2023-2024学年高中化学人教版2019选择性必修3课后习题 第二章 第一节 烷烃（含答案）

第一节　烷烃
A级 必备知识基础练
1.下列有关烷烃的叙述错误的是(　　)
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(n≥1)的烃一定是烷烃
D.所有的烷烃中碳原子均采取sp3杂化
2.关于烃基的说法不正确的是(　　)
A.烃分子失去一个氢原子的剩余基团称为烃基
B.—CH3的电子式为·H
C.甲基、乙基和丙基均只有一种结构
D.丁基有4种不同结构
3.下列物质的沸点由高到低排列顺序正确的是(　　)
①丁烷　②2-甲基丙烷　③戊烷　④2-甲基丁烷　⑤2,2-二甲基丙烷
A.①>②>③>④>⑤
B.⑤>④>③>②>①
C.③>④>⑤>①>②
D.②>①>⑤>④>③
4.天然气的主要成分是甲烷,还含有一定量的乙烷、丙烷等可燃性气体。下列有关说法不正确的是(　　)
A.甲烷与丙烷互为同系物
B.甲烷是烃类物质中氢的质量分数最高的化合物
C.甲烷、乙烷、丙烷中的化学键都是极性共价键
D.乙烷和氯气在光照的条件下可发生取代反应,生成多种氯代烃
5.某有机化合物a的分子式和己烷相同,且主链上有4个碳原子,则下列关于a的说法正确的是(　　)
A.a分子中可能有三个甲基
B.a的一氯代物可能有三种
C.a的分子式为C6H10
D.a能与溴的四氯化碳溶液发生取代反应
6.某有机化合物的名称是2,2,3,3-四甲基戊烷,下列有关其结构简式的书写正确的是(　　)
A.(CH3)3CCH(CH3)2
B.(CH3)3CCH2C(CH3)3
C.(CH3)3CC(CH3)2CH2CH3
D.(CH3)3CC(CH3)3
7.(1)的名称是　　　　　　　　　　。
(2)2,4,6-三甲基-5-乙基辛烷的分子中共有　　　　　　个甲基。
(3)分子中有6个甲基而一溴代物只有1种的烷烃的分子式是　　　　　　,其结构简式是　　　　　　　　　　,名称是　　　　　　　　　　　　　　。
8.按系统命名法给下列有机化合物命名或写出相应的结构简式:
(1)的名称是　　　　　　　　　　。
(2)的名称是　　　　　　　　　　。
(3)2,4,6-三甲基-5-乙基辛烷的结构简式为　 。
(4)2-甲基-5-乙基辛烷的结构简式为 　。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.(2022河北衡水高二检测)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)的物质一定是烷烃的同系物
D.随着碳原子数的依次增加,链状烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大,无限趋近于
10.将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后进行光照,充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量相等,则生成的HCl的物质的量为(　　)
A.1.5 mol B.2.5 mol
C.3 mol D.4 mol
11.关于烷烃
的命名正确的是(　　)
A.3,3,5-三甲基-5-乙基辛烷
B.3,5-二甲基-5-乙基-3-丙基己烷
C.4,6,6-三甲基-4-乙基辛烷
D.2,4-二甲基-2,4-二乙基庚烷
12.正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型为,X是它的一种同分异构体,且X分子的主链上含有4个碳原子,下列有关说法中正确的是(　　)
A.X分子中可能含有三个甲基
B.X的一氯代物可能有3种
C.X的沸点比正己烷低
D.标准状况下,11.2 L X含2.5NA个C—C
C级 学科素养创新练
13.(2022广东东莞东华高二期中)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C及其同分异构体均呈气态,C的二氯代物有三种;
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　　　　　。
第一节　烷烃
1.B　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;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;分子通式为CnH2n+2的烃是饱和烃,一定是烷烃,C正确;烷烃中碳原子都采取sp3杂化,D正确。
2.C　丙基有2种结构,分别为—CH2CH2CH3和,C错误。
