2025人教版高中化学选择性必修3强化练习题--第一节　烷烃（含解析）

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2025人教版高中化学选择性必修3
第二章　烃
第一节　烷烃
基础过关练
题组一　烷烃的结构与性质
1.(2024湖南常德月考)下列关于链状烷烃性质的叙述不正确的是 (　　)
A.链状烷烃的沸点随着相对分子质量的增大而逐渐升高,常温下链状烷烃的状态随碳原子数的增加由气态→液态→固态
B.碳原子数目不同的链状烷烃互为同系物
C.链状烷烃都可以通过烯烃与氢气加成获得
D.链状烷烃和氯气在光照条件下都能发生取代反应
2.(2024河北邯郸月考)下列关于烷烃的说法正确的是 (　　)
A.分子通式为CnH2n+2的有机物不一定是烷烃
B.沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷
C.等物质的量的正丁烷和异丁烷分子中的化学键数目不同
D.等质量的甲烷和乙烷完全燃烧,乙烷消耗氧气的物质的量多
3.(易错题)(2024湖北武汉期末)正己烷是优良的有机溶剂,其球棍模型如图。下列说法正确的是 (　　)
A.正己烷分子中所有原子可能共平面
B.常温下2.24 L的正己烷和异己烷的混合物中含有极性键的数目为1.4NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
C.主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体有2种
D.正己烷能与溴水发生取代反应而使溴水褪色
4.(2023广东华南师大附中月考)异辛烷是优良的发动机燃料,其结构简式如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.异辛烷分子中碳原子的杂化方式有2种
B.异辛烷的沸点高于正辛烷
C.异辛烷的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
D.异辛烷易溶于水
题组二　认识同系物
5.(教材习题改编)下列物质中,与2-甲基丁烷不互为同系物的是 (　　)
A.CH3CH(CH3)2
B.
C.
D.CH3C(CH3)3
6.下列物质一定互为同系物的是 (　　)
A.C2H6和C6H14
B.CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl
C.和
D.CH2 CHCH2CH3和
题组三　烷烃的命名
7.(经典题)(2024江苏苏州月考)某烷烃(CH3)2C(C2H5)CH(CH3)2,用系统命名法命名,其名称为 (　　)
A.2,3-二甲基-3-乙基丁烷
B.2,3-二甲基-2-乙基丁烷
C.3,3,4-三甲基戊烷
D.2,3,3-三甲基戊烷
8.(2024北京顺义一中期中)下列烷烃的系统命名正确的是 (　　)
A.5-甲基-4-乙基己烷
B.2,4,4-三甲基-3-乙基戊烷
C.2,2,3-三甲基丁烷
D.3,3-二甲基-4-乙基戊烷
9.(2023浙江温州月考)下列有关烷烃的命名错误的是 (　　)
A.　
2,2-二甲基丁烷
B.
2,2,4-三甲基戊烷
C.
4-甲基戊烷
D.　
　2,4-二甲基己烷
10.(2023湖北云学联盟期中联考)某同学给分子式为C12H26的某烷烃命名为2,4-二甲基-3,5-二乙基己烷,另一同学认为这样命名有错误。下列有关该烷烃的说法,正确的是 (　　)
A.该烷烃命名是正确的
B.该烷烃分子中含有5个支链
C.该烷烃正确名称应为2,4,5-三甲基-3-乙基庚烷
D.该烷烃的一种同分异构体名称是4-甲基-3,3-二乙基己烷
11.(2024江苏无锡月考)回答下列问题:
(1)(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH2CH3系统命名为　　　　　　,其同分异构体中有一种物质A,A的一氯代物只有一种,写出A的结构简式:　　　　　　　　。
(2)用系统命名法给下列有机物命名:
①名称是　　　　　　　　。
②名称是　　　　　　　　　　　。
(3)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷的结构简式为　　　　　　　　　。
题组四　烷烃的同分异构体数目判断
12.(2024山东菏泽一中月考)主链上有6个碳原子,有1个甲基和1个乙基作为支链的烷烃有(不考虑立体异构) (　　)
A.3种　　　　B.4种　　　　
C.5种　　　　D.6种
13.(2023湖南师大附中月考)不考虑立体异构,C5H12的一氯代物中,含有2个—CH3的有机物共有 (　　)
A.2种　　　　B.4种　　　　
C.6种　　　　D.8种
能力提升练
