高中第二章 烃第一节 烷烃课时训练

第二章   烃

第一节   烷 烃

【基础巩固】

1.(2022·广东东莞)下列有关烷烃的叙述中,正确的是 (　)

①在烷烃分子中,所有的化学键都是单键

②烷烃中除甲烷外,都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去

③分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃

④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应

⑤光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色

A.①③⑤    B.②③     C.①④ D.①②④

解析:①烷烃分子中碳原子形成四个共价键全是单键,形成的烷烃为饱和链烃,正确;②烷烃均不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,错误;③分子通式为CnH2n+2的烃,满足碳原子的价键形成的全是单键,是饱和烃,所以一定是烷烃,错误;④烷烃的通性是饱和碳原子上的氢原子在一定条件下与氯气发生取代反应,所以烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,正确;⑤乙烷与溴水不能发生化学反应,错误。故选C项。

答案:C

2.按照有机化合物的命名规则,下列命名中正确的是 (　)

A.1,2-二甲基戊烷

B.2-乙基丁烷

C.3-乙基己烷

D.3,4-二甲基戊烷

解析:主链不是最长,应为3-甲基己烷,A项错误;主链不是最长,应为3-甲基戊烷,B项错误;取代基的位号之和应最小,正确命名为2,3-二甲基戊烷,D项错误。

答案:C

3.(2022·广东东莞)某有机化合物的系统命名是2,2,3,3-四甲基戊烷,其结构简式书写正确的是 (　)

A.

B.

C.

D.

解析:2,2,3,3-四甲基戊烷,主链为戊烷,含有5个碳,在2号碳和3号碳上各有两个甲基,该有机化合物的结构简式为。

答案:C

4.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

解析:设气态烃的分子式为CxHy,其完全燃烧的化学方程式为CxHy+O2xCO2+H2O,则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为 mol,将各选项分别代入,比较可知C4H10耗氧量最多。

答案:C

5.下列烷烃分子中去掉一个氢原子后所得的烃基的结构最多的是 (　)

A.甲烷 B.乙烷     C.丙烷     D.丁烷

解析:丙基有两种结构,丁基有四种结构。

答案:D

6.下列物质的沸点由高到低排列顺序正确的是 (　)

①丁烷　②2-甲基丙烷　③戊烷　④2-甲基丁烷   ⑤2,2-二甲基丙烷

A.①>②>③>④>⑤

B.⑤>④>③>②>①

C.③>④>⑤>①>②　

D.②>①>⑤>④>③

解析:对于烷烃,碳原子数越多,沸点越高;对于碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低。因此,沸点由高到低的顺序为③>④>⑤>①>②。

答案:C

7.有机化合物的名称是 (　)

A.2-乙基-3,3-二甲基戊烷

B.3,3-二甲基-4-乙基戊烷

C.3,3,4-三甲基己烷

D.3,4,4-三甲基己烷

解析:对于烷烃而言,命名的第一步是找准主链,考虑到给出结构中碳链的右起第二个碳原子连有乙基(—C2H5),所以该有机化合物的主链并不是水平方向的直链。根据烷烃的命名方法可知,该烷烃的系统名称为3,3,4-三甲基己烷,C项正确。

答案:C

8.在1.013×105Pa下,某些烷烃的沸点见下表。下列说法中正确的是 (　)

A.标准状况时,新戊烷是气体

B.20 ℃时,C5H12都是液体

C.烷烃随碳原子数的增加,沸点逐渐降低

D.C5H12随支链数的增加,沸点逐渐降低

解析:新戊烷的沸点是9.5 ℃,标准状况下是液体,20 ℃时是气体;烷烃随碳原子数的增加,沸点逐渐升高;C5H12的三种同分异构体中,随支链数增加,沸点逐渐降低。

答案:D

9.下列烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代物的有 (　)

A.2-甲基丙烷

B.环戊烷

C.2,2-二甲基丁烷

D.3-甲基戊烷

解析:2-甲基丙烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH3,其分子中有2种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有2种;环戊烷中5个碳原子完全等效,只有1种一氯代物;2,2-二甲基丁烷的结构简式为,有3种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有3种;3-甲基戊烷的结构简式为CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,分子中有4种不同化学环境的氢原子,其一氯代物有4种。

答案:B

【拓展提高】

10.“辛烷值”是表示汽化器式发动机燃料抗爆性能好坏的一项重要指标。汽油中异辛烷的爆震程度最小,将其辛烷值定为100,如图所示是异辛烷的球棍模型,则异辛烷的系统名称为 (　)

A.1,1,3,3-四甲基丁烷　

B.2,2,4-三甲基-戊烷

C.2,4,4-三甲基戊烷

D.2,2,4-三甲基戊烷

解析:根据球棍模型,可知异辛烷的结构简式为,其系统名称为2,2,4-三甲基戊烷。

答案:D

11.某烷烃的一个分子里含有9个碳原子,其一氯代物只有两种,该烷烃是 (　)

A.正壬烷　　　　　　　　　　

B.2,6-二甲基庚烷

C.2,2,4,4-四甲基戊烷　　　　

D.2,3,4-三甲基己烷

解析:由题给条件可知,该烷烃分子中只能有两种氢原子,这样其一氯代物才有两种,而其中一定会有—CH3结构,且处于对称位置,从而可写出其结构简式:,名称为2,2,4,4-四甲基戊烷。

答案:C

12.下列说法中正确的是 (　)