3.C　对于烷烃,碳原子数越多,沸点越高;对于碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,因此,沸点由高到低的顺序为③>④>⑤>①>②。
4.C　甲烷与丙烷结构相似,在分子组成上相差两个CH2原子团,互为同系物,A正确;甲烷是烃类物质中氢的质量分数最高的化合物,B正确;甲烷中只有碳氢键,只含极性共价键,乙烷、丙烷中既有碳氢键,也有碳碳单键,所以既有极性共价键,也有非极性共价键,C错误;乙烷和氯气在光照的条件下可以发生取代反应,生成一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等多种氯代烃,D正确。
5.B　有机化合物a的分子式和己烷相同均为C6H14。主链有4个碳原子,支链为2个甲基,2个甲基可以在同一个碳原子上,也可以在不同的碳原子上,其同分异构体有
①CH3CH2C(CH3)3,②CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3两种。根据以上分析可知,a分子中有4个甲基,A错误;分子结构①的一氯代物有3种,分子结构②的一氯代物有2种,B正确;有机化合物a的分子式为C6H14,C错误;a与溴发生取代反应需溴蒸气作反应物和光照条件,D错误。
6.C　2,2,3,3-四甲基戊烷的结构简式为,也可写成(CH3)3CC(CH3)2CH2CH3。
7.答案 (1)2,5-二甲基-3-乙基己烷
(2)6
(3)C8H18　(CH3)3C—C(CH3)3　2,2,3,3-四甲基丁烷
解析 (1)按照系统命名法,此有机化合物的名称为2,5-二甲基-3-乙基己烷。
(2)三个甲基支链,乙基上有一个甲基,另外主链两端也各有一个甲基,共有6个甲基。
(3)6个甲基至少要有8个碳,即其中2个碳每个碳原子上连接三个甲基,这样结构刚好对称,一溴代物也就只有一种,因此其分子式为C8H18,结构简式为(CH3)3C—C(CH3)3,名称是2,2,3,3-四甲基丁烷。
8.答案 (1)3,4-二甲基-4-乙基庚烷
(2)3,3-二甲基-6-乙基辛烷
(3)
(4)
解析 (1)分子中最长碳链为7个碳原子,应从左端起点编号,取代基位次和最小。
(2)分子中最长碳链为8个碳原子,应从左端起点编号,取代基位次和最小。
(3)先写出含有8个碳原子的主链,然后在任意一端开始编号,在2、4、6号位三个碳原子上连甲基,在5号位碳原子上连乙基。
(4)根据主链碳原子数为8,甲基在2号碳原子上,乙基在5号碳原子上,可知该烷烃分子的碳骨架可表示为,剩余的价键连接氢原子。
9.AD　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;碳原子数相同时,直链烃沸点高于有支链的沸点,正丁烷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,故烷烃分子中碳元素的质量分数为,所以随着碳原子数的依次增加,烷烃中碳元素的质量分数逐渐增大,无限趋近于,故D正确。
10.B　甲烷与氯气发生取代反应时,一半的Cl生成HCl,一半的氯在有机化合物中,根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量相等,依据碳原子个数守恒可知生成四种氯代物物质的量均为0.25 mol,则消耗氯气的物质的量为0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol,含有氯原子5 mol,生成氯化氢物质的量为2.5 mol。
11.A　给烷烃命名时应选择最长的碳链为主链,从距离支链较近的一端开始编号。由此对题给有机化合物主链上的碳原子进行编号,如图所示:
,其名称应为3,3,5-三甲基-5-乙基辛烷,故A正确。
12.BC　由题意可知,X的结构简式可能为或。二者分子中均含4个甲基,A错误;前者一氯代物有3种,后者一氯代物有2种,B正确;X分子中含支链,沸点较正己烷低,C项正确;标准状况下,二者均为液态,D错误。
13.答案 (1)CH3　C2H6　2
(2)　　
(3)　2,2,3,3-四甲基丁烷
解析 (1)B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3,则B中C和H的个数比=2∶(3×2)=1∶3,B的最简式为CH3;烃分子中H原子数一定为偶数,则B的分子式至少为C2H6;由于H原子数已经达到饱和,则B的分子式为C2H6。
(2)C为饱和链烃,通常状况下呈气态,则C中含有的C原子数≤4,根据C的二氯代物有三种,可推知烃C为异丁烷,其二氯代物的结构简式为、、。