第一节　认识有机化合物 第2课时　烷烃的性质--2026人教版高中化学必修第二册章节练

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2026人教版高中化学必修第二册
第七章　有机化合物
第一节　认识有机化合物
第2课时　烷烃的性质
基础过关练
题组一　烷烃的性质
1.(2025山东青岛名校联考)下列关于有机物的说法错误的是(　　)
A.链状烷烃中的碳原子均处在同一直线上,环状烷烃的碳原子均处于同一平面上
B.绝大多数烷烃与氯气、溴蒸气均可发生取代反应
C.有机物中的碳原子之间能以共价键结合,可以形成链状也可以形成环状
D.通常情况下,烷烃性质稳定,不能与强酸、强碱反应,也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
2.(2024湖北新高考协作体期中)在1.01×105 Pa下,测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析,下列选项正确的是(　　)
烷烃 沸点/℃ 烷烃 沸点/℃
正丁烷 CH3(CH2)2CH3 -0.5 异戊烷 (CH3)2CHCH2CH3 27.8
异丁烷(CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5
正戊烷 CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷 CH3(CH2)4CH3 b
A.上表六种物质互为同系物
B.a>-0.5
C.标准状况下,22.4 L新戊烷中含16 mol共价键
D.b>36.0
题组二　烃的燃烧反应
3.(2024山东威海月考)两种气态烃以任意比例混合,在105 ℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是(　　)
A.CH4与C2H4　　　　　　B.CH4与C3H4
C.C2H2与C3H6　　　　　　D.C2H4与C3H4
4.(2025湖北武汉月考)两种气态烃的混合物共1 L,在空气中完全燃烧生成1.5 L CO2气体和2 L水蒸气(均在120 ℃下测定),下列关于该混合物的说法正确的是(　　)
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.一定含有甲烷,不一定含有乙烷
D.可能是甲烷和丙烷的混合物
题组三　对取代反应的理解与判断
5.(2025湖南永州一中月考)下列反应属于取代反应的是　　　　(填序号)。
①CH4 C+2H2
②CuSO4+Fe FeSO4+Cu
③CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl
④2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2
⑤CH3OH+HCl CH3Cl+H2O
⑥CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr
⑦CH4+2O2 CO2+2H2O
6.(2025江西上饶期中)用如图所示装置,收集一试管甲烷和氯气的混合气体,光照后观察实验现象。
(1)该反应的反应类型为　　　　　　。
(2)该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(只写第一步)。
(3)水槽中盛放的液体应为　　　(填字母)。
A.水　　　　　　B.饱和石灰水
C.饱和食盐水　　　　　　D.饱和NaHCO3溶液
(4)该实验的实验现象为　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、试管壁上出现油状液滴。
(5)该油状液滴中含有的有机产物共有　　　　种。
能力提升练
题组一　烷烃的性质及相关计算
1.(2025广东部分学校期中联考)下列关于有机物的说法正确的是(　　)
A.烷烃能使酸性KMnO4溶液褪色
B.新戊烷()分子中的5个碳原子位于同一平面
C.烷烃分子中一定存在碳碳单键(C—C)和碳氢单键(C—H)
D.某种烷烃完全燃烧后产生了17.6 g CO2和9.0 g H2O,则其分子式为C4H10
2.(2024辽宁鞍山月考)下列有关立方烷的说法正确的是(　　)
A.立方烷的分子式为C8H18
B.立方烷和氯气发生取代反应,1 mol立方烷最多会生成4 mol HCl
C.标准状况下,1 mol立方烷完全燃烧消耗氧气的体积为224 L
D.立方烷能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
题组二　探究甲烷等烷烃性质的综合实验
3.(2025陕西西安期中,)某化学兴趣小组搭建如图所示装置,在烧瓶中充满等物质的量的CH4和Cl2,将装置置于常温光亮处一段时间。下列说法错误的是(　　)
A.打开止水夹,可以观察到红色喷泉
B.该实验产物中,物质的量最多的是CCl4
C.光照时,烧瓶内存在极性键的断裂和形成
D.烧瓶内壁有油状液滴,油状液滴属于混合物
4.(2025湖南长沙期中)某学习小组设计研究烷烃的某些性质,实验如下。回答下列问题:
Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。如图所示,用光照射硬质玻璃管。
(1)B装置有三种功能:①混匀混合气体;②干燥气体;③　　　　　　　　　　　　　　。
(2)一段时间后,C装置中玻璃管内的实验现象为　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若2 mol CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应,CH4全部消耗完,测得生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量之比为1∶2∶3∶4,则消耗的氯气的物质的量是　　　　mol。
Ⅱ.烷烃可以发生氧化反应。
将某烷烃X在足量氧气中充分燃烧产生的气体全部通入如图所示装置,得到如表所示实验数据(已知U形管a中干燥剂只吸收水蒸气且产生的气体在相应装置中均被完全吸收,装置b后的其余装置省略)。
实验前 实验后
(干燥剂+U形管a)的质量 29.0 g 30.8 g
(碱石灰+U形管b)的质量 67.8 g 71.1 g
(4)烷烃X的分子式为　　　　。
