化学选择性必修3第一节 烷烃同步达标检测题

第二章　第一节

A　级·基础达标练

一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)

1．下列各组物质中属于同系物的是(　B　)

A．

B．CH2＝CH2与CH3CH＝CH2

C．氕H和氘D(H与H)

D．金刚石与石墨

解析：A项中两者为同种物质，错误；CH2＝CH2与CH3CH＝CH2互为同系物，B项正确；氕和氘互为同位素，C项错误；金刚石和石墨互为同素异形体，D项错误。

2．下列烃的命名正确的是(　D　)

A．3,3,5-三甲基-4-乙基己烷

B．3,5,5-三甲基庚烷

C．3,3-二甲基-4-异丙基己烷

D．2,2,3-三甲基丁烷

3．有关烷烃的命名正确的是(　A　)

A．　2-甲基丁烷

B．　2,4,4-三甲基戊烷

C．　1,3二甲基丁烷

D．如图所示烷烃的名称为异戊烷

解析：A项分子中最长碳链上有4个碳原子，甲基在2号碳原子上，其名称为2-甲基丁烷，正确；B项分子中最长碳链上有5个碳原子，支链位于2、2、4号碳原子上，其名称为2,2,4-三甲基戊烷，错误；C项分子名称为2-甲基戊烷，错误；D项中分子名称为2-甲基戊烷，错误。

4．下列有机物的系统命名中，正确的是(　D　)

A．新戊烷 B．2-甲基-3-乙基丁烷

C．2,3-二甲基丙烷 D．2-甲基-3-乙基戊烷

解析：新戊烷属于习惯命名，不属于系统命名，故A错误；2-甲基-3-乙基丁烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH(CH2CH3)CH3，选择的碳链不是最长的，正确的命名为2,3-二甲基戊烷，故B错误；2,3-二甲基丙烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3，选择的碳链不是最长的，正确的命名为2-甲基丁烷，故C错误；2-甲基-3-乙基戊烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH(CH2CH3)CH2CH3，符合烷烃命名规则，故D正确。

5．下列烷烃命名错误的是(　C　)

A．2-甲基戊烷 B．3-乙基戊烷

C．3,4-二甲基戊烷 D．3-甲基己烷

解析：2-甲基戊烷名称中主链5个碳，离取代基近的一端编号得到，2-甲基戊烷，名称符合命名原则，故A正确；3-乙基戊烷中主链5个碳，离取代基近的一端编号得到3-乙基戊烷，名称符合命名原则，故B正确；3,4-二甲基戊烷中主链5个碳，离取代基近的一端编号得到2,3-二甲基戊烷，名称不符合命名原则，故C错误；3-甲基己烷中主链6个碳，离取代基近的一端编号得到，3-甲基己烷，名称符合命名原则，故D正确。

6.我国深海开采可燃冰技术世界领先。可燃冰的部分结构如图所示(图中忽略了原子的相对大小)，其结构可以看作是水分子构建的“笼子”中锁住了甲烷。有关说法正确的是(　B　)

A．CH4和H2O之间通过共价键结合

B．H2O和H2O分子之间存在氢键

C．CH4和H2O分子之间存在氢键

D．可燃冰汽化时破坏了化学键

解析：CH4和H2O之间通过范德华力结合，故A错误；氧元素的电负性比较强，一个水分子中的氧原子与另一水分子中的氢原子形成氢键，H2O和H2O分子之间存在氢键，故B正确；CH4和H2O分子之间存在范德华力，故C错误；可燃冰汽化时破坏了分子间作用力，故D错误。

7．下列关于烷烃的说法正确的是(　C　)

A．丙烷(C3H8)发生取代反应生成的C3H7Cl的结构只有一种

B．丙烷分子中3个碳原子在一条直线上

C．分子中含有7个碳原子的烷烃在常温下为液态

D．烷烃分子为直链式结构，不可以带支链

解析：丙烷分子中等效氢有两种，发生取代反应生成的C3H7Cl的结构有两种，故A错误；丙烷中三个碳原子不在一条直线上，三个碳原子呈角形，故B错误；常温下，碳原子数在5～16的烷烃，一般为液态，因此含有7个碳原子的烷烃在常温下为液态，故C正确；烷烃的分子为直链式结构，可以带支链，故D错误。

