人教版高中化学选择性必修3 第2周 烷烃 练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选择性必修3 第2周 烷烃 练习（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 209.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-10 10:16:45 | ||
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文档简介
第2周 烷烃
1.下列各组有机物中,一定互为同系物的是( )
A.乙烷和异丁烷 B.CH3CH2Cl和CH3CHClCH2Cl
C.和C3H6 D.二甲醚和乙醇
2.下列关于CH4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.通常情况下,它们都是气态烷烃 D.因为它们结构相似,所以它们的化学性质相似,物理性质相同
3.下列有机化合物的系统命名正确的是( )
A.:3甲基2乙基戊烷 B.:2,2,3三甲基丁烷
C.CH3CH(C2H5)CH3:2乙基丙烷 D.:1,4二甲基丁烷
4.1 L两种气态烃的混合物,完全燃烧生成2.8 L CO2和3.0 L水蒸气(体积均在相同状况下测得),该混合物可能是( )
A.甲烷、乙烯 B.甲烷、丙烯 C.甲烷、丙烷 D.乙烷、丙烯
5.下列说法正确的是( )
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随n的增大,碳元素的质量分数逐渐减小
B.和互为同分异构体
C.丙烷的空间填充模型为
D.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同
6.液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷,下列有关的叙述正确的是( )
A.丁烷分子中碳原子在一条直线上 B.光照下,丙烷和丁烷均可以和溴水发生取代反应
C.丙烷比丁烷更易液化 D.丙烷的二氯代物有4种同分异构体
7.下列化合物的核磁共振氢谱中出现一组峰的是( )
A.2,2,3,3四甲基丁烷 B.2,3,4三甲基戊烷
C.3,4二甲基己烷 D.2,5二甲基己烷
8.有机化合物A的键线式结构为,下列有关说法正确的是( )
A.有机化合物A的同分异构体中主链有7个C的有3种
B.有机化合物A的分子式为C8H16
C.有机化合物A的一氯取代物只有4种
D.用系统命名法命名有机化合物A,名称为3,4,4三甲基戊烷
9.已知某链状烷烃分子中含有电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为 ,1 mol该烷烃含有的化学键的数目为 。
(NA表示阿伏加德罗常数的值)
(2)该烷烃含有甲、乙、丙三种同分异构体。
①甲在相同条件下沸点最高,则甲的一氯代物有 种。
②乙只有1种化学环境的氢原子,写出乙与Cl2按照1∶1 的比例发生反应的化学方程式: 。
③丙的键线式为 。
(3)该烷烃的同系物中不存在同分异构体的共有 种。
10.写出下列有机化合物的系统命名或结构简式。
(1): 。
(2): 。
(3): 。
(4): 。
(5)2,2二甲基3乙基己烷: 。
(6)1,1,2,2四氯丙烷: 。
11.已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的43倍。请回答下列问题。
(1)烷烃A的分子式是 。
(2)它可能的结构简式有 种,其中与Cl2取代后有2种一氯代物的物质的结构简式是 ,其命名为 。
(3)120 ℃时,向10 mL烷烃A、CH4和Ar的混合气体中通入90 mL O2,点燃使其完全反应,最后在相同条件下测得气体为120 mL,则反应前混合气体中烷烃A的体积分数为 。