题组一　陌生饱和烃的结构与性质
1.(经典题)甲基环戊烷()常用作溶剂及色谱分析标准物质,也可用于有机合成。下列有关该有机化合物的说法错误的是 (　　)
A.分子式为C6H12
B.光照下可以与Cl2发生取代反应
C.易溶于水及苯
D.不能使酸性KMnO4溶液褪色
2.(2024河北保定一中月考)某烃分子的键线式可表示为,下列有关说法正确的是 (　　)
A.该烃分子中碳原子连接形成的结构为平面等边四边形
B.相邻的碳碳键形成的夹角为90°
C.由于成环碳原子之间的单键不能自由旋转,碳环上两个相同的取代基(不与同一个碳原子相连)会出现在碳环同侧(顺式)或异侧(反式),该烃的二氯代物中有两组分别互为顺反异构体
D.该烃与丙烷互为同系物
题组二　烷烃的推断及性质的综合考查
3.(2024安徽亳州月考)烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图1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2所示。
图1
图2
下列说法错误的是 (　　)
A.异丁烷的二溴代物有三种
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,2-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
4.(2024山东青岛即墨第一中学月考)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,常温常压下呈气态,其二氯代物有三种(不考虑立体异构);
③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;A不能使Br2的CCl4溶液褪色,其一氯代物只有一种(不考虑立体异构)。
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　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.B 3.C 4.C 5.D 6.A 7.D 8.C
9.C 10.C 12.B 13.B
1.C　烷烃结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,随着碳原子数的增加,常温下的状态由气态逐渐变化到液态、固态,A正确;碳原子数不同的链状烷烃,结构相似,组成上相差一个或若干个CH2原子团,互为同系物,B正确;某些链状烷烃(如CH4)不可以通过烯烃与氢气加成获得(易错点),C错误;烷烃中碳原子上的氢原子在光照条件下和氯气能发生取代反应,D正确。
2.B　碳原子已经达到饱和,分子式符合CnH2n+2的有机物一定是烷烃,A错误;正戊烷、异戊烷和新戊烷互为同分异构体,且支链依次增多,所以正戊烷、异戊烷和新戊烷的沸点依次降低,B正确;正丁烷和异丁烷互为碳架异构,每个正丁烷和异丁烷分子中含有的共价键数均为13,C错误;等质量的不同烃燃烧时,烃分子中的H元素的质量分数越高,耗氧量越多(破题关键),甲烷中H元素的质量分数高于乙烷,故等质量的甲烷和乙烷完全燃烧时,甲烷耗氧量更多,D错误。
3.C　由于正己烷中碳原子均为sp3杂化,单键可通过旋转使得所有碳原子共面,但总有氢原子不共面,A错误;题给条件不是标准状况,且标准状况下正己烷和异己烷均不为气体,则2.24 L二者的混合物的物质的量未知(易错点),无法计算所含极性键数目,B错误;主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体有2,2-二甲基丁烷和2,3-二甲基丁烷,C正确;正己烷不能与溴水发生取代反应(易错点),正己烷可萃取溴水中的溴单质,使水层褪色,D错误。
易错分析
烷烃取代反应的三个易错点
(1)烷烃分子与卤素单质(纯净物)在光照的条件下可以发生取代反应,与氯水、溴水等不发生反应。
(2)烷烃的取代反应是卤素单质取代烷烃中的氢原子,一个卤素单质分子只能取代一个氢原子,同时生成一个卤化氢分子。
(3)烷烃的取代反应不是只发生第一步,生成的有机取代产物与卤素单质分子继续发生反应,会得到多种取代产物的混合物。
4.C　异辛烷分子中的碳原子都是饱和碳原子,杂化方式均为sp3,A错误;异辛烷和正辛烷互为同分异构体,一般,同种烷烃的不同异构体的支链越多,沸点越低,故沸点:异辛烷<正辛烷,B错误;由异辛烷的结构简式可知,分子中含有4种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有4种,C正确;异辛烷为烷烃,难溶于水,D错误。
