高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物第2课时当堂达标检测题

第2课时　烷烃

必备知识基础练进阶训练第一层

1．有关烷烃的叙述：①都是可燃物；②特征反应是取代反应；③碳原子数相邻的两种烷烃在分子组成上相差一个甲基。其中正确的是(　　)

A．①和③    B．②和③

C．只有①    D．①和②

2．下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是(　　)

A．氯气与氢气反应    B．次氯酸分解

C．甲烷与氯气反应    D．甲烷与氧气反应

3．天然气的主要成分CH4也是一种会产生温室效应的气体，对于相同分子数的CH4和CO2，CH4产生的温室效应更明显。下面是有关天然气的几种叙述：①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者明显；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是(　　)

A．①和②    B．只有①

C．只有③    D．①②③

4．下列有关烷烃的叙述中不正确的是(　　)

A．烷烃分子中所有的化学键都为单键

B．烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应

C．烷烃的通式为CnH2n＋2，符合该通式的烃不一定是烷烃

D．一般情况下，随着分子中碳原子数的增多，烷烃的熔、沸点逐渐升高

5．燃烧法是测定有机物分子式的一种重要方法。完全燃烧0.2 mol某烃后，测得生成17.92 L(标准状况下)二氧化碳，生成18 g水，则该烃的分子式为(　　)

A．C2H6  B．C3H8

C．C4H10 D．C8H18

6．在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是(　　)

A．CH4  B．C3H8

C．C4H10 D．C2H6

7．某气态烃在密闭容器内与氧气混合完全燃烧后再恢复到原来的温度，如果燃烧前后容器内(温度高于100 ℃)压强保持不变，该烃可能是(　　)

A.C2H4  B．C3H6

C．C3H8  D．C2H6

8．将标准状况下的11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的体积共(　　)

A．11.2 L     B．22.4 L

C．33.6 L     D．44.8 L

9．下列反应中，不属于取代反应的是(　　)

A．CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl

B．CH4＋2O2CO2＋2H2O

C．CH3CH2Br＋H2O―→CH3CH2OH＋2HBr

D．CH3CH3＋Cl2C2H5Cl＋HCl

10．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(　　)

A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl

B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多

C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物

D．1 mol甲烷生成CCl4消耗2 mol氯气

11．下列烷烃在光照条件下与氯气反应，能生成两种一氯代物的是(　　)

A．CH3CH2CH2CH3

B．CH3CH2CH(CH3)CH3

C．C(CH3)4

D．CH3C(CH3)2CH2CH3

12．下列关于链状烷烃的说法正确的有(　　)

①在链状烷烃分子中，所有的化学键都是单键

②分子组成满足CnH2n＋2(n≥1)的有机物一定是烷烃

③丙烷分子中所有的碳原子可能在同一平面上

④烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明烷烃不能发生氧化反应

⑤CH3CH(CH3)CH2CH3的一氯代物有四种

⑥碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机物一定是链状烷烃

A．3个    B．4个

C．5个    D．6个

13．硅与碳属于同族元素，有一类由Si和H形成的有机硅化合物称“硅烷”，硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似。下列叙述中不正确的是(　　)

A．硅烷的通式为SinH2n＋2(n≥1)

B．乙硅烷(SiH3SiH3)的二氯代物有两种同分异构体

C．甲硅烷(SiH4)沸点比甲烷(CH4)低

D．甲硅烷热稳定性小于甲烷

关键能力综合练进阶训练第二层

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1．已知正四面体形分子E和直线形分子G反应生成四面体形分子L和直线形分子M(组成E的元素的原子序数都小于10，组成G的元素为第三周期元素)的反应过程如图所示，则下列判断正确的是(　　)

A．常温常压下，L是一种液态有机物

B．E是一种含有非极性键的分子

C．G能使干燥的有色布条褪色

D．该反应是取代反应

2．下列关于CH4、CH3CH3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．它们都是烷烃，结构中都既有极性共价键又有非极性共价键

D．它们的性质完全相同

3．某直链烷烃分子中有18个氢原子，它的分子式是(　　)

A．C8H18 B．C9H18

C．C10H18 D．C11H18

4．含有5个碳原子的链状烷烃的同分异构体有(　　)

A．2种      B．3种

C．4种      D．5种

5．下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是(　　)

①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3

③(CH3)3CH      ④(CH3)2CHCH2CH3

A．②④①③    B．④②①③

C．④③②①    D．②④③①

6．下列反应属于取代反应的是(　　)

①CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl

②2HI＋Cl2===2HCl＋I2

③CH4＋2O2CO2＋2H2O

④CH3CH2CN＋Cl2＋HCl

⑤CH3CH2OH＋HBr―→CH3CH2Br＋H2O

A．仅①    B．①②③④

C．仅①④⑤    D．仅②④⑤

7．下列各组有机物中，其一氯代物的数目不相等的是(　　)

A．正戊烷和正己烷

B．新戊烷和

C．环戊烷和乙烷

D．丙烷和

8．下列化学性质中，通常情况下烷烃不具备的是(　　)

A．不能使溴水褪色

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

9．下列说法不正确的是(　　)

A．烷烃的通式为CnH2n＋2，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐增大

B．互为同系物

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

二、非选择题

10．已知某种气态化石燃料中含有碳和氢两种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量分数，可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，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完全被吸收)。

根据实验数据计算：

(1)实验完毕后，生成物中水的质量为______ g。假设集气瓶里生成一种正盐，其质量为______ g。

(2)生成的水中氢元素的质量为________ g。

(3)生成的CO2中碳元素的质量为________ g。

(4)该气态化石燃料中碳元素与氢元素的质量比为________。

学科素养升级练进阶训练第三层

1．主链上有5个碳原子，含甲基、乙基两个支链的烷烃有(　　)

A．5种    B．4种

C．3种    D．2种

2．1 mol某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4 L(标准状况)，它在光照的条件下与氯气反应，生成4种不同的一氯取代物。该烷烃的结构简式是(　　)

A．

B．CH3CH2CH2CH2CH3

C．

D．

3．下列说法正确的是(　　)

A．乙烷的一氯代物同分异构体有1种，二氯代物的同分异构体有3种

B．丙烷的一氯代物同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种

C．正丁烷的一氯代物同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有5种

D.正戊烷的一氯代物同分异构体有3种，二氯代物的同分异构体有9种

4．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)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

(3)将1 mol CH4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0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为________。

(4)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。

第2课时　烷烃

必备知识基础练

1．答案：D

解析：烷烃都是可燃物，①项正确；烷烃的特征反应是取代反应，②项正确；碳原子数相邻的两种烷烃在分子组成上相差一个“CH2”，③项错误；故正确的是①②，答案选D。

2．答案：D

解析：氯气与氢气可在光照或点燃条件下发生化合反应生成氯化氢，故A不选；次氯酸具有不稳定性，在光照条件下发生：2HClO2HCl＋O2↑，故B不选；光照条件下，氯气与甲烷发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等有机物和氯化氢，故C不选；甲烷与氧气在点燃的条件下反应，光照条件下不反应，故D选。

3．答案：A

解析：天然气与煤、柴油相比燃烧时生成的污染物较少，而且天然气的热值大，故天然气是较清洁的能源，故①正确；CH4的相对分子质量为：12＋4＝16；CO2的相对分子质量为：12＋16×2＝44；因为16<44，故相同质量的上述两种气体，CH4的物质的量更大，产生温室效应更明显的是CH4，故②正确；天然气燃烧生成二氧化碳，二氧化碳过多会使全球气候变暖，带来温室效应，故③错误。答案选A。

4．答案：C

解析：烷烃分子中碳原子之间以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部与氢原子结合而达到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键均为单键，A正确；烷烃都能与Cl2发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，B正确；因通式CnH2n＋2中的氢原子已饱和，故符合CnH2n＋2的有机物只能是烷烃，C错误；随着分子中碳原子数的增多，烷烃的分子间作用力增大，熔、沸点逐渐升高，D正确。

5．答案：C

解析：生成标准状况下二氧化碳的体积为17.92 L，则0.2 mol烃中含碳原子物质的量为n(C)＝＝0.8 mol，生成水的质量为18 g，则0.2 mol烃中含氢原子物质的量为n(H)＝×2＝2 mol，则1 mol烃中n(C)＝0.8 mol×5＝4 mol，n(H)＝2 mol×5＝10 mol，则该烃的分子式为C4H10，故选C。

6．答案：C

解析：根据燃烧通式CxHy＋(x＋0.25y)O2―→xCO2＋0.5yH2O进行计算。

根据燃烧通式可知，气态烃各1 mol，耗氧气量：甲烷燃烧需要2 mol，丙烷燃烧需要5 mol，丁烷燃烧需要6.5 mol，乙烷需要3.5 mol，故消耗氧气最多的是丁烷。答案为C。

7．答案：A

解析：设该烃的化学式为CxHy，反应前后的压强不变，则气体的总物质的量不变，结合反应的化学方程式判断。

设该烃的化学式为CxHy，根据：CxHy＋(x＋)O2―→xCO2＋H2O，燃烧前后容器内(温度高于100 ℃)压强保持不变，则气体的总物质的量不变，则有：1＋x＋＝x＋，解之得y＝4，即烃中含有的H原子数为4，A选项符合题意；答案选A。

