2.1 烷烃 同步练习 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3（含答案）
文档属性
| 名称 | 2.1 烷烃 同步练习 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 239.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-11 14:19:10 | ||
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文档简介
第二章 第一节 烷烃
A组·基础达标
1．(2024·海南海口海南中学期中考)分子式为C5H12，一氯代物只有一种的烷烃的名称为( )
A．正戊烷 B．2-甲基丁烷
C．2，2-二甲基丙烷 D．3-甲基丁烷
2．(2023·广东茂名期中)某学习小组用“球”和“棍”搭建的有机化合物分子的球棍模型如图所示，下列说法错误的是( )
A．图①说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则
B．图④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环，剩余价键与氢原子结合以满足“碳四价”原则
C．图②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键，且这两种烃属于不饱和烃
D．由图⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时，所有碳原子一定在同一条直线上
3．下列物质的沸点排列正确的是( )
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．(2024·河北石家庄二中实验学校第一次月考)下列有机物命名错误的是( )
A．2-甲基-4-乙基己烷
B．2，2，3，3-四甲基丁烷
C．2，3，4-三甲基-2-乙基庚烷
D．3-甲基-3-乙基戊烷
5．下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )
A．烷烃结构中含有σ键和π键
B．除甲烷外，大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．在一定条件下，烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应
D．烷烃在空气中都能燃烧，但不一定产生淡蓝色火焰
6．(2024·四川成都石室中学4月月考)正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．正己烷能与溴水发生取代反应而使溴水褪色
B．正己烷的沸点是其所有同分异构体中沸点最高的
C．己烷的同分异构体有5种
D．正己烷与异丁烷互为同系物
7．(2024·湖南长沙宁乡第五高级中学期中)下列物质一定互为同系物的是( )
A．C5H10和CH2===CHCH3
B．2-甲基丁烷和CH3CH2CH2CH2CH3
C．和
D．C7H16和
8．(2023·浙江宁波北仑中学期中)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列说法错误的是( )
A．试管中发生了取代反应
B．生成油状液体浮在水面
C．试管中液面上升
D．试管中黄绿色褪去
9．(2023·江西南昌二中段考)下列有关烷烃的说法中正确的是( )
A．链状烷烃的分子组成都满足CnH2n＋2(n≥1)，彼此都互为同系物
B．烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少
C．己烷有5种同分异构体
D．正丁烷的四个碳原子可以在同一条直线上
10．下面列出了几组物质，请将物质的合适序号填写在空格上。
① 金刚石与“足球烯”C60
② D2O与H2O
③ 16O、17O和18O
④ CH4和CH3CH2CH3
⑤ 乙烯和乙烷
⑥和
⑦和
(1)互为同位素：____________________。
(2)互为同素异形体：________________。
(3)互为同系物：____________________。
(4)互为同分异构体：________________。
B组·能力提升
11．以下烷烃分子，一氯代物有2种，二氯代物有4种的是( )
A．乙烷 B．丙烷
C．2-甲基丙烷 D．2，2-二甲基丙烷
12．1 mol甲烷与Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代产物的物质的量相等，则消耗的氯气为( )
A．0.5 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．0.4 mol
13．(2024·江苏扬州宝应期中检测)如图为两种简单碳螺环化合物，下列说法错误的是( )
