课时作业(十六) 烷烃的性质
(分值：61分 选择题每小题3分)
[基础对点练]
题组一 烷烃的性质
1．[2024·四川南充高级中学高一检测]下列物质：①正丁烷、②异丁烷、③正戊烷、④四氯化碳，其沸点排列顺序正确的是( )
A．③>①>②>④ B．④>③>②>①
C．④>③>①>② D．②>①>④>③
2．在一定条件下，下列物质可与甲烷发生反应的是( )
A．Cl2 B．浓硫酸
C．氢氧化钠溶液 D．酸性高锰酸钾溶液
3．下列关于烷烃性质的叙述正确的是( )
A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低
B．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化
C．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应
D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物
4．[2024·四川成都高一期末]成都大运会“蓉火”火炬采用清洁燃料——生物质丙烷。下列有关丙烷的说法错误的是( )
A．丙烷的结构简式为CH3CH2CH3
B．丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应
C．等质量的丙烷和甲烷完全燃烧，丙烷的耗氧量更少
D．丙烷燃烧时将化学能完全转化为热能
5．某气态烷烃的体积是20 mL，完全燃烧时，正好消耗同温、同压下的氧气100 mL，该烷烃的化学式是( )
A．C2H6 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12
题组二 取代反应的理解及判断
6．[2024·辽宁西丰高中高一期中]实验室中将盛有甲烷与氯气混合气体的量筒倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，光照使其发生反应，下列说法错误的是( )
A．量筒中气体颜色逐渐变浅
B．氯化氢极易溶于水，导致量筒中液面上升
C．饱和食盐水能够抑制氯气的溶解
D．通过量筒内壁上出现的油状液滴可以说明生成四种有机产物
7．下列物质的一氯代物有4种的是( )
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
8．[2024·河北衡水高一期中]立方烷是一种新合成的烃，其分子结构为。下列有关它的说法错误的是( )
A．分子式为C8H8 B．能燃烧
C．能发生取代反应 D．一氯代物有2种
[能力提升练]
9．有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.15 g·L-1，则下列关于此混合物的组成说法不正确的是( )
A．一定有甲烷
B．一定不存在乙烷
C．可能是甲烷和乙烷的混合物
D．不可能为乙烷和丙烷的混合物
10．一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列说法不正确的是( )
A．X的分子式为C4H10
B．X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3
C．将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色
D．X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物
11.(8分)(1)三个装有CH4和Cl2混合气体的集气瓶，用玻璃片盖好瓶口后，分别作如下处理，请把实验现象填入空中。
①置于黑暗中：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②将点燃的镁条靠近集气瓶外壁：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③放在有光线的房子里：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)CH4和Cl2发生的一系列反应都是________(填反应类型)反应，请写出CH4和Cl2反应生成一氯甲烷的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．(7分)如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4，同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，将针管放在光亮处片刻后，观察现象。
(1)甲管中发生的化学反应类型为__________。
(2)反应后，甲管中主要剩余气体最好用下列试剂中的________(填标号)吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
(3)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
若再向其中滴入几滴紫色石蕊溶液，又观察到________________。
13．(6分)标准状况下，0.1 mol某链状烷烃完全燃烧生成11.2 L CO2。
(1)写出该链状烷烃的分子式：____________。
(2)写出该链状烷烃燃烧的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该链状烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(—CH3)的结构简式：
________________。
[拔高培优练]
14．(10分)[2024·江西赣州高一期末]某小组欲研究烷烃的某些性质，设计如图实验装置。回答下列问题。
Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。
向下图B中通入一定量的氯气和甲烷气体，混合均匀后通入C中硬质玻璃管中，夹紧C两端弹簧夹，用强光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是________________________。
(2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)一段时间后，C中玻璃管内的实验现象：__________________________________、
__________________________________。
(4)若2 mol CH4与Cl2发生取代反应，测得生成4种有机取代产物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是________ mol。
(5)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl，则分子式为C4H9Cl的同分异构体有________种。
Ⅱ.烷烃可以发生氧化反应。
