人教版（2019）7.1.2烷烃的性质 好题精练练习（含解析）

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第一节认识有机化合物
第二课时 烷烃的性质
一、选择题（每个小题只有一个选项符合题意）
1．不属于有机物的特点是（ ）
A．大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂
B．有机反应比较复杂，一般反应速率较慢
C．绝大多数有机物受热不易分解，且不易燃烧
D．绝大多数有机物是非电解质，不易导电，熔点较低
2．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，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是
A． B． C． D．
3．进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是( )
A．
B．
C．
D．
4．有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应的是( )
A．
B．
C．
D．
5．取1 mol甲烷与4 mol氯气放入一密闭容器中，在光照条件下发生反应，充分反应后，容器中各物质的物质的量之和一定为(? ?)
A．1 mol B．4 mol C．5 mol D．无法确定
6．烷烃分子可看成由、、和等结合而成。如果某烷烃分子中同时存在这4种基团，它所含碳原子数最少为
A．4 B．7 C．8 D．9
7．有机物M、N的结构简式如图所示。下列说法错误的是（）

A．M、N都不能使酸性高锰酸钾溶液退色
B．M有两种同分异构体
C．M、N分子中每个碳原子都形成4个共价键
D．等质量的M、N在足量氧气中燃烧，完全燃烧时生成的质量相同
8．关于烷烃性质的叙述中，错误的是
A．烷烃同系物随着相对分子质量增大，熔、沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态
B．烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C．烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应,它们燃烧时生成二氧化碳和水
D．烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
9．在常温常压下，取下列等质量4种气态烃分别在足量的氧气中燃烧其中消耗氧气最多的是(　)
A．CH4 B．C2H6 C．C3H8 D．C4H10
10．液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷，下列有关的叙述中正确的是
A．丙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
二、不定项选择题（每小题有1~2个选项符合题意）
11．下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )
A．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
B．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
C．分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
D．所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
12．CHCIF2(二氟一氯甲烷)常用作制冷剂，可通过下列反应制得。下列说法错误的是( )
A．CHCIF2分子中所有原子处于同一平面
B．该反应属于取代反应
C．CHClF2属于共价化合物
D．反应时最好用水浴加热
13．正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法正确的是( )
A．正己烷的分子式为
B．正己烷的一氯代物有3种
C．正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色
D．主链上含有4个碳原子的正己烷的同分异构体只有1种