12.按要求回答下列问题。
(1)立方烷的一氯代物有 种,它的六氯代物有
种。
(2)下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是 (填字母)。
①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3 ③(CH3)3CH ④(CH3)2CHCH2CH3
A.②④①③ B.④②①③ C.④③②① D.②④③①
(3)下列物质中互为同系物的是 (填序号,下同);互为同分异构体的是 ;属于同种物质的是 。
①H2O和D2O ②1H、2H、3H ③和 ④和
⑤和 ⑥戊烯和环戊烷 ⑦和
1.A解析:A项,结构相似且相差两个CH2,互为同系物,正确;B项,官能团—Cl的数目不同,不互为同系物,错误;C项,C3H6有多种同分异构体,与不一定是同系物,错误;D项,官能团不同,结构不相似,不互为同系物,错误。
2.A解析:的分子式是C5H12,与甲烷均属于烷烃,均能用通式CnH2n+2表示,故A正确;同素异形体是指同种元素组成的不同单质,CH4和都是化合物,不属于同素异形体,故B错误;碳原子数为 1～4的烷烃常温下是气体,为5个碳原子的烷烃,呈液态,故C错误;CH4和两者的碳原子成键处于饱和,结构相似,化学性质相似,分子式不同,物理性质不同,故D错误。
3.B解析:主链含6个碳原子,支链与两端等距离,3、4号位各有1个甲基,系统命名为3,4二甲基己烷,A错误;主链含4个碳原子,从右端开始编号位次之和最小,系统命名为2,2,3三甲基丁烷,B正确;主链含4个碳原子,2号位有1个甲基,系统命名为2甲基丁烷,C错误;主链含6个碳原子,无支链,系统命名为己烷,D错误。
4.D解析:根据相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,即相当于1 mol烃完全燃烧生成2.8 mol CO2和3.0 mol H2O,故混合烃的平均分子式为C2.8H6。则烃分子中碳原子数应该一个大于2.8,一个小于2.8,氢原子数可以都是6,或一个大于6一个小于6。甲烷、乙烯分子中碳原子数都小于2.8,A错误;甲烷、丙烯分子中氢原子数分别是4、6,B错误;甲烷和丙烷的分子中,根据平均2.8个碳原子,两者体积应为1∶9,根据氢原子数平均为6,两者体积比为1∶1,混合比例不一致,C错误;乙烷、丙烯根据碳原子数平均2.8,两者体积比为 1∶4,氢原子数目都是6,两者可以以任意比混合,即满足体积比1∶4的要求,D正确。
5.D解析:烷烃的通式为CnH2n+2,其中碳元素的质量分数为=,随n的增大,碳元素的质量分数逐渐增大,A错误;两种分子的主链都含4个碳原子,且支链—CH3在主链上的位置也相同,两者属同一物质,B错误;图示为丙烷的球棍模型,C错误;分子式为C2H6的只有一种一氯代物;分子式为C5H12的烷烃可能是,其一氯代物也只有一种,故两者的一氯代物的数目可能相同,D正确。
6.D解析:烷烃分子中的多个碳原子呈锯齿形,丁烷分子中,碳原子不在一条直线上,A错误;丙烷等烷烃在光照的条件下可以和气态卤素单质发生取代反应,跟卤水(像氯水、溴水等)不反应,B错误;烷烃中碳的个数越多沸点越高,丙烷分子中的碳原子数小于丁烷的,故丁烷沸点高,更易液化,C错误;丙烷的碳骨架结构为C—C—C,2个Cl可以分别在两端的碳原子上,或者在中间和一端的碳原子上,也可以同时在中间的碳原子上或者同时在一端的碳原子上,一共4种,D正确。
7.A解析:
选项 A B C D
含氢原子种类 1 4 4 3
核磁共振氢谱吸收峰数目 1 4 4 3
8.A解析:有机化合物A的同分异构体中主链有7个C的结构,碳骨架为、、共3种,A正确;由A的键线式可知为链状烷烃,分子中含8个碳原子,其分子式为C8H18,B错误;A分子中有5种不同化学环境的氢原子,其一氯取代物有5种,C错误;A主链含5个碳原子,选择离支链近的一端为起点编号,其系统命名为2,2,3三甲基戊烷,D错误。