将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧，并使产生的气体全部通入如图装置，得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体被完全吸收)。
实验前 实验后
干燥剂＋U形管的质量 101.1 g 102.9 g
石灰水＋广口瓶的质量 312.0 g 315.3 g
(6)试写出该烷烃的分子式为________。课时作业(十六) 烷烃的性质
(分值：61分 选择题每小题3分)
[基础对点练]
题组一 烷烃的性质
1．[2024·四川南充高级中学高一检测]下列物质：①正丁烷、②异丁烷、③正戊烷、④四氯化碳，其沸点排列顺序正确的是( )
A．③>①>②>④ B．④>③>②>①
C．④>③>①>② D．②>①>④>③
2．在一定条件下，下列物质可与甲烷发生反应的是( )
A．Cl2 B．浓硫酸
C．氢氧化钠溶液 D．酸性高锰酸钾溶液
3．下列关于烷烃性质的叙述正确的是( )
A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低
B．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化
C．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应
D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物
4．[2024·四川成都高一期末]成都大运会“蓉火”火炬采用清洁燃料——生物质丙烷。下列有关丙烷的说法错误的是( )
A．丙烷的结构简式为CH3CH2CH3
B．丙烷在光照条件下能与Cl2发生取代反应
C．等质量的丙烷和甲烷完全燃烧，丙烷的耗氧量更少
D．丙烷燃烧时将化学能完全转化为热能
5．某气态烷烃的体积是20 mL，完全燃烧时，正好消耗同温、同压下的氧气100 mL，该烷烃的化学式是( )
A．C2H6 B．C3H8 C．C4H10 D．C5H12
题组二 取代反应的理解及判断
6．[2024·辽宁西丰高中高一期中]实验室中将盛有甲烷与氯气混合气体的量筒倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，光照使其发生反应，下列说法错误的是( )
A．量筒中气体颜色逐渐变浅
B．氯化氢极易溶于水，导致量筒中液面上升
C．饱和食盐水能够抑制氯气的溶解
D．通过量筒内壁上出现的油状液滴可以说明生成四种有机产物
7．下列物质的一氯代物有4种的是( )
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
8．[2024·河北衡水高一期中]立方烷是一种新合成的烃，其分子结构为。下列有关它的说法错误的是( )
A．分子式为C8H8 B．能燃烧
C．能发生取代反应 D．一氯代物有2种
[能力提升练]
9．有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.15 g·L-1，则下列关于此混合物的组成说法不正确的是( )
A．一定有甲烷
B．一定不存在乙烷
C．可能是甲烷和乙烷的混合物
D．不可能为乙烷和丙烷的混合物
10．一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列说法不正确的是( )
A．X的分子式为C4H10
B．X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3
C．将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色
D．X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物
11.(8分)(1)三个装有CH4和Cl2混合气体的集气瓶，用玻璃片盖好瓶口后，分别作如下处理，请把实验现象填入空中。
①置于黑暗中：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②将点燃的镁条靠近集气瓶外壁：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③放在有光线的房子里：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)CH4和Cl2发生的一系列反应都是________(填反应类型)反应，请写出CH4和Cl2反应生成一氯甲烷的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．(7分)如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4，同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，将针管放在光亮处片刻后，观察现象。
(1)甲管中发生的化学反应类型为__________。
(2)反应后，甲管中主要剩余气体最好用下列试剂中的________(填标号)吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
(3)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
若再向其中滴入几滴紫色石蕊溶液，又观察到________________。
13．(6分)标准状况下，0.1 mol某链状烷烃完全燃烧生成11.2 L CO2。
(1)写出该链状烷烃的分子式：____________。
(2)写出该链状烷烃燃烧的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该链状烷烃的同分异构体有多种，写出分子中含有4个甲基(—CH3)的结构简式：
________________。
[拔高培优练]
14．(10分)[2024·江西赣州高一期末]某小组欲研究烷烃的某些性质，设计如图实验装置。回答下列问题。
Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。
向下图B中通入一定量的氯气和甲烷气体，混合均匀后通入C中硬质玻璃管中，夹紧C两端弹簧夹，用强光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是________________________。
(2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)一段时间后，C中玻璃管内的实验现象：__________________________________、
__________________________________。
(4)若2 mol CH4与Cl2发生取代反应，测得生成4种有机取代产物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是________ mol。
(5)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl，则分子式为C4H9Cl的同分异构体有________种。
Ⅱ.烷烃可以发生氧化反应。