A．螺[3.3]庚烷与乙烷互为同系物
B．螺[3.4]辛烷有4种不同化学环境的氢原子
C．两种物质的分子中所有碳原子一般不在同一平面
D．的名称为螺[4.5]癸烷
14．有一类组成简单的有机硅化物叫硅烷，它的分子组成和烷烃相似。下列有关说法错误的是( )
A．硅烷的组成通式可表示为SinH2n＋2
B．甲硅烷燃烧的产物为SiO2、H2O
C．相同状况下甲硅烷(SiH4)的密度大于甲烷
D．甲硅烷的热稳定性强于甲烷
15．(1)按系统命名法命名。
①有机化合物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是____________________。
②在有机化合物分子中若某一个碳原子连接4个不同的原子或基团，则这种碳原子称为“手性碳原子”。C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有____种，写出其中一种的名称：____________________。
(2)按要求写出下列有机化合物的结构简式。
①2，3-二甲基-4-乙基己烷：_____________________________。
②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃：________________。
16．(2024·苏州南航附中高一月考改编)回答下列问题：
(1)相对分子质量为72的链状烷烃的同分异构体有______种，其中一氯代物有4种的该烃的结构简式为__________________。
(2)汽油的辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料进行的，它们互为______________；该异辛烷的结构简式为，用系统命名法命名该有机物为________________；写出同时满足下列条件的正庚烷的一种同分异构体的结构简式：________________(a.一个支链，b.该物质在光照下与氯气取代的一氯代物有3种)。
(3)某烷烃X的结构简式为。
①X的系统名称为______________，X的一氯取代产物有____种。
②已知连有四个不同原子或原子团的饱和碳原子叫做手性碳原子，常用“C*”表示，请在图中相应碳原子右上方用*标出X分子中的手性碳原子。
参考答案
【A组——基础达标】
1．【答案】C 【解析】正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)含有3种氢，一氯代物有3种，A错误；2-甲基丁烷()含有4种氢，一氯代物有4种，B错误；2，2-二甲基丙烷()含有1种氢，一氯代物有1种，C正确；3-甲基丁烷()命名错误，正确命名应为2-甲基丁烷，D错误。
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】A 【解析】正己烷不能与溴水发生取代反应而使溴水褪色，两者混合后发生萃取，A错误；正己烷的分子式为C6H14，有较多支链的己烷同分异构体沸点低，正己烷的沸点是其所有同分异构体中沸点最高的，B正确；己烷的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3，共5种，C正确；正己烷C6H14与异丁烷(CH3)3CH结构相似、分子组成上相差2个CH2，互为同系物，D正确。
7.【答案】D 【解析】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；C5H10可能为环戊烷，与CH2===CHCH3不是同系物，A错误；2-甲基丁烷和CH3CH2CH2CH2CH3互为同分异构体，不是同系物，B错误；和结构不相似，不互为同系物，C错误；C7H16和 (分子式为C6H14)均为饱和烷烃，分子组成相差1个CH2原子团，互为同系物，D正确。
8.【答案】B
9.【答案】C 【解析】符合通式CnH2n＋2的一定是烷烃，但符合通式CnH2n＋2的不同物质不一定互为同系物，还可能是同分异构体，A错误；烷烃的沸点高低不仅取决于碳原子数的多少，还要看支链的多少，含相同碳原子数的烷烃，其支链越多，沸点越低，B错误；己烷(C6H14)有5种同分异构体，CH3CH2CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3，C正确；由碳原子的四个共价键在空间排列成四面体结构推知，丁烷的四个碳原子一定不在同一条直线上，D错误。
10.【答案】(1)③ (2)① (3)④ (4)⑦
【解析】质子数相同而中子数不同的原子互为同位素，③中微粒符合此要求；同素异形体是指由同种元素形成的不同组成或结构的单质，①中物质满足此条件；同系物属于同一类型的有机化合物，组成相差若干个CH2基团，④满足；⑦中两种物质分子式相同，但支链数量不同，二者结构不同，二者互为同分异构体。
【B级——能力提升】
