萘环上只有一个侧链，此侧链可能为丙基、异丙基，符合条件的结构共有4种，D正确；
故选C。
9．C
【详解】A．冠醚中含有氧元素，属于烃的衍生物，A项错误；
B．(2)的分子式为，与葡萄糖的分子式不同，所以(2)与葡萄糖不互为同分异构体，B项错误；
C．冠醚含有C、H、O三种元素，完全燃烧生成和，C项正确；
D．(1)的每个分子中含有5个O原子，(2)的每个分子中含有6个O原子，二者分子组成上相差的不是一个或若干个“”原子团，不互为同系物，D项错误。
故选C。
10．D
【分析】本题考查烷烃的沸点高低比较。一般，烷烃分子中碳原子数越多，沸点越高；对于含碳原子数相同的烷烃而言，支链越多，沸点越低。
【详解】一般，随着碳原子数的增多，烷烃的沸点逐渐升高。碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。所以题给4种烷烃的沸点由低到高的顺序为②①③④，D项正确。
11．C
【详解】A． 丙烷是非极性分子，水是极性分子，难溶于水，故A正确；
B． 丙烷相对分子质量比乙烷大，熔沸点比乙烷高，故B正确；
C． 丙烷能与氧气反应，能发生氧化反应，故C错误；
D． 丙烷不存在同分异构体，故D正确；
故选C。
12．C
【分析】烷烃是一类有机化合物，分子中的碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键都与氢结合而成的化合物，据此解答。
【详解】A．该物质是正丁烷，属于链状烷烃，A不符合；
B．该物质是甲基环丙烷，属于环状烷烃，B不符合；
C．该物质是1－丁炔，属于炔烃，不是烷烃，C符合；
D．该物质是异丁烷，属于链状烷烃，D不符合；
答案选C。
13．B
【详解】根据碳原子数越多熔沸点越高，相同碳原子数，支链越多，熔沸点越低的规律分析，四种有机物沸点由高到低的顺序排列为③＞①＞②＞⑤＞④，故B正确。
综上所述，答案为B。
14．A
【详解】A．CH3CH3的分子式为C2H6，的分子式为C4H10，三者均可以用通式CnH2n＋2来表示，A正确；
B．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，三者均为化合物，其他烷烃也为化合物，不互为同素异形体，B错误；
C．三者都是烷烃，但甲烷中只含C-H极性共价键，不含非极性共价键，C错误；
D．三者都是烷烃，化学性质相似，但熔、沸点等物理性质不相同，D错误；
答案选A。
15．C
【分析】本题考查了有机物的命名，题目难度不大，掌握烷烃的系统命名方法为解答关键，试题侧重基础知识的考查，培养了学生的分析、理解能力及灵活应用能力。
烷烃的命名原则：碳链最长称某烷，靠近支链把号编．简单在前同相并，其间应划一短线．
、碳链最长称某烷：选定分子里最长的碳链做主链，并按主链上碳原子数目称为“某烷“．
、靠近支链把号编：把主链里离支链较近的一端作为起点，用、、等数字给主链的各碳原子编号定位以确定支链的位置．
、简单在前同相并，其间应划一短线：把支链作为取代基，把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上的位置，而且简单的取代基要写在复杂的取代基前面，如果有相同的取代基，则要合并起来用二、三等数字表示，但是表示相同的取代基位置的阿拉伯数字要用逗号隔开，并在号数后面连一短线，中间用““隔开。
【详解】有机物的命名原则是以含碳原子数最多的为主链，并使支链处于编号最小位置。据这个命名原则可知答案选C
16． 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，其中的氯代甲烷难溶于水、HCl极易溶于水，结合物质的性质分析解答；根据原子守恒和取代反应的特点计算。
【详解】(1)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，假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，由于甲烷和氯气的体积比为1:4，则反应生成CCl4和HCl，反应的化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；该反应类型为取代反应；故答案为：CH4+4Cl2CCl4+4HCl；取代反应；
(2)由于反应生成的HCl极易溶于水而被水吸收，经过几个小时的反应后，U形管左端气体分子数减少、气体压强减小，则U形管左端的水柱升高、右端的水柱降低，选B；故答案为：B；
(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会发生反应：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓，则在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成；故答案为：有白色胶状沉淀生成；