9.解析:(1)链状烷烃的通式为CnH2n+2,碳、氢原子对应电子数分别为6和1,则该有机化合物分子含有的电子数为6n+2n+2=42,解得n=5,则该烷烃的分子式为C5H12。1 mol该分子中含12 mol C—H和4 mol C—C,故1 mol该烷烃含化学键的数目为16NA。(2)①甲的沸点最高,即甲不含支链,为正戊烷,其结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3,有3种不同化学环境的氢原子,故其一氯代物有3种。②根据乙只有1种化学环境的氢原子,即乙是新戊烷,则乙和Cl2按照1∶1反应的化学方程式为+Cl2+HCl。③根据题中信息可知丙为异戊烷,其键线式为。(3)该烷烃的同系物中不存在同分异构体的有甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)共3种。
答案:(1)C5H12 16NA
(2)①3 ②+Cl2 +HCl
③ (3)3
10.解析:(1)最长碳链含有5个C,主链为戊烷,编号从左边开始,在2、3号C上各连有一个甲基,该有机化合物命名为 2,3二甲基戊烷。
(2)最长碳链含有5个C,主链为戊烷,编号从左边开始,在2号C上连有一个甲基,3号C上连有两个甲基,该有机化合物命名为2,3,3三甲基戊烷。
(3)最长碳链含有 6个 C,主链为己烷,编号从左边开始,在2号C上连有一个甲基,该有机化合物命名为2甲基己烷。
(4)最长碳链含有7个C,主链为庚烷,编号从右边开始,在4号C上连有一个甲基,在3号C上连有一个乙基,该有机化合物命名为4甲基3乙基庚烷。
(5)2,2二甲基3乙基己烷的主链含有6个碳原子,在2号C上连有两个甲基,在3号C上连有一个乙基,结构简式为
。
(6)1,1,2,2四氯丙烷的主链含有3个碳原子,在1号C上连有两个氯原子,在2号C上连有两个氯原子,结构简式为。
答案:(1)2,3二甲基戊烷 (2)2,3,3三甲基戊烷 (3)2甲基己烷 (4)4甲基3乙基庚烷
(5)
(6)
11.解析:(1)烷烃A的密度是相同条件下H2密度的43倍,则烷烃A的摩尔质量为43×2 g/mol=86 g/mol,由烷烃通式得12n+2n+2=86,解得n=6,则烷烃A的分子式是C6H14。(2)分子式是C6H14的烷烃有5种同分异构体,分别为CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、、(CH3)3CCH2CH3;其中与Cl2取代后有2种一氯代物的结构简式是,该烷烃主链含4个碳原子,且2、3号碳原子上含有甲基,则其命名为2,3二甲基丁烷。
(3)设C6H14的体积为x mL,CH4的体积为 y mL,根据同温同压下,=,有
C6H14+O26CO2+7H2O
x x 6x 7x
CH4+2O2CO2+2H2O
y 2y y 2y
120 ℃时H2O呈气态,则两个反应中气体体积变化量分别为ΔV1=6x+7x-x-x=2.5x,ΔV2=2y+y-2y-y=0,气体的总体积变化为2.5x,则2.5x=120-(10+90),解得x=8,则反应前混合气体中烷烃A的体积分数为×100%=80%。
答案:(1)C6H14
(2)5 2,3二甲基丁烷
(3)80%
12.解析:(1)立方烷的结构高度对称,一氯代物有1种,由等距离等效可知,立方烷一氯代物中与氯原子等距离的边上点3个、面对角线3个、体对角线1个,则二氯代物有3种,由立方烷二氯代物的氯原子个数与六氯代物的氢原子个数相等可知,六氯代物的同分异构体数目与二氯代物的数目相等,则立方烷的六氯代物有3种。
(2)结构相似的烷烃的碳原子个数越多,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,分子式相同的同分异构体中,支链数目越多,分子间作用力越小,熔、沸点越低,则沸点由高到低的顺序为②④①③,故选A。