11.【答案】B 【解析】乙烷的一氯代物只有1种，A错误；丙烷的一氯代物有2种：CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3，二氯代物中两个氯原子连在同一个碳原子上的有2种，连在两个碳原子上的有2种，B正确；(CH3)3CH中由于3个甲基的空间关系相同，其一氯代物有2种，二氯代物中，当两个氯原子取代同一种碳原子上的氢原子时只得到1种氯代烃，分别取代两个碳原子上的氢原子时，这两个氢原子可以是相邻两个碳原子上的，也可以是间隔一个碳的两个碳原子上的氢原子，二氯代物共有3种，C错误；C(CH3)4中4个甲基的空间位置关系相同，它的一氯代物有1种，D错误。
12.【答案】C 【解析】1 mol CH4与Cl2发生取代反应，得到的四种取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量相等，则依碳原子数目守恒知这四种取代产物各为0.25 mol，其中所含氯原子数目共为n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，由于有机化合物中的氯原子与参加反应的Cl2物质的量相等，故参加反应的Cl2为2.5 mol，C正确。
13.【答案】A 【解析】螺[3.3]庚烷为环状结构，乙烷为链状结构，两者不是同系物，A错误；螺[3.4]辛烷具有对称性，分子中有4种不同环境的氢原子，B正确；两物质分子中均含与4个碳原子相连的C，所有碳原子不可能共面，C正确；共含10个碳原子，左侧环上除共用的碳原子还有4个碳，右侧环除共用的碳原子还有5个碳，所以名称为螺[4.5]癸烷，D正确。
14.【答案】D 【解析】SiH4的相对分子质量比CH4的大，故相同状况下密度较大，C正确；键长C—HSi—H，故甲硅烷稳定性弱于甲烷，D错误。
15.【答案】(1)①2，3-二甲基戊烷
②2 3-甲基己烷(或2，3-二甲基戊烷)
(2)①
②
【解析】(1)②根据“手性碳原子”的含义，C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有和两种，其名称分别为3-甲基己烷和2，3-二甲基戊烷。
16.【答案】(1)3 CH3CH2CH(CH3)2 (2)同系物 2，2，4-三甲基戊烷
(3)①2，2，3-三甲基戊烷 5
②
【解析】(1)烷烃的通式为CnH2n＋2，若烷烃的相对分子质量为72，则12n＋2n＋2＝72，n＝5，其中一氯代物有4种，说明分子结构中含4种等效氢原子，该烃的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2。(2)异辛烷和正庚烷是结构相似的烷烃，互为同系物；由结构简式可知，异辛烷分子中最长碳链含有5个碳原子，侧链为3个甲基，名称为2，2，4-三甲基戊烷；正庚烷的同分异构体只有一个支链，该物质在光照下与氯气取代的一氯代物有3种，说明分子中3个乙基连接在同一个碳原子上，结构简式为。(3)①烷烃X的名称是2，2，3-三甲基戊烷；分子中共有5种不同环境的氢，故其一氯代物共5种；②有机物中连有四个不同原子(或原子团)的碳原子称为手性碳原子，所以手性碳原子位置用*标记为如图所示。
A组·基础达标
1．(2024·海南海口海南中学期中考)分子式为C5H12，一氯代物只有一种的烷烃的名称为( )
A．正戊烷 B．2-甲基丁烷
C．2，2-二甲基丙烷 D．3-甲基丁烷
2．(2023·广东茂名期中)某学习小组用“球”和“棍”搭建的有机化合物分子的球棍模型如图所示，下列说法错误的是( )
A．图①说明碳原子可以和氢原子形成共价键以满足“碳四价”原则
B．图④⑤说明碳原子之间可以形成碳链或碳环，剩余价键与氢原子结合以满足“碳四价”原则
C．图②③说明碳原子之间可形成碳碳双键、碳碳三键，且这两种烃属于不饱和烃
D．由图⑤可推知多个碳原子以碳碳单键形成碳链时，所有碳原子一定在同一条直线上
3．下列物质的沸点排列正确的是( )
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．(2024·河北石家庄二中实验学校第一次月考)下列有机物命名错误的是( )
A．2-甲基-4-乙基己烷
B．2，2，3，3-四甲基丁烷
C．2，3，4-三甲基-2-乙基庚烷
D．3-甲基-3-乙基戊烷
5．下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )
A．烷烃结构中含有σ键和π键
B．除甲烷外，大多数烷烃都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．在一定条件下，烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应
D．烷烃在空气中都能燃烧，但不一定产生淡蓝色火焰
6．(2024·四川成都石室中学4月月考)正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．正己烷能与溴水发生取代反应而使溴水褪色