(5)异辛烷的球棍模型如图所示,异辛烷有多种同分异构体,其中一种同分异构体M的分子结构中含有6个甲基,则M的结构简式为　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A　链状烷烃中的碳原子呈锯齿状排列,环状烷烃的碳原子不一定处于同一平面上,A错误;绝大多数烷烃与氯气、溴蒸气在光照条件下均可发生取代反应,B正确;碳原子最外层有4个电子,有机物中的碳原子之间能以共价键结合,可以形成链状也可以形成环状,C正确;通常情况下,烷烃性质稳定,不能与强酸、强碱反应,也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确。
2.D　正丁烷和异丁烷互为同分异构体,正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体,A错误;由题表中数据可知沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷,可推测沸点:正丁烷>异丁烷,即a<-0.5,B错误;新戊烷在标准状况下呈液态,无法利用气体摩尔体积计算其物质的量,进而无法计算其中所含共价键的物质的量,C错误;由题表中数据可推知,正己烷的沸点应高于正戊烷,即b>36.0,D正确。
3.C　设气态混合烃的平均分子式为CxHy,在105 ℃时H2O呈气态,由CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O(g)和反应前后气体总体积保持不变,可知1+x+=x+,解得y=4,即混合烃的平均分子式中H原子数为4,A、B、D项中各物质中所含H原子数都为4,符合以任意比例混合的要求,C项中只有二者1∶1混合时燃烧前后的气体体积才不变,不符合以任意比例混合的要求,故选C。
4.A　由1 L气态烃的混合物在空气中完全燃烧得到1.5 L二氧化碳和2 L水蒸气可知其平均分子式为C1.5H4,烃分子中碳原子数小于1.5的只有甲烷,则混合物中一定含有甲烷,由一个甲烷分子中含4个氢原子可知,另一个烃分子中所含氢原子数也为4,所以混合物中一定含有甲烷,一定不含乙烷、丙烷。故选A。
5.答案　③⑤⑥
解析　①为CH4在高温条件下的分解反应;②和④为无机反应中的置换反应,也为氧化还原反应;⑦为CH4的燃烧,不属于取代反应,③⑤⑥属于有机反应中的取代反应。
6.答案　(1)取代反应
(2)CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
(3)C
(4)试管内气体颜色逐渐变浅　试管内液面上升
(5)4
解析　(1)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应。(2)甲烷与氯气在光照条件下反应生成一氯甲烷和氯化氢的化学方程式为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl。
(3)氯气在饱和食盐水中的溶解度较小,水槽中盛放的液体应为饱和食盐水,故选C。
(4)甲烷和氯气发生取代反应,氯气被消耗,故试管内气体颜色逐渐变浅;生成的HCl极易溶于水,所以试管内液面上升;反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是无色油状液体,综上可观察到的实验现象是试管内气体颜色逐渐变浅、试管内液面上升、试管内壁出现油状液滴。
(5)反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体,CH3Cl虽然是气体,但也能溶于CH2Cl2等有机溶剂中,故该油状液滴中含有的有机产物共有4种。
能力提升练
1.D　烷烃属于饱和烃,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错误;新戊烷分子中的5个碳原子不位于同一平面,B错误;CH4分子中不存在碳碳单键,C错误;某种烷烃完全燃烧后产生了17.6 g CO2和9.0 g H2O,则CO2的物质的量为=0.4 mol,H2O的物质的量为=0.5 mol,该烷烃中碳原子的物质的量为0.4 mol,氢原子的物质的量为1 mol,烷烃的通式为CnH2n+2,则其分子式为C4H10,D正确。
2.C　根据碳原子成键特点,可知立方烷的分子式为C8H8,A错误;1 mol立方烷和Cl2发生取代反应,最多需8 mol Cl2,生成8 mol HCl,B错误;由C8H8+10O2 8CO2+4H2O可知,1 mol立方烷完全燃烧需要消耗10 mol O2,10 mol氧气在标准状况下的体积为224 L,C正确;立方烷中含碳碳单键和碳氢键,不能被酸性KMnO4溶液氧化,不能使其褪色,D错误。
3.B　CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,HCl溶于水使紫色石蕊溶液变红,反应后烧瓶内压强减小,故打开止水夹,可观察到红色喷泉,A正确;无论有机产物是几氯甲烷,都有HCl生成,故产物中物质的量最多的是HCl,B错误;光照时,烧瓶内存在C—H极性键的断裂和C—Cl、H—Cl极性键的形成,C正确;烧瓶内油状液滴中含CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,是混合物,D正确。
4.答案　(1)观察气泡产生的速率以监控气体流速
(2)内壁上出现油状液滴
(3)6
(4)C3H8
(5)
解析　(2)C装置中玻璃管内Cl2与CH4在光照条件下发生取代反应产生CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl,故一段时间后,在C装置中玻璃管内壁上出现油状液滴。
(3)若2 mol CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应,CH4全部消耗完,测得生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量之比为1∶2∶3∶4,由C原子守恒可知生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量分别为0.2 mol、0.4 mol、0.6 mol、0.8 mol,结合取代反应的特点,可知发生取代反应消耗Cl2的总物质的量为n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)=0.2 mol+2×0.4 mol+3×0.6 mol+4×0.8 mol=6 mol。
(4)实验前后干燥剂和U形管a的质量差为烷烃X燃烧生成水的质量,可知水的物质的量为=0.1 mol;实验前后碱石灰和U形管b的质量差为烷烃X燃烧生成的二氧化碳的质量,可知二氧化碳的物质的量为=0.075 mol,则烷烃X中n(C)∶n(H)=0.075∶0.2=3∶8,实验式为C3H8,由于实验式中H原子已经饱和,故烷烃X的分子式为C3H8。
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