14．两种气态碳氢化合物组成的混合气体完全燃烧后所得到和的物质的量随混合气体总物质的量的变化如图所示，则下列对混合气体的判断正确的是( )
①可能有 ②一定有甲烷 ③一定有丙烷 ④一定没有乙烷 ⑤可能有甲烷
A．①② B．①②④ C．②③ D．②④⑤
15．下列化学性质中，通常情况下烷烃不具备的是（ ）
A．能与NaOH溶液反应
B．可以在空气中燃烧
C．可与Cl2发生取代反应
D．能使酸性KMnO4溶液褪色
三、填空题
16．可燃冰属于甲烷的水合物，其结构如图所示，请回答下列问题。
(1)下列说法正确的是___________(填标号)
A．可燃冰中与以共价键的形式相结合
B．使用可燃冰时应注意安全
C．甲烷的一氯代物、三氯代物和四氯代物都是正四面体
D．空间充填模型为的有机物在光照下能与溴蒸气发生取代反应
(2)如图所示是某同学利用注射器设计的简易实验装置。加热分离出可燃冰中的甲烷，将10甲烷注入甲注射器中，在同温、同压下向乙注射器中注入50，将乙注射器中气体推入甲注射器中，用日光照射甲注射器一段时间，气体在甲注射器中发生反应。
①下列是某同学预测的实验现象，其中正确的是______(填标号)。
A．气体最终变为无色 B．实验过程中，甲注射器活塞向右移动
C．甲注射器内壁有油状液滴产生 D．产生火花
②甲注射器中发生的化学反应类型为______。
③反应后，甲注射器中剩余气体最好用_______(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)丙烷能产生破坏臭氧层的一氯六氟丙烷()，该物质的同分异构体有_____种。
17．目前人类在自然界发现和人工合成的有机物已经超过1亿种。研究有机物的结构有利于认识和理解有机物种类繁多的原因。
(1)甲烷是最简单的有机物，甲烷和氯气在光照条件下可发生如下反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl
①甲烷的电子式为_______。
②该反应的过程可以看成：Cl2断裂Cl-Cl键，得到两个Cl原子，CH4断裂1个C-H键，得到1个H原子和1个CH3原子团。则生成CH3Cl和HCl的过程可以描述为：H原子与1个Cl原子形成H-Cl键，生成HCl；_______，生成CH3Cl。
③CH3Cl的电子式为_______。
④该反应生成的CH3Cl与Cl2可继续反应，生成的后续产物也可与Cl2继续反应。则在Cl2足量的条件下，CH3Cl最终将转化为_______(填化学式)。
(2)只含有碳、氢两种元素的有机物属于烃类。下列是一些烃的结构式：
①已知：“C-C、C=C、C≡C”分别表示碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键。烃分子中碳原子能形成__个键(双键可看成2个键，三键可看成3个键)。
②有机物甲、乙中碳原子间的成键方式如下图所示，碳原子未达到最大键数的，都与氢原子成键。请补充完整甲、乙的结构式。
甲：_______； 乙：C—C=C—C _______。
③烃分子中碳碳原子间均是形成单键，且分子为链状，这样的烃称为链状烷烃。(a)、(b)、(c)、(d)均是链状烷烃。请根据链状烷烃的结构特点，推理6个碳原子的链状烷烃的分子式：_______。含n个碳原子的链状烷烃，其氢原子数为_______(用含n的代数式表示)。
④已知甲烷分子中四个氢原子所处的化学环境完全相同，据此推测其结构有平面四边形和正四面体形两种可能，如下图所示。已知CH2Cl2只有一种结构，则可知甲烷分子应为_______形。
18．(1)0.1某烷烃完全燃烧，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓溶液，实验结束后，称得浓硫酸增重9g，浓溶液增重17.6g。则该烷烃的化学式为___________，并写出其所有可能的结构简式：___________。
(2)某烷烃的相对分子质量为128，则该烷烃的化学式为___________。
(3)在常温常压下有、、和四种气态烃。
①取等物质的量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是______(填分子式)。
②取等质量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是_______(填分子式)。
19．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：