(3)结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物,则⑤互为同系物;分子式相同,结构不同的有机化合物互为同分异构体,则⑥互为同分异构体;分子式相同,结构相同的物质是同种物质,则①⑦为同种物质。
答案:(1)1 3 (2)A (3)⑤ ⑥ ①⑦
1.下列各组有机物中,一定互为同系物的是( )
A.乙烷和异丁烷 B.CH3CH2Cl和CH3CHClCH2Cl
C.和C3H6 D.二甲醚和乙醇
2.下列关于CH4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.通常情况下,它们都是气态烷烃 D.因为它们结构相似,所以它们的化学性质相似,物理性质相同
3.下列有机化合物的系统命名正确的是( )
A.:3甲基2乙基戊烷 B.:2,2,3三甲基丁烷
C.CH3CH(C2H5)CH3:2乙基丙烷 D.:1,4二甲基丁烷
4.1 L两种气态烃的混合物,完全燃烧生成2.8 L CO2和3.0 L水蒸气(体积均在相同状况下测得),该混合物可能是( )
A.甲烷、乙烯 B.甲烷、丙烯 C.甲烷、丙烷 D.乙烷、丙烯
5.下列说法正确的是( )
A.烷烃的通式为CnH2n+2,随n的增大,碳元素的质量分数逐渐减小
B.和互为同分异构体
C.丙烷的空间填充模型为
D.分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同
6.液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷,下列有关的叙述正确的是( )
A.丁烷分子中碳原子在一条直线上 B.光照下,丙烷和丁烷均可以和溴水发生取代反应
C.丙烷比丁烷更易液化 D.丙烷的二氯代物有4种同分异构体
7.下列化合物的核磁共振氢谱中出现一组峰的是( )
A.2,2,3,3四甲基丁烷 B.2,3,4三甲基戊烷
C.3,4二甲基己烷 D.2,5二甲基己烷
8.有机化合物A的键线式结构为,下列有关说法正确的是( )
A.有机化合物A的同分异构体中主链有7个C的有3种
B.有机化合物A的分子式为C8H16
C.有机化合物A的一氯取代物只有4种
D.用系统命名法命名有机化合物A,名称为3,4,4三甲基戊烷
9.已知某链状烷烃分子中含有电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为 ,1 mol该烷烃含有的化学键的数目为 。
(NA表示阿伏加德罗常数的值)
(2)该烷烃含有甲、乙、丙三种同分异构体。
①甲在相同条件下沸点最高,则甲的一氯代物有 种。
②乙只有1种化学环境的氢原子,写出乙与Cl2按照1∶1 的比例发生反应的化学方程式: 。
③丙的键线式为 。
(3)该烷烃的同系物中不存在同分异构体的共有 种。
10.写出下列有机化合物的系统命名或结构简式。
(1): 。
(2): 。
(3): 。
(4): 。
(5)2,2二甲基3乙基己烷: 。
(6)1,1,2,2四氯丙烷: 。
11.已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的43倍。请回答下列问题。
(1)烷烃A的分子式是 。
(2)它可能的结构简式有 种,其中与Cl2取代后有2种一氯代物的物质的结构简式是 ,其命名为 。
(3)120 ℃时,向10 mL烷烃A、CH4和Ar的混合气体中通入90 mL O2,点燃使其完全反应,最后在相同条件下测得气体为120 mL,则反应前混合气体中烷烃A的体积分数为 。
12.按要求回答下列问题。
(1)立方烷的一氯代物有 种,它的六氯代物有
种。
(2)下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是 (填字母)。
①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3 ③(CH3)3CH ④(CH3)2CHCH2CH3