将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧，并使产生的气体全部通入如图装置，得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体被完全吸收)。
实验前 实验后
干燥剂＋U形管的质量 101.1 g 102.9 g
石灰水＋广口瓶的质量 312.0 g 315.3 g
(6)试写出该烷烃的分子式为________。
课时作业(十六) 烷烃的性质
1．解析：由烷烃中碳原子个数越多，沸点越大，则沸点丁烷＜戊烷，同分异构体中支链越多，沸点越低，所以正戊烷＞正丁烷＞异丁烷；四氯化碳常温下为液体，相对分子质量最大，分子间作用力最大，故其沸点最高，综上所述沸点高低的顺序为④＞③＞①＞②。
答案：C
2．解析：Cl2和甲烷在光照条件下发生取代反应，A项符合题意；甲烷化学性质较稳定，不能与浓硫酸反应，B项不符合题意；甲烷不能与碱反应，C项不符合题意；甲烷化学性质较稳定，不能与酸性高锰酸钾反应，D项不符合题意。
答案：A
3．解析：烷烃的沸点一般随碳原子数增加而逐渐升高，A项错误；烷烃通常情况下性质稳定，不与酸性高锰酸钾溶液反应，B项错误；在光照条件下，烷烃只能与纯净的卤素单质发生取代反应，不与溴水反应，C项错误；由于卤素原子取代烷烃分子中氢原子的位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，D项正确。
答案：D
4．解析：丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，故A正确；丙烷中的氢原子在光照条件下能与Cl2发生取代反应，故B正确；烷烃中H元素的质量分数越大，等质量的烷烃完全燃烧时消耗氧气越多，所有烷烃中甲烷的含氢量最高，所以相同质量的烷烃完全燃烧时，甲烷的耗氧量最高，故等质量的丙烷和甲烷完全燃烧，丙烷的耗氧量更少，故C正确；丙烷燃烧时将化学能转化为光能和热能，故D错误。
答案：D
5．解析：根据题意，气态烃和消耗氧气的物质的量之比为1∶5，根据烷烃的燃烧通式：CnH2n＋2＋nCO2＋(n＋1)H2O，＝5，n＝3，B正确。
答案：B
6．解析：Cl2被消耗，Cl2的物质的量逐渐减少，所以气体颜色逐渐变浅，A正确；HCl溶于水导致量筒中压强减小，从而导致量筒中液面上升，B正确；饱和NaCl溶液中Cl－浓度高，从而抑制Cl2的溶解，C正确；该反应中产生了一氯甲烷(气体)、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳四种有机物，油状物有三种，D错误。
答案：D
7．解析：CH3CH2CH3中含有2种等效氢原子，其一氯代物只有2种，A错误；CH3CH2CH(CH3)CH2CH3中含有4种等效氢原子，其一氯代物有4种，B正确；中含有2种等效氢原子，其一氯代物有2种，C错误；中含有3种等效氢原子，其一氯代物有3种，D错误。
答案：B
8．解析：由结构简式可知其分子式为C8H8；该物质属于烃，能燃烧，可以发生取代反应；该分子中只有1种化学环境的氢原子，一氯代物有1种。
答案：D
9．解析：该气态混合烷烃的平均摩尔质量为1.15 g·L-1×22.4 L·mol-1＝25.76 g·mol-1，即平均相对分子质量为25.76，相对分子质量小于25.76的烷烃是CH4，其他烷烃都大于25.76，故混合物中一定有甲烷，A正确；乙烷的相对分子质量为30，可能有，也可能没有，B错误、C正确；乙烷和丙烷的相对分子质量都大于25.76，故不可能是乙烷和丙烷的混合物，D正确。
答案：B
10．解析：17.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol，据此可得C原子与H原子的个数之比为0.4 mol∶1 mol＝4∶10，链状烷烃通式为CnH2n＋2，故链状烷烃X的分子式为C4H10，A项正确；C4H10有两种结构，B项正确；烷烃不与酸性KMnO4溶液反应，故溶液不褪色，C项错误；正丁烷和异丁烷分子中都有2种氢原子，故无论是哪种丁烷与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物，D项正确。
答案：C
11．答案：(1)①无明显现象 ②爆炸 ③黄绿色逐渐变浅，有油状液滴生成
(2)取代 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
12．解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4＋Cl2+++HCl，++CCl4＋HCl。理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为5∶1＞4∶1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。
(1)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子取代，故甲管中发生的是取代反应。
(2)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收。
(3)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴紫色石蕊溶液，溶液先变红后褪色。
答案：(1)取代反应 (2)B (3)液体分为两层，产生白色沉淀 溶液先变红后褪色
13．解析：(1)n(CO2)＝＝0.5 mol，则1 mol该链状烷烃含有5 mol C原子，该烷烃为C5H12。(3)C5H12的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、、三种，其中分子中含有4个甲基的为。
答案：(1)C5H12 (2)C5H12＋8O25CO2＋6H2O (3)
14．解析：(3)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，实验中可观察到玻璃管内的实验现象有气体的黄绿色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。(4)将2 mol CH4与Cl2发生取代反应，测得4种有机取代产物的物质的量相等，则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量各为0.5 mol，则消耗的氯气的物质的量是0.5 mol×1＋0.5 mol×2＋0.5 mol×3＋0.5 mol×4＝5 mol。(6)实验前后石灰水和广口瓶的质量差为烷烃燃烧生成二氧化碳的质量，n(CO2)＝＝0.075 mol，实验前后干燥剂和U形管的质量差为烷烃燃烧生成水的质量，n(H2O)＝＝0.1 mol，根据元素守恒，烷烃分子中n(C)∶n(H)＝0.075∶0.2＝3∶8，该烷烃的分子式为C3H8。
答案：(1)除去其中的氯化氢气体 (2)CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl (3)玻璃管内壁上出现油状液滴 气体的黄绿色变浅 (4)5 (5)4 (6)C3H8