(1)请写出C装置中生成CH3Cl的化学方程式：___。
(2)B装置有三种功能：①混匀混合气体；②___；③___。
(3)E装置中除盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为___(填字母)。
a.分液法 b.蒸馏法 c.结晶法
(4)将1molCH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为___。
(5)已知丁烷与氯气发生取代反应的产物之一为C4H8Cl2，其有___种同分异构体。
参考答案
1．C
【详解】
A. 大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂，正确；
B. 有机反应比较复杂，一般反应速率较慢，正确；
C. 绝大多数有机物受热易分解，且易燃烧，C错误；
D. 绝大多数有机物是非电解质，不易导电，熔点较低，正确。
故选C。
2．D
【分析】
在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代甲烷，结合有关物质的溶解性分析解答。
【详解】
在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代甲烷，由于Cl2被消耗，气体的颜色逐渐变浅；氯化氢极易溶于水，所以液面会上升；但氯代甲烷是不溶于水的无色气体或油状液体，所以最终水不会充满试管，答案选D。
【点睛】
明确甲烷发生取代反应的原理和有关物质的溶解性是解答的关键，本题取自教材中学生比较熟悉的实验，难度不大，体现了依据大纲，回归教材，考查学科必备知识，体现高考评价体系中的基础性考查要求。
3．A
【分析】
根据等效氢的判断方法：同一个碳原子上连的氢原子等效，同一个碳原子上所连的甲基的氢原子等效，对称的碳原子上的氢原子等效。
【详解】
A．中含有3种等效氢，所以能生成3种沸点不同的有机物，A正确；
B．中含有4种等效氢，所以能生成4种沸点不同的有机物，B错误；
C．中含有2种等效氢，所以能生成2种沸点不同的有机物，C错误；
D．中含有4种等效氢，所以能生成4种沸点不同的有机物，D错误；
故选A。
4．C
【分析】
取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
【详解】
A．CH2Cl2中的一个Cl原子被Br原子取代，该反应是取代反应，A不符合题意；
B．CH3OH中-OH被Cl原子取代，该反应是取代反应，B不符合题意；
C．该反应是置换反应，不是有机反应，不属于取代反应，C符合题意；
D．CH3CH2Br中的Br原子被-OH取代，该反应是取代反应，D不符合题意；
故选C。
5．C
【详解】
CH4和Cl2的反应是连锁反应，，，，根据上述化学方程式可知，每个反应方程式均是2mol反应物生成2mol生成物，故由反应前后物质的物质的量不变，故有1 mol CH4和4 mol Cl2充分反应后，容器内各物质的物质的量之和一定等于反应前甲烷和氯气的物质的量之和，故为5 mol，故C项正确；
故答案为：C。
6．C
【详解】
如果分子中的支链都是，且分子中、和基团各1个，则含碳原子数最少，如，最少含有8个碳原子，C符合题意，故选C。
答案选C
7．D
【详解】
A. M和N都是烷烃，不能与酸性高锰酸钾溶液反应，A项正确；
B. M是新戊烷，有两种同分异构体：、，B项正确；
C. 观察M、N分子，每个碳原子形成4个共价键，C项正确；
D. M的分子式是的分子式是，M、N的最简式不同，等质量的M、N在足量氧气中燃烧，生成的物质的量不同，D项错误；
答案选D。
8．D
【详解】
A. 烷烃同系物组成结构相似，随着相对分子质量增大，分子间作用力逐步增大，故熔、沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态，A正确；
B. 烷烃同系物的密度都比水小，随着相对分子质量增大密度逐渐增大，B正确；
C. 甲烷与氯气在光照下发生取代反应，则烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃可燃，它们燃烧时生成二氧化碳和水，C正确；
D. 烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液因反应而褪色，D错误；
答案选D。
9．A
【分析】