(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，根据C守恒，生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4物质的量均为0.25mol，根据甲烷与Cl2发生取代反应的特点（1molH原子被取代时消耗1molCl2、同时生成1molHCl），参与反应的Cl2的物质的量为n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)=0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol；故答案为：2.5mol。
17． 取代反应 B 平衡压强 有白色胶状沉淀生成 Ag++ Cl-= AgCl↓ D C
【详解】(1)甲烷和氯气体积比为1：4，说明氯气足量，可以取代甲烷中所有的氢原子，假设完全反应，且只有一种有机物，只能是，反应的化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl，故答案为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；
(2)甲烷在光照条件下被氯气逐步取代为，所以反应类型是取代反应，故答案为取代反应；
(3)经过几小时反应后，消耗氯气，反应混合物的物质的量减少，且生成的氯化氢易溶于水，所以压强减少，U形管右端的玻璃管中水柱降低，故答案为：B
(4)左端是封闭体系，有气体存在，故右端玻璃管的作用是平衡压强；
(5)因为甲烷和氯气发生取代反应，产物中有氯化氢，氯化氢极易溶于水，使溶液呈酸性，若水中含有硅酸钠，，所以在U形管左端会看到有白色胶状沉淀生成，故答案为：有白色胶状沉淀生成；
(6)由(5)知，溶液中有，电离出和，水中的会电离出，会发生反应，故答案为：；
(7)甲烷和氯气的取代反应是有机反应，反应是逐步进行的，即使是甲烷和氯气1：1混合，也会所有反应都进行，所以产物中有、、、和，所以答案选D；
(8)①氯气是黄绿色气体，生成物一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷，四氯化碳和氯化氢都是无色气体，随反应进行，气体颜色变浅直至消失，所以此项正确；
②二氯甲烷，三氯甲烷，四氯化碳都是液态有机物，氯气是黄绿色，易溶于有机物，所以试管壁上会有黄色油珠，所以此项正确；
③反应产物中有氯化氢，极易溶于水，导致试管内压强减小，水进入试管，水位上升，但生成的一氯甲烷为气体，难溶于水，溶液不会充满试管，只能上升到一定高度，所以此项正确；
④生成物氯化氢易溶于水，使溶液中氯离子浓度增大，导致有氯化钠固体析出，水槽内有少量晶体析出，所以此项正确；
⑤生成物中的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气会出现白雾，所以此项正确；
综上，①②③④⑤均正确，故答案为：C。
18． 2-甲基－1，2，3，4－四溴丁烷 BrCH2CBr (CH3)CH=CH2或CH2=C(CH3)CH BrCH2Br CH2＝C(CH3)CH＝CH2＋Br2→BrCH2C(CH3)＝CHCH2Br CH2＝C(CH3)CH＝CH2＋CH2＝CH2 → AB
【详解】(1)①2-甲基－1，3－丁二烯与溴水发生完全加成所得产物为CH2BrCBr (CH3)CH BrCH2 Br，名称为2-甲基－1，2，3，4－四溴丁烷，故答案为2-甲基－1，2，3，4－四溴丁烷；
②2-甲基－1，3－丁二烯与溴水发生1，2－加成所得产物为BrCH2CBr (CH3)CH=CH2或CH2=C(CH3)CH BrCH2Br，故答案为BrCH2CBr (CH3)CH=CH2或CH2=C(CH3)CH BrCH2Br；
③2-甲基－1，3－丁二烯与溴水发生1，4－加成反应的化学方程式为CH2＝C(CH3)CH＝CH2 ＋Br2→BrCH2C(CH3)＝CHCH2Br，故答案为CH2＝C(CH3)CH＝CH2＋Br2→BrCH2C(CH3)＝CHCH2Br；
(2) 2-甲基－1，3－丁二烯与乙烯发生加成反应生成B，B为含有六元环的有机物，则B为，反应的化学方程式为CH2＝C(CH3)CH＝CH2＋CH2＝CH2 → ，故答案为CH2＝C(CH3)CH＝CH2＋CH2＝CH2 → ；
(3) 的结构中含有碳碳双键，能发生加成反应和氧化反应，故选AB；
(4)根据信息，2-甲基－1，3－丁二烯被酸性高锰酸钾氧化生成和HCOOH（HCOOH可以继续被氧化为二氧化碳），X的分子式为C3H4O3，则X结构简式为；与乙醇发生酯化反应的化学方程式为，故答案为 ； 。
19． 碳碳双键 羧基 ab c
【分析】根据C、H、O的价键结构，左上方应该是碳碳双键，后上方是碳氧双键，根据同系物和同分异构体的定义来分析。
【详解】(1)根据C、H、O的价键结构，左上方应该是碳碳双键，后上方是碳氧双键，因此物质的结构简式为；故答案为： 。
(2)该物质中所含官能团的名称为碳碳双键、羧基；故答案为：碳碳双键、羧基。
(3)a.CH3CH=CHCOOH、b.CH2=CHCOOCH3与分子式相同，但结构不同，互为同分异构体；c.CH3CH2CH=CHCOOH与结构相似，组成相差一个CH2，是同系物，故答案为：ab；c。
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