8．下列有关甲烷的说法中，不正确的是(　B　)

A．通常情况下，甲烷很稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应

B．光照条件下，甲烷能与溴水发生取代反应，CH3Br、CH2Br2、CHBr3、CBr4均只有一种空间结构

C．将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在漫射光的照射下充分反应，生成物中物质的量最大的是HCl

D．甲烷燃烧放出大量的热，是一种很好的气体燃料

解析：在通常情况下，甲烷性质稳定，甲烷与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应，故A正确；光照条件下，甲烷与溴水不反应，与溴蒸气可发生取代反应，故B错误；将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在漫射光的照射下充分反应，生成物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，CH4有剩余，Cl2全部反应生成氯代烃和HCl，则生成物中物质的量最大的是HCl，故C正确；CH4燃烧生成二氧化碳和水，放出热量，是一种很好的气体燃料，故D正确。

9．环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物。下列关于螺环化合物的说法正确的是(　B　)

A．螺[2.2]戊烷所有碳原子共平面

B．螺[3.3]庚烷的二氯代物有7种(不考虑立体异构)

C.可命名为螺[4.5]辛烷

D.是环氧乙烷()的同系物

解析：该结构中存在饱和碳原子，即所有碳原子不可能共面，故A错误。B中2个氯原子处于同一环上时，在同一碳原子上有2种位置，在不同碳原子上也有2种位置；2个氯原子在不同环上时，第一个氯原子有如图2种位置：，处于1号位置时，另外环上的氯原子有2种位置，处于2号位置时，另外环上的氯原子有1种位置(去掉重复)，二氯代物共有7种，故B正确。根据A、B中有机化合物的命名可知，可以命名为螺[3.4]辛烷，故C错误；D中二者分子式通式不同，则二者不互为同系物，故D错误。

二、非选择题

10．(1)假设甲烷与足量氯气充分反应，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：　CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl　。

(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为  D  。

A．CH3Cl、HCl

B．CCl4、HCl

C．CH3Cl、CH2Cl2

D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl

(3)如图，经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是  B  。

A．升高 B．降低

C．不变 D．无法确定

(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到  白色胶状沉淀生成  。

(5)右端玻璃管的作用是  平衡气压  。

解析：(1)甲烷中的氢原子可以被氯原子取代，甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物即四氯化碳的化学方程式为CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。

(2)甲烷和氯气在光照条件下发生逐步取代反应，但是多步取代反应是同时进行的，所以得到的产物与甲烷和氯气的物质的量之比无关，故得到的产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，则D正确。

(3)经过几个小时的反应后，消耗氯气，反应中气体的物质的量减少，所以压强减小，且生成的HCl能够溶解于水，U形管右端的水柱降低。

(4)若水中含有Na2SiO3，生成的HCl能够溶解于水，能与Na2SiO3反应，在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成。

(5)右端玻璃管和大气相通，可平衡气压。

B　级·能力提升练

一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)

1．烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷与氯气反应的部分历程如下：

①引发：Cl2―→Cl·＋Cl·等

②链反应：Cl·＋CH4―→CH3·＋HCl　CH3·＋Cl2―→Cl·＋CH3Cl等

③终止：Cl·＋Cl·―→Cl2　Cl·＋·CH3―→CH3Cl等

以下说法错误的是(　D　)

A．引发时可以通过热辐射、光照等条件

B．链反应可以周而复始、反复进行

C．产物中将出现CH3CH3

D．有机产物只有四种

解析：烷烃发生卤代反应的条件为光照，所以引发时可以通过热辐射、光照等条件，故A正确；依据反应历程可知Cl·在链反应中先消耗后生成，所以链反应可以周而复始、反复进行，故B正确；两个·CH3可以结合生成CH3－CH3，所以产物中可以出现CH3CH3，故C正确；依据分析可知甲烷与氯气发生取代反应的有机产物有五种，故D错误。

2．甲烷是一种重要的清洁燃料和化工原料。下列有关甲烷与氧气的反应说法错误的是(　CD　)