根据烃燃烧的通式：CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O可知，相同质量的烃燃烧的耗氧量的规律为：氢的质量分数越大，耗氧越多，据此分析解答。
【详解】
氢的质量分数越大，即越大，完全燃烧时耗氧越多。
A．甲烷CH4，H原子与C原子个数比为4∶1；
B．乙烷C2H6，H原子与C原子个数比为6∶2=3∶1；
C．丙烷C3H8，H原子与C原子个数比为8∶3；
D．丁烷C4H10，H原子与C原子个数比为10∶4=5∶2；
氢的质量分数增大的是CH4，所以相同质量的各烃中甲烷燃烧时的耗氧量最大，故选A。
10．D
【详解】
A．烷烃分子中有多个碳原子应呈锯齿形，丙烷呈角形，碳原子不在一条直线上，A错误；
B．丙烷等烷烃在光照的条件下可以和气态卤单质发生取代反应，跟卤水(像氯水，溴水等)不反应，B错误；
C．烷烃中碳个数越多沸点越高，丙烷分子中碳原子数小于丁烷，故丁烷沸点高，更易液化，C错误；
D．丙烷的碳链结构为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。故选D。
11．AD
【详解】
A．碳原子间以单键结合、其余用H原子来补充的有机物为烷烃，故烷烃中所有的化学键均为单键，故A正确；
B．烷烃是饱和烃，性质较稳定，均不能使高锰酸钾溶液褪色，故B错误；
C．碳原子间以单键结合、其余用H原子来补充，分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃，故C错误；
D．烷烃的通性是饱和碳原子上的氢原子在一定条件下和氯气发生取代反应，所以烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应，故D正确；
故选AD。
12．A
【详解】
A．CHClF2分子可看作是甲烷分子中的3个H原子分别被1个Cl、2个F原子取代产生的物质，由于甲烷分子是正四面体结构，因此CHCIF2分子中的所有原子不可能处于同一平面，A错误；
B．该反应是CHCl3分子中2个Cl原子被2个F原子取代产生的物质，因此反应类型为取代反应，B正确；
C．CHClF2中C元素的原子与H、Cl、F元素的原子之间以共价键结合，因此属于共价化合物，C正确；
D．由于CHCl3在室温下呈液态，沸点比较低，易气化，HF是气体，反应温度是30～80℃，低于水的沸点，为使反应物充分接触，且为了使反应温度更容易控制，因此反应时最好用水浴加热方式，D正确；
故合理选项是A。
13．AB
【分析】
由球棍模型可知正己烷的结构简式为：CH3CH2CH2CH2CH2CH3，具有烷烃的结构和性质特点，据此分析解答。
【详解】
A．正己烷的结构简式为：CH3CH2CH2CH2CH2CH3，正己烷的分子式为C6H14，故A正确；
B．CH3CH2CH2CH2CH2CH3中含有3种H，一氯代物有3种，故B正确；
C．正己烷在光照条件下与溴蒸气发生取代反应，与溴水不反应，故C错误；
D．分子的主链上含有4个碳原子，则结构中含有2个甲基，不可能含有乙基，符合条件的结构简式为：(CH3)2CHCH(CH3)2或(CH3)3CCH2CH3，故D错误；
故选AB。
14．B
【详解】
由图像中的数据可知，两种气态碳氢化合物的平均分子式为，碳氢化合物中碳原子数小于1.6的只有甲烷，则混合气体一定含有，由甲烷的氢原子个数为4和混合气体的氢原子平均数为4可知，另一气态烃中氢原子数目一定为4，混合气体中还可能含有氢原子个数为4，且碳原子数目大于1.6的或，一定不含有氢原子个数大于4的乙烷或丙烷，则正确的说法为①②④，故选B。
15．AD
【详解】
A．通常情况下，烷烃比较稳定，不与溶液反应，A选项符合题意；
B．烷烃可以在空气中燃烧，生成CO2和H2O，B选项不符合题意；
C．烷烃在光照条件下能与氯气发生取代反应，C选项不符合题意；
D．烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色， D选项符合题意；
答案选AD。
16．BD BC 取代反应 B 5
【详解】
(1)A．与以分子间作用力结合在一起形成可燃冰，A项错误；
B．易燃、易爆，所以使用过程中要注意安全，B项正确；
C．、是四面体结构但不是正四面体结构，为正四面体结构，C项错误；
D．该有机物的结构简式为，属于烷烃，其性质与相似，所以该有机物在光照下能与溴蒸气发生取代反应，D项正确；
答案选BD。
(2)在光照下，甲烷与氯气发生多步取代反应：，，，。