8．答案：A

解析：在标准状况下水为液态，由CH4＋2O2CO2＋2H2O知，11.2 L甲烷和22.4 L氧气恰好反应，最后只剩下二氧化碳，其体积为11.2 L，故选A。

9．答案：B

解析：根据取代反应的定义“有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应”进行判断。

CH3Cl中的H原子被Cl原子取代生成CH2Cl2，属于取代反应，故A不符合题意；甲烷燃烧属于氧化反应，不属于取代反应，故B符合题意；CH3CH2Br中的Br原子被羟基取代生成CH3CH2OH，属于取代反应，故C不符合题意；CH3CH3中的H原子被Cl原子取代生成C2H5Cl，属于取代反应，故D不符合题意。

10．答案：C

解析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4消耗4 mol氯气，D错误。

11．答案：A

解析：CH3CH2CH2CH3中有2种不同的氢原子，所以一氯代物有2种，A正确；CH3CH2CH(CH3)CH3中有4种不同的氢原子，所以一氯代物有4种，B错误；C(CH3)4中有1种氢原子，所以一氯代物有1种，C错误；CH3C(CH3)2CH2CH3中有3种不同的氢原子，所以一氯代物有3种，D错误。

12．答案：B

解析：烷烃分子中每个碳原子形成的四个共价键全是单键，①项正确；分子组成上满足CnH2n＋2(n≥1)的有机物一定是烷烃，②项正确；丙烷分子中3个碳原子一定不在同一直线上，但可以在同一平面上，③项正确；烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但能与O2发生氧化反应，④项错误；CH3CH(CH3)CH2CH3有4种不同化学环境的氢，其一氯代物有四种，⑤项正确；碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的有机物可能是链状烷烃或环烷烃，⑥项错误。说法正确的有4个，答案选B。

13．答案：C

解析：因Si与C同主族，由甲烷可类推硅烷。甲硅烷与甲烷的沸点高低可根据两者的相对分子质量大小比较，相对分子质量较大的其沸点较高；氢化物的热稳定性可根据同主族元素氢化物的性质递变规律来推理，元素的非金属性越强，其气态氢化物就越稳定

由烷烃通式CnH2n＋2可推知硅烷的通式为SinH2n＋2(n≥1)，故A正确；乙硅烷(SiH3SiH3)的一氯代物有两种氢，则二氯代物有两种同分异构体，故B正确；甲硅烷(SiH4)的相对分子质量比甲烷(CH4)大，则甲硅烷(SiH4)沸点比甲烷(CH4)高，故C不正确；非金属性Si<C，则甲硅烷热稳定性小于甲烷，故D正确。

关键能力综合练

1．答案：D

解析：根据题意可知，E是甲烷，G是氯气，L是一氯甲烷，M是氯化氢。

根据分析可知L是一氯甲烷，常温常压下是一种无色气体，故A错误；E是CH4，分子中只有C—H键，属于极性键，故B错误；G是氯气，不能使干燥的有色布条褪色，可以使湿润的有色布条褪色，故C错误；甲烷与氯气在光照条件下发生的反应就是取代反应，故D正确。

2．答案：A

解析：CH3CH3的分子式为C2H6，的分子式为C4H10，三者均可以用通式CnH2n＋2来表示，A正确；由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，三者均为化合物，其他烷烃也为化合物，不互为同素异形体，B错误；三者都是烷烃，但甲烷中只含C—H极性共价键，不含非极性共价键，C错误；三者都是烷烃，化学性质相似，但熔、沸点等物理性质不相同，D错误。

3．答案：A

解析：直链烷烃的分子通式为CnH2n＋2，由题意得2n＋2＝18，解得n＝8，该直链烷烃的分子式是C8H18，故选A。

4．答案：B

解析：含有5个碳原子的链状烷烃即为戊烷，其同分异构体有3种，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷，故B正确。

5．答案：A

解析：烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化，沸点逐渐升高；碳原子数相同的烃，支链越多，熔、沸点越低。②、④中碳原子都是5个，②无支链，所以沸点：②＞④；①、③中碳原子数为4，③的支链比①多，比②、④中碳原子数都少，所以沸点：②＞④＞①＞③；故沸点按由高到低的顺序排列是②④①③，故选A。