A．甲烷在氧气中燃烧为放热反应

B．甲烷与氧气的燃烧反应原理可以设计成原电池

C．甲烷在氧气中燃烧的能量转化形式主要是化学能转化为光能

D．1 mol甲烷与足量氧气混合发生反应2CH4＋O22CH3OH时，转移2NA个电子

解析：甲烷在氧气中燃烧为放热反应，故A正确；甲烷燃烧为自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，故B正确；甲烷在氧气中燃烧产生大量的热，能量转化形式主要是化学能转化为热能，故C错误；1 mol甲烷与足量氧气混合发生反应2CH4＋O22CH3OH，反应为可逆反应，不能进行到底，所以转移电子数少于2NA个，故D错误。

3．如图分别代表溴甲烷和三级溴丁烷发生水解的反应历程。下列说法错误的是(　AB　)

Ⅰ：CH3Br＋NaOH―→CH3OH＋NaBr

Ⅱ：(CH3)3CBr＋NaOH―→(CH3)3COH＋NaBr

A．反应Ⅰ的ΔH>0

B．增加氢氧化钠的浓度可使反应Ⅰ和Ⅱ速率都增大

C．反应Ⅱ有两个过渡态

D．反应过程中反应Ⅰ和Ⅱ都有C－Br键的断裂和C－O键的形成

解析：反应Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，所以反应Ⅰ的ΔH<0，故A错误；反应Ⅱ中卤代烃先自身转变为过渡态，然后氢氧根离子与过渡态的有机物结合，氢氧化钠不直接和卤代烃一起转化到活化态，所以增加氢氧化钠的浓度不能使反应Ⅱ速率增大，故B错误；由图可知，(CH3)3CBr先转化为(CH3)3C…Br，再转化为(CH3)3C…OH，所以反应Ⅱ有两个过渡态，故C正确；反应过程中反应Ⅰ和Ⅱ都是卤代烃转化为醇，即都存在C－Br键的断裂和C－O键的形成，故D正确。

二、非选择题

4．环丙烷可作为全身麻醉剂，环己烷是重要的有机溶剂。下面是部分环烷烃及烷烃衍生物的结构简式、键线式和某些有机化合物的反应式(其中Pt、Ni是催化剂)。

回答下列问题：

(1)从反应1～3可以看出，最容易发生开环加成反应的环烷烃是  环丙烷  (填名称)，判断依据为  环丙烷与H2反应所需温度最低  。

(2)环烷烃还可与卤素单质、卤化氢发生类似的开环加成反应，如环丁烷与HBr在一定条件下反应，其化学方程式为　＋HBrCH3CH2CH2CH2Br　(不需注明反应条件)。

(3)写出鉴别环丁烷与丁烯的一种方法：  利用酸性KMnO4溶液，能使酸性KMnO4溶液褪色的为丁烯，不能使酸性KMnO4溶液褪色的为环丁烷  。

5．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：

试回答下列问题：

(1)请写出C装置中生成CH2Cl2的化学方程式：

　CH4＋2Cl2CH2Cl2＋2HCl　。

(2)B装置有三种功能：①均匀混合气体；

②  控制气流速率  ；③  干燥混合气体  。

(3)D装置的名称为  球形干燥管  ，其作用是  防止倒吸  。

(4)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  a  (填字母)。

a．分液法　　b．蒸馏法　　c．结晶法

(5)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  3 mol  。

(6)已知丁烷与氯气的取代反应的产物之一为C4H8Cl2，其有  9  种同分异构体。

解析：(1)C装置中生成CH2Cl2的反应是甲烷和氯气光照发生取代反应，反应的化学方程式：CH4＋2Cl2CH2Cl2＋2HCl。

(2)浓硫酸具有吸水性，因为甲烷和氯气中含有水蒸气，所以浓硫酸可干燥混合气体，还可以控制气流速度，能均匀混合气体。

(3)D装置的名称为球形干燥管，其作用是防止倒吸。

(4)反应生成的有机产物不易溶于水，而HCl极易溶于水，可以采用分液方法分离提纯，用于分液的仪器是分液漏斗，故选a。

(5)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，其物质的量分别是0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol；发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3 mol＋4×0.4 mol＝3 mol。

(6)C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一移一”法，C4H8Cl2共有9种同分异构体。