①理论上，甲烷与氯气的体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲注射器中甲烷与氯气的体积比为1∶5，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，其他为油状液体，所以气体的总体积减小，内部压强减小，甲注射器活塞向右移动，答案选BC；
②甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲注射器中发生的是取代反应；
③剩余气体中含有氯气和氯化氢，最好用氢氧化钠溶液吸收；
(3)该物质的同分异构体可根据氢、氯原子在碳原子上的位置变化得到，其碳链可表示为，氢、氯原子均与①号或②号碳原子相连（均与③号碳原子相连时为重复情况）时共有2种结构。氢、氯原子分别与①、②号碳原子或①、③号碳原子或②、①号碳原子相连（其他相连情况为重复情况）时共有3种结构，因此该物质共有5种同分异构体。
17． CH3原子团中的C原子与1个Cl原子形成C-Cl键 CCl4 4 C6H14 2n+2 正四面体
【详解】
(1)①甲烷分子中C原子与4个H原子形成4个共价键，使分子中各原子都是达到稳定结构，因此CH4的电子式为;
②CH4与Cl2发生反应，断裂CH4分子上的一个C-H键，同时Cl2断裂Cl-Cl键，产生CH3与1个Cl原子结合形成C-Cl键，形成CH3Cl，下来的H原子与另1个Cl结合形成HCl；
③在CH3Cl中C原子与3个H原子及1个Cl原子结合，使分子中各原子都达到稳定结构，所以CH3Cl的电子式为：；
④该反应生成的CH3Cl与Cl2可继续反应，生成的后续产物也可与Cl2继续反应。在Cl2足量的条件下，CH3Cl中的H原子可被Cl原子完全取代，最终将转化为CCl4；
(2)①由于C原子价电子数目是4，所以烃分子中碳原子能形成4个键；
②根据C原子价电子数目是4，将不足4个的用H原子补齐，可得相应物质的结构式，其中甲是，乙是；
③烃分子中含有6个碳原子的链状烷烃结构简式是CH3CH2CH2CH2CH2CH3，也可写为CH3(CH2) 4CH3，所以含有6个C原子的烷烃分子式为C6H14；根据分子中H原子数目与C原子数目关系可知：若是含n个碳原子的链状烷烃，其氢原子数为2n+2；
④若甲烷为平面正方形结构，则其中的2个H原子被Cl原子取代产生的物质CH2Cl2就会有2种结构：2个Cl原子在相邻位置，夹角是90℃；及2个Cl原子在相对位置，夹角是180°，但事实上CH2Cl2只有一种结构，这说明CH4是正四面体结构。
18．C4H10 CH3—CH2—CH2—CH3、 C9H20 C4H10 CH4
【详解】
(1)浓硫酸的作用是吸水，浓硫酸增加的质量为的质量。根据氢原子守恒，烃中，浓溶液的作用是吸收，浓溶液增加的质量是的质量，根据碳原子守恒，烃中，因此1烃分子中含4C、10H，即该烃的分子式为；它的同分异构体是正丁烷和异丁烷，结构简式分别是、；
(2)根据烷烃的通式（n为正整数），该烷烃的相对分子质量为128，即，解得，分子式为；
(3)①1完全燃烧时的耗氧量为，由各烃的分子式中C、H原子数目可知，相同物质的量的各烃中，的耗氧量最大；
②等质量的各烃中氢元素的质量分数越大，消耗氧气越多，、、、的C、H原子数目之比分别为1∶4、1∶3、3∶8、2∶5，中氢元素的质量分数最大，故等质量的各烃中消耗氧气最多。
19．CH4+Cl2CH3Cl+HCl 控制气体流速 干燥气体 a 3mol 9
【详解】
(1)C装置中生成CH3Cl的化学方程式为；
(2)通过观察B装置中气泡的快慢，可以控制气体的流速，盛有浓硫酸可以干燥气体，同时通入两种气体可以让两种气体在其中充分混合；
(3)氯代烃不溶于水，而HCl极易溶于水，可以采用分液法分离出盐酸；
(4)根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，可以设其物质的量分别是xmol、(x+0.1)mol、(x+0.2)mol、(x+0.3)mol，则xmol+(x+0.1)mol+(x+0.2)mol+(x+0.3)mol=1mol，解得x=0.1，参加反应的氯气的物质的量为0.1mol+(2×0.2)mol+(3×0.3)mol+(4×0.4)mol=3mol；
(5)丁烧有两种结构，则确定C4H8Cl2的同分异构体数目可以采取“定一移一”法：、、，共有9种同分异构体。
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