6．答案：C

解析：CHCl3中的H原子被Cl原子取代，属于取代反应，①符合题意；反应2HI＋Cl2===2HCl＋I2，为Cl2将HI中的I－置换出来，属于置换反应，②不符合题意；反应CH4＋2O2CO2＋2H2O中，C的化合价由－4价变为＋4价，O的化合价由0价变为－2价，发生了电子的转移，属于氧化还原反应，③不符合题意；CH3CH2CN分子中“—CH2—”上的1个H原子被Cl原子取代，属于取代反应，④符合题意；CH3CH2OH分子中的—OH被Br原子取代，属于取代反应，⑤符合题意；综上①④⑤符合题意，答案选C。

7．答案：B

解析：正戊烷分子中氢原子有3种，一氯代物有3种；正己烷分子中氢原子有3种，一氯代物有3种，所以二者一氯代物数目相同，故A不选；新戊烷()只有1种氢原子，一氯代物有1种，异丁烷()有2种H原子，一氯代物有2种，故B选；环戊烷和乙烷都只有一种氢原子，一氯代物只有一种，故C不选；丙烷有2种H原子，一氯代物有2种，有2种H原子，一氯代物有2种，故D不选。

8．答案：D

解析：通常情况下，烷烃比较稳定，分子中不存在不饱和键，不能使溴水褪色，A不符合题意；烷烃可以在空气中燃烧，生成CO2和H2O，B不符合题意；烷烃在光照条件下能与氯气发生取代反应，C不符合题意；烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D符合题意；答案选D。

9．答案：C

解析：烷烃的通式为CnH2n＋2，C元素的质量分数为＝，则随n值增大，碳元素的质量分数逐渐增大，故A正确；和的结构相似、分子组成相差一个CH2原子团，二者互为同系物，故B正确；为丙烷的球棍模型，故C错误；CH3CH3的一氯代物只有1种，C5H12有3种同分异构体，其中的一氯代物也只有1种，故D正确；故选C。

10．答案：(1)1.8　5　(2)0.2　(3)0.6　(4)3∶1

解析：(1)生成水的质量为102.9 g－101.1 g＝1.8 g，生成的正盐即CaCO3的质量为×100 g·mol－1＝5 g；(2)生成的水中氢元素的质量为×2 g·mol－1＝0.2 g；(3)生成的CO2中碳元素的质量为×12 g·mol－1＝0.6 g；(4)碳元素与氢元素的质量比为0.6∶0.2＝3∶1。

学科素养升级练

1．答案：D

解析：主链5个C，则乙基只能在3号C上，甲基可以在2号C或者3号C上，所以有如下2种：，D正确。

2．答案：A

解析：由题意知，该有机物充分燃烧消耗O2物质的量n(O2)＝＝11 mol，由烷烃燃烧通式CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O，得＝11，解得n＝7，即该烷烃中有7个碳，即C7H16，由题意知，该有机物含4种氢，故答案选A。

3．答案：D

解析：乙烷分子中只有一种氢原子，所以一氯代物同分异构体只有1种，二氯代物的同分异构体有2种，故A错误；丙烷分子中有2种氢原子，所以一氯代物同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有4种，即CH3CH2CHCl2，CH3CCl2CH3、CH3CHClCH2Cl、ClCH2CH2CH2Cl，故B错误；正丁烷分子中有2种氢原子，所以一氯代物同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有6种，即CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl，CH3CCl2CH2CH3，CH3CHClCHClCH3，故C错误；正戊烷分子中有3种氢原子，所以一氯代物同分异构体有3种：CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3；当一氯代物为CH3CH2CH2CH2CH2Cl时，二氯代物有5种：CH3CH2CH2CH2CHCl2、CH3CH2CH2CHClCH2Cl、CH3CH2CHClCH2CH2Cl、CH3CHClCH2CH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2CH2Cl；当一氯代物为CH3CH2CH2CHClCH3时，二氯代物有3种：CH3CH2CH2CCl2CH3、CH3CH2CHClCHClCH3、CH3CHClCH2CHClCH3；当一氯代物为CH3CH2CHClCH2CH3时，二氯代物有1种：CH3CH2CCl2CH2CH3；所以正戊烷的二氯代物的同分异构体共有9种，故D正确；答案选D。

4．答案：(1)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl

(2)a　(3)3 mol　(4)9

解析：(1)C装置中生成CH3Cl的化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；(2)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；(3)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0.1 mol，可以设其物质的量分别是x mol、(x＋0.1) mol、(x＋0.2) mol、(x＋0.3) mol，则x mol＋(x＋0.1) mol＋(x＋0.2) mol＋(x＋0.3) mol＝1 mol，解得x＝0.1，参加反应的氯气的物质的量为0.1 mol＋(2×0.2) mol＋(3×0.3) mol＋(4×0.4) mol＝3 mol；(4)丁烷有两种结构，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。