A.②④①③ B.④②①③ C.④③②① D.②④③①
(3)下列物质中互为同系物的是 (填序号,下同);互为同分异构体的是 ;属于同种物质的是 。
①H2O和D2O ②1H、2H、3H ③和 ④和
⑤和 ⑥戊烯和环戊烷 ⑦和
1.A解析:A项,结构相似且相差两个CH2,互为同系物,正确;B项,官能团—Cl的数目不同,不互为同系物,错误;C项,C3H6有多种同分异构体,与不一定是同系物,错误;D项,官能团不同,结构不相似,不互为同系物,错误。
2.A解析:的分子式是C5H12,与甲烷均属于烷烃,均能用通式CnH2n+2表示,故A正确;同素异形体是指同种元素组成的不同单质,CH4和都是化合物,不属于同素异形体,故B错误;碳原子数为 1～4的烷烃常温下是气体,为5个碳原子的烷烃,呈液态,故C错误;CH4和两者的碳原子成键处于饱和,结构相似,化学性质相似,分子式不同,物理性质不同,故D错误。
3.B解析:主链含6个碳原子,支链与两端等距离,3、4号位各有1个甲基,系统命名为3,4二甲基己烷,A错误;主链含4个碳原子,从右端开始编号位次之和最小,系统命名为2,2,3三甲基丁烷,B正确;主链含4个碳原子,2号位有1个甲基,系统命名为2甲基丁烷,C错误;主链含6个碳原子,无支链,系统命名为己烷,D错误。
4.D解析:根据相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,即相当于1 mol烃完全燃烧生成2.8 mol CO2和3.0 mol H2O,故混合烃的平均分子式为C2.8H6。则烃分子中碳原子数应该一个大于2.8,一个小于2.8,氢原子数可以都是6,或一个大于6一个小于6。甲烷、乙烯分子中碳原子数都小于2.8,A错误;甲烷、丙烯分子中氢原子数分别是4、6,B错误;甲烷和丙烷的分子中,根据平均2.8个碳原子,两者体积应为1∶9,根据氢原子数平均为6,两者体积比为1∶1,混合比例不一致,C错误;乙烷、丙烯根据碳原子数平均2.8,两者体积比为 1∶4,氢原子数目都是6,两者可以以任意比混合,即满足体积比1∶4的要求,D正确。
5.D解析:烷烃的通式为CnH2n+2,其中碳元素的质量分数为=,随n的增大,碳元素的质量分数逐渐增大,A错误;两种分子的主链都含4个碳原子,且支链—CH3在主链上的位置也相同,两者属同一物质,B错误;图示为丙烷的球棍模型,C错误;分子式为C2H6的只有一种一氯代物;分子式为C5H12的烷烃可能是,其一氯代物也只有一种,故两者的一氯代物的数目可能相同,D正确。
6.D解析:烷烃分子中的多个碳原子呈锯齿形,丁烷分子中,碳原子不在一条直线上,A错误;丙烷等烷烃在光照的条件下可以和气态卤素单质发生取代反应,跟卤水(像氯水、溴水等)不反应,B错误;烷烃中碳的个数越多沸点越高,丙烷分子中的碳原子数小于丁烷的,故丁烷沸点高,更易液化,C错误;丙烷的碳骨架结构为C—C—C,2个Cl可以分别在两端的碳原子上,或者在中间和一端的碳原子上,也可以同时在中间的碳原子上或者同时在一端的碳原子上,一共4种,D正确。
7.A解析:
选项 A B C D
含氢原子种类 1 4 4 3
核磁共振氢谱吸收峰数目 1 4 4 3
8.A解析:有机化合物A的同分异构体中主链有7个C的结构,碳骨架为、、共3种,A正确;由A的键线式可知为链状烷烃,分子中含8个碳原子,其分子式为C8H18,B错误;A分子中有5种不同化学环境的氢原子,其一氯取代物有5种,C错误;A主链含5个碳原子,选择离支链近的一端为起点编号,其系统命名为2,2,3三甲基戊烷,D错误。