A.分子式为C7H16的烷烃,含有3个甲基的同分异构体有2种

B.烷烃的通式为CnH2n+2,随n值增大,碳元素的质量分数逐渐减小

C.分子通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃

D.异戊烷与2-甲基丁烷互为同系物

解析:分子式为C7H16的烷烃,含有3个甲基的同分异构体有3种,A项错误;烷烃的通式为CnH2n+2,碳元素的质量分数为×100%=×100%,则随n值增大,碳元素的质量分数逐渐增大,B项错误;异戊烷与2-甲基丁烷为同一种物质,D项错误。

答案:C

13.下列表格中烷烃的一氯代物只有一种,仔细分析其结构和组成的变化规律,判断第4位烷烃的分子式是 (　)

A.C36H70 B.C36H72        C.C53H106   D.C53H108

解析:根据题目规律,所有氢原子等效,则一氯代物为1种。第3位烷烃分子中氢原子被甲基取代,第3位烷烃中氢原子数为36,故第4位烷烃含甲基36个,含氢原子个数为36×3=108,含碳原子个数为=53,即第4位烷烃分子式为C53H108。

答案:D

14.土卫六是环绕土星运行的一颗卫星。据媒体报道,土卫六表面的海洋中有可能存在生命,又知这些海洋的主要成分是液态甲烷、乙烷以及这两种物质构成的聚合物。下列说法中错误的是 (　)

A.土卫六表面的海洋中富含有机化合物

B.土卫六表面的海洋中含有正四面体结构的分子

C.甲烷分子中含4种共价键

D.土卫六表面的海洋中主要含两种元素

答案:C

15.(2022·广东汕尾)(1)按照系统命名法写出下列烷烃的名称。

①　                ; 

②　               ; 

③　                   ; 

④　                 ; 

⑤　                 。 

(2)根据下列有机化合物的名称,写出相应的结构简式。

①2,4-二甲基戊烷:　              ; 

②2,2,5-三甲基-3-乙基己烷:　                 。 

答案:(1)① 3,3,4,6-四甲基辛烷　②3,3,5-三甲基庚烷　③ 4-甲基-3-乙基辛烷　④3,3,4-三甲基己烷　⑤2,5-二甲基-3-乙基庚烷

(2)①

②

【挑战创新】

16.(2022·广东东莞)已知某链状烷烃分子中含有的电子数为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　    。 

(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乙只有一种化学环境的氢,写出乙与Cl2按照1∶1的比例发生反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　。 

③键线式是以线表示共价键,每个折点或端点表示一个碳原子,并省略书写氢原子的一种表示有机化合物结构的式子,如异丁烷可表示为“”,请分析这一表示方式的要领,写出丙的键线式:　     。 

(3)该烷烃的同系物中不存在同分异构体的共有　　　　种。 

解析:链状烷烃的通式为:CnH2n+2,碳原子含有6个电子,氢原子含有1个电子,则该有机化合物分子中含有的电子数为6n+2n+2=42,解得n=5,该烷烃的分子式为C5H12。

(1)由分析可知该烷烃的分子式为C5H12,1 mol该烷烃含有的化学键的数目为16NA。

(2)①烷烃分子中,碳原子数相同时,在相同条件下,所带支链越多,其沸点越低,因甲在相同条件下沸点最高,所以甲为正戊烷,甲的结构简式是CH3CH2CH2CH2CH3,有3种等效氢,故其一氯代物有3种;②因乙只有一种化学环境的氢,所以乙是新戊烷,则与Cl2按照 1∶1 的比例发生反应的化学方程式为:+Cl2+HCl;③由题意分析可知丙是异戊烷,则丙的键线式为。

(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)3　+ Cl2+HCl　

(3)3

17.(2022·广东东莞)有A、B、C三种烃,已知:

①B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3。

②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有3种。

③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;Br2的CCl4溶液遇A不褪色,其一氯代物只有1种。

请回答下列问题。

(1)B的最简式为　,分子式为 　　　　　　,其二溴代物有　　　　种。 

(2)C的三种二氯代物的结构简式分别为　　　　、　　　　、　　　　　。 

(3)A的结构简式为　　　　　　　　,名称为　　　　　　　　。 

解析:B完全燃烧的产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3,则B中碳原子和氢原子的个数比为2∶(3×2)=1∶3,B的最简式为CH3;烃分子中的氢原子数一定为偶数,则B的分子式至少为C2H6,由于氢原子数已经达到饱和,则B的分子式为C2H6;C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有3种,则物质C中含有的碳原子数≤4,分别根据甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的二氯代物种类确定C的结构简式;A是B分子中的氢原子被甲基取代的产物,则A的结构简式为。

(1)根据分析可知,B的分子式为C2H6,该物质为乙烷,其结构简式为CH3CH3,最简式为CH3,乙烷的二溴代物有CH2Br—CH2Br、CH3—CHBr2,共有两种不同的结构。(2)C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有3种,则C中含有的碳原子数≤4,根据甲烷二氯代物有1种、乙烷二氯代物有2种、丙烷二氯代物有4种,正丁烷二氯代物有7种,异丁烷二氯代物有3种,可推知烃C为异丁烷,其二氯代物的结构简式为:、、

;

(3)A是乙烷分子中的H原子全部被—CH3取代产生的物质,则A的结构简式为,该物质分子中最长碳链上有4个C原子,从左端为起点,给主链上的碳原子编号,以确定支链—CH3连接在主链碳原子上的位置,该物质名称为2,2,3,3-四甲基丁烷。

答案:(1)CH3　C2H6　2

(2)　

(3)　2,2,3,3-四甲基丁烷