B．正己烷的沸点是其所有同分异构体中沸点最高的
C．己烷的同分异构体有5种
D．正己烷与异丁烷互为同系物
7．(2024·湖南长沙宁乡第五高级中学期中)下列物质一定互为同系物的是( )
A．C5H10和CH2===CHCH3
B．2-甲基丁烷和CH3CH2CH2CH2CH3
C．和
D．C7H16和
8．(2023·浙江宁波北仑中学期中)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列说法错误的是( )
A．试管中发生了取代反应
B．生成油状液体浮在水面
C．试管中液面上升
D．试管中黄绿色褪去
9．(2023·江西南昌二中段考)下列有关烷烃的说法中正确的是( )
A．链状烷烃的分子组成都满足CnH2n＋2(n≥1)，彼此都互为同系物
B．烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少
C．己烷有5种同分异构体
D．正丁烷的四个碳原子可以在同一条直线上
10．下面列出了几组物质，请将物质的合适序号填写在空格上。
① 金刚石与“足球烯”C60
② D2O与H2O
③ 16O、17O和18O
④ CH4和CH3CH2CH3
⑤ 乙烯和乙烷
⑥和
⑦和
(1)互为同位素：____________________。
(2)互为同素异形体：________________。
(3)互为同系物：____________________。
(4)互为同分异构体：________________。
B组·能力提升
11．以下烷烃分子，一氯代物有2种，二氯代物有4种的是( )
A．乙烷 B．丙烷
C．2-甲基丙烷 D．2，2-二甲基丙烷
12．1 mol甲烷与Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代产物的物质的量相等，则消耗的氯气为( )
A．0.5 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．0.4 mol
13．(2024·江苏扬州宝应期中检测)如图为两种简单碳螺环化合物，下列说法错误的是( )
A．螺[3.3]庚烷与乙烷互为同系物
B．螺[3.4]辛烷有4种不同化学环境的氢原子
C．两种物质的分子中所有碳原子一般不在同一平面
D．的名称为螺[4.5]癸烷
14．有一类组成简单的有机硅化物叫硅烷，它的分子组成和烷烃相似。下列有关说法错误的是( )
A．硅烷的组成通式可表示为SinH2n＋2
B．甲硅烷燃烧的产物为SiO2、H2O
C．相同状况下甲硅烷(SiH4)的密度大于甲烷
D．甲硅烷的热稳定性强于甲烷
15．(1)按系统命名法命名。
①有机化合物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是____________________。
②在有机化合物分子中若某一个碳原子连接4个不同的原子或基团，则这种碳原子称为“手性碳原子”。C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有____种，写出其中一种的名称：____________________。
(2)按要求写出下列有机化合物的结构简式。
①2，3-二甲基-4-乙基己烷：_____________________________。
②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃：________________。
16．(2024·苏州南航附中高一月考改编)回答下列问题：
(1)相对分子质量为72的链状烷烃的同分异构体有______种，其中一氯代物有4种的该烃的结构简式为__________________。
(2)汽油的辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料进行的，它们互为______________；该异辛烷的结构简式为，用系统命名法命名该有机物为________________；写出同时满足下列条件的正庚烷的一种同分异构体的结构简式：________________(a.一个支链，b.该物质在光照下与氯气取代的一氯代物有3种)。
(3)某烷烃X的结构简式为。
①X的系统名称为______________，X的一氯取代产物有____种。
②已知连有四个不同原子或原子团的饱和碳原子叫做手性碳原子，常用“C*”表示，请在图中相应碳原子右上方用*标出X分子中的手性碳原子。
参考答案
【A组——基础达标】
1．【答案】C 【解析】正戊烷(CH3CH2CH2CH2CH3)含有3种氢，一氯代物有3种，A错误；2-甲基丁烷()含有4种氢，一氯代物有4种，B错误；2，2-二甲基丙烷()含有1种氢，一氯代物有1种，C正确；3-甲基丁烷()命名错误，正确命名应为2-甲基丁烷，D错误。