9.解析:(1)链状烷烃的通式为CnH2n+2,碳、氢原子对应电子数分别为6和1,则该有机化合物分子含有的电子数为6n+2n+2=42,解得n=5,则该烷烃的分子式为C5H12。1 mol该分子中含12 mol C—H和4 mol C—C,故1 mol该烷烃含化学键的数目为16NA。(2)①甲的沸点最高,即甲不含支链,为正戊烷,其结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3,有3种不同化学环境的氢原子,故其一氯代物有3种。②根据乙只有1种化学环境的氢原子,即乙是新戊烷,则乙和Cl2按照1∶1反应的化学方程式为+Cl2+HCl。③根据题中信息可知丙为异戊烷,其键线式为。(3)该烷烃的同系物中不存在同分异构体的有甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)共3种。
答案:(1)C5H12 16NA
(2)①3 ②+Cl2 +HCl
③ (3)3
10.解析:(1)最长碳链含有5个C,主链为戊烷,编号从左边开始,在2、3号C上各连有一个甲基,该有机化合物命名为 2,3二甲基戊烷。
(2)最长碳链含有5个C,主链为戊烷,编号从左边开始,在2号C上连有一个甲基,3号C上连有两个甲基,该有机化合物命名为2,3,3三甲基戊烷。
(3)最长碳链含有 6个 C,主链为己烷,编号从左边开始,在2号C上连有一个甲基,该有机化合物命名为2甲基己烷。
(4)最长碳链含有7个C,主链为庚烷,编号从右边开始,在4号C上连有一个甲基,在3号C上连有一个乙基,该有机化合物命名为4甲基3乙基庚烷。
(5)2,2二甲基3乙基己烷的主链含有6个碳原子,在2号C上连有两个甲基,在3号C上连有一个乙基,结构简式为
。
(6)1,1,2,2四氯丙烷的主链含有3个碳原子,在1号C上连有两个氯原子,在2号C上连有两个氯原子,结构简式为。
答案:(1)2,3二甲基戊烷 (2)2,3,3三甲基戊烷 (3)2甲基己烷 (4)4甲基3乙基庚烷
(5)
(6)
11.解析:(1)烷烃A的密度是相同条件下H2密度的43倍,则烷烃A的摩尔质量为43×2 g/mol=86 g/mol,由烷烃通式得12n+2n+2=86,解得n=6,则烷烃A的分子式是C6H14。(2)分子式是C6H14的烷烃有5种同分异构体,分别为CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、、(CH3)3CCH2CH3;其中与Cl2取代后有2种一氯代物的结构简式是,该烷烃主链含4个碳原子,且2、3号碳原子上含有甲基,则其命名为2,3二甲基丁烷。
(3)设C6H14的体积为x mL,CH4的体积为 y mL,根据同温同压下,=,有
C6H14+O26CO2+7H2O
x x 6x 7x
CH4+2O2CO2+2H2O
y 2y y 2y
120 ℃时H2O呈气态,则两个反应中气体体积变化量分别为ΔV1=6x+7x-x-x=2.5x,ΔV2=2y+y-2y-y=0,气体的总体积变化为2.5x,则2.5x=120-(10+90),解得x=8,则反应前混合气体中烷烃A的体积分数为×100%=80%。
答案:(1)C6H14
(2)5 2,3二甲基丁烷
(3)80%
12.解析:(1)立方烷的结构高度对称,一氯代物有1种,由等距离等效可知,立方烷一氯代物中与氯原子等距离的边上点3个、面对角线3个、体对角线1个,则二氯代物有3种,由立方烷二氯代物的氯原子个数与六氯代物的氢原子个数相等可知,六氯代物的同分异构体数目与二氯代物的数目相等,则立方烷的六氯代物有3种。
(2)结构相似的烷烃的碳原子个数越多,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,分子式相同的同分异构体中,支链数目越多,分子间作用力越小,熔、沸点越低,则沸点由高到低的顺序为②④①③,故选A。
(3)结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互称为同系物,则⑤互为同系物;分子式相同,结构不同的有机化合物互为同分异构体,则⑥互为同分异构体;分子式相同,结构相同的物质是同种物质,则①⑦为同种物质。
答案:(1)1 3 (2)A (3)⑤ ⑥ ①⑦