5.D　结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物,与2-甲基丁烷互为同系物的物质一定是链状烷烃,且分子式不是C5H12。D项,CH3C(CH3)3分子式是C5H12,与2-甲基丁烷分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体。
6.A　链状烷烃的通式为CnH2n+2,则C2H6和C6H14都为链状烷烃,结构相似,分子组成上相差4个CH2原子团,互为同系物,故A正确; CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl含有的氯原子数目不同,二者结构不相似,不互为同系物,故B错误;属于酚类,属于醇类,二者结构不相似,不互为同系物,故C错误;CH2 CHCH2CH3和的分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,故D错误。
7.D　该物质主链及编号如图:,主链上有5个碳,②号碳上有1个甲基,③号碳上有2个甲基,该物质名称为2,3,3-三甲基戊烷。
8.C　A项,编号错误,正确名称为2-甲基-3-乙基己烷;B项,编号错误,正确名称为2,2,4-三甲基-3-乙基戊烷;D项,主链选择错误,正确名称为3,3,4-三甲基己烷。
9.C　C项,由球棍模型可得该有机物的结构简式为,正确命名为2-甲基戊烷,错误。
10.C　根据命名可写出该烷烃的碳骨架为,该烷烃的最长碳链含7个碳原子,则命名错误,A错误;由碳骨架可看出该烷烃分子中含4个支链,B错误;该烷烃的主链含7个碳原子,且从左端开始编号,其系统命名为2,4,5-三甲基-3-乙基庚烷,C正确;该烷烃的分子式为C12H26,而4-甲基-3,3-二乙基己烷的分子式为C11H24,二者不互为同分异构体,D错误。
11.答案　(1)2,3-二甲基己烷　
(2)①3,4-二甲基辛烷
②2,4-二甲基-4-乙基庚烷
(3)
解析　(1)(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH2CH3的主链上有6个碳原子,2号碳和3号碳上各有1个甲基,系统命名为2,3-二甲基己烷。其同分异构体中有一种物质A,A的一氯代物只有一种,说明A是对称的结构,含有1种H原子,A的结构简式为。
(2)①的主链上有8个碳原子,3号碳和4号碳上各有1个甲基,名称是3,4-二甲基辛烷。
②的主链上有7个碳原子,2号碳和4号碳上各有1个甲基,4号碳上有1个乙基,名称是2,4-二甲基-4-乙基庚烷。
(3)2,2,5-三甲基-3-乙基己烷的结构简式为。
12.B　主链上有6个C,则乙基只能在3号C上,该分子不对称,甲基可放在中间4个碳原子上,如下图所示:。
13.B　C5H12的一氯代物即正戊烷、异戊烷、新戊烷分子中的1个H原子被Cl原子取代所得物质,其中正戊烷、异戊烷的一氯代物中含2个甲基的各有2种,新戊烷的一氯代物中不存在含2个甲基的结构,故符合条件的有机物共有4种,B正确。
能力提升练
1.C　甲基环戊烷属于环烷烃,性质与链状烷烃有相似之处,由键线式可知其分子式为C6H12,光照下可以与Cl2发生取代反应,不能使酸性KMnO4溶液褪色,A、B、D项正确;环烷烃均难溶于水,C项错误。
2.C　由该烃分子的键线式可知,碳原子均采取sp3杂化,由于碳原子间的键长都相等,故碳原子连接形成的结构为空间等边四边形,A、B错误。该烃的二氯代物有:①两个氯原子取代同一个碳原子上的氢原子时,只有一种结构;②两个氯原子分别取代两个碳原子上的氢原子时,处在相邻和相对的位置,分别有两种结构:和、和,这两组结构分别互为顺反异构体,C正确。该烃为环丁烷,与丙烷结构不相似,不互为同系物,D错误。
3.B　异丁烷的二溴代物有、、三种结构,A项正确;根据烷烃卤代反应的机理,可知形成的自由基越稳定,得到的对应自由基越多,形成相应卤代烃的量就越多(破题关键),异丁烷形成的自由基比稳定,B项错误;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,C项正确;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项正确。
4.答案　(1)CH3　C2H6　2
(2)　　
(3)　2,2,3,3-四甲基丁烷
解析　(1)由B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3可推出B分子中n(C)∶n(H)=1∶3,B的最简式为CH3,B的分子式只能是C2H6,B为乙烷,其二溴代物有两种。(2)由②可推断C应为异丁烷,常温常压下呈气态的饱和链烃中只有异丁烷的二氯代物有三种。(3)乙烷中的所有氢原子被甲基取代所得有机物为2,2,3,3-四甲基丁烷。
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