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】A 【解析】正己烷不能与溴水发生取代反应而使溴水褪色，两者混合后发生萃取，A错误；正己烷的分子式为C6H14，有较多支链的己烷同分异构体沸点低，正己烷的沸点是其所有同分异构体中沸点最高的，B正确；己烷的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3，共5种，C正确；正己烷C6H14与异丁烷(CH3)3CH结构相似、分子组成上相差2个CH2，互为同系物，D正确。
7.【答案】D 【解析】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物；C5H10可能为环戊烷，与CH2===CHCH3不是同系物，A错误；2-甲基丁烷和CH3CH2CH2CH2CH3互为同分异构体，不是同系物，B错误；和结构不相似，不互为同系物，C错误；C7H16和 (分子式为C6H14)均为饱和烷烃，分子组成相差1个CH2原子团，互为同系物，D正确。
8.【答案】B
9.【答案】C 【解析】符合通式CnH2n＋2的一定是烷烃，但符合通式CnH2n＋2的不同物质不一定互为同系物，还可能是同分异构体，A错误；烷烃的沸点高低不仅取决于碳原子数的多少，还要看支链的多少，含相同碳原子数的烷烃，其支链越多，沸点越低，B错误；己烷(C6H14)有5种同分异构体，CH3CH2CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3，C正确；由碳原子的四个共价键在空间排列成四面体结构推知，丁烷的四个碳原子一定不在同一条直线上，D错误。
10.【答案】(1)③ (2)① (3)④ (4)⑦
【解析】质子数相同而中子数不同的原子互为同位素，③中微粒符合此要求；同素异形体是指由同种元素形成的不同组成或结构的单质，①中物质满足此条件；同系物属于同一类型的有机化合物，组成相差若干个CH2基团，④满足；⑦中两种物质分子式相同，但支链数量不同，二者结构不同，二者互为同分异构体。
【B级——能力提升】
11.【答案】B 【解析】乙烷的一氯代物只有1种，A错误；丙烷的一氯代物有2种：CH3CH2CH2Cl、CH3CHClCH3，二氯代物中两个氯原子连在同一个碳原子上的有2种，连在两个碳原子上的有2种，B正确；(CH3)3CH中由于3个甲基的空间关系相同，其一氯代物有2种，二氯代物中，当两个氯原子取代同一种碳原子上的氢原子时只得到1种氯代烃，分别取代两个碳原子上的氢原子时，这两个氢原子可以是相邻两个碳原子上的，也可以是间隔一个碳的两个碳原子上的氢原子，二氯代物共有3种，C错误；C(CH3)4中4个甲基的空间位置关系相同，它的一氯代物有1种，D错误。
12.【答案】C 【解析】1 mol CH4与Cl2发生取代反应，得到的四种取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量相等，则依碳原子数目守恒知这四种取代产物各为0.25 mol，其中所含氯原子数目共为n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol，由于有机化合物中的氯原子与参加反应的Cl2物质的量相等，故参加反应的Cl2为2.5 mol，C正确。
13.【答案】A 【解析】螺[3.3]庚烷为环状结构，乙烷为链状结构，两者不是同系物，A错误；螺[3.4]辛烷具有对称性，分子中有4种不同环境的氢原子，B正确；两物质分子中均含与4个碳原子相连的C，所有碳原子不可能共面，C正确；共含10个碳原子，左侧环上除共用的碳原子还有4个碳，右侧环除共用的碳原子还有5个碳，所以名称为螺[4.5]癸烷，D正确。
14.【答案】D 【解析】SiH4的相对分子质量比CH4的大，故相同状况下密度较大，C正确；键长C—H
15.【答案】(1)①2，3-二甲基戊烷
②2 3-甲基己烷(或2，3-二甲基戊烷)
(2)①
②
【解析】(1)②根据“手性碳原子”的含义，C7H16的同分异构体中具有“手性碳原子”的有和两种，其名称分别为3-甲基己烷和2，3-二甲基戊烷。
16.【答案】(1)3 CH3CH2CH(CH3)2 (2)同系物 2，2，4-三甲基戊烷
(3)①2，2，3-三甲基戊烷 5
②
【解析】(1)烷烃的通式为CnH2n＋2，若烷烃的相对分子质量为72，则12n＋2n＋2＝72，n＝5，其中一氯代物有4种，说明分子结构中含4种等效氢原子，该烃的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2。(2)异辛烷和正庚烷是结构相似的烷烃，互为同系物；由结构简式可知，异辛烷分子中最长碳链含有5个碳原子，侧链为3个甲基，名称为2，2，4-三甲基戊烷；正庚烷的同分异构体只有一个支链，该物质在光照下与氯气取代的一氯代物有3种，说明分子中3个乙基连接在同一个碳原子上，结构简式为。(3)①烷烃X的名称是2，2，3-三甲基戊烷；分子中共有5种不同环境的氢，故其一氯代物共5种；②有机物中连有四个不同原子(或原子团)的碳原子称为手性碳原子，所以手性碳原子位置用*标记为如图所示。