2023年高考化学一轮复习 考点32 烷烃 模拟测试

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考点32  烷烃模拟检测 1．(2022·吉林市第十二中学期中)关于烷烃性质的叙述中，不正确的是(   )A．烷烃同系物随着相对分子质量增大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．烷烃跟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、KMnO4溶液褪色【答案】D【解析】A项，烷烃同系物随着相对分子质量增大，范德华力增大，熔沸点增大，因此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，故A正确；B项，烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大，故B正确；C项，烷烃跟纯净的卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃燃烧时生成二氧化碳和水，故C正确；D项，烷烃同系物不与溴水、KMnO4溶液反应，不能使溴水、KMnO4溶液褪色，故D错误。故选D。2．(2022·吉林省长春市实验中学期中)下列有关链状烷烃的叙述错误的是(   )A．通式为CnH2n+2，随n的增大，烷烃的沸点逐渐升高B．烷烃在空气中都能燃烧，发生氧化反应C．在光照条件下，烷烃能与氯气、溴的四氯化碳溶液等发生取代反应D．烷烃分子中C原子均采取sp3杂化【答案】C【解析】A项，链状烷烃通式为CnH2n+2，随n的增大，相对分子质量增大，范德华力增大，烷烃的沸点逐渐升高，故A正确；B项，烷烃在空气中都能燃烧生成二氧化碳和水，发生氧化反应，故B正确；C项，在光照条件下，烷烃能与氯气、溴蒸气等纯净的卤素单质发生取代反应，不能与溴的四氯化碳溶液反应，故C错误；D项，烷烃分子中C原子价层电子对数为4，则均采取sp3杂化，故D正确。故选C。3．(2022·江西省万载中学月考)0.1mol某链状烷烃完全燃烧生成13.44LCO2(已换算成标准状况下)，下列说法正确的是(   )A．该烷烃的分子式为C6H12B．该烷烃的同分异构体有6种C．1mol该烷烃完全燃烧需要消耗9.5molO2D．同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同【答案】C【解析】A项，0.1mol某链状烷烃完全燃烧生成13.44LCO2(已换算成标准状况下)，反应产生CO2的物质的量n(CO2)==0.6mol，则烷烃分子中含有的C原子数目为N(C)==6，根据烷烃分子式通式CnH2n+2可知：当n=6时，H原子数目为14，故该烷烃分子式是C6H14，A错误；B项，根据选项A分析可知烷烃分子式为C6H14，其可能的同分异构体为CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、、，共5种不同结构，B错误；C项，该烷烃分子式是C6H14，其完全燃烧方程式为：2C6H14+19O212CO2+14H2O，2mol物质完全燃烧消耗19molO2，则1mol该烷烃完全燃烧需要消耗9.5molO2，C正确；D项，乙烯和甲烷中氢的质量分数不同，所以相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧生成的水的质量不同，D错误；故选C。4．(2022·四川省树德中学月考)标况下三种等物质的量的气态烷烃的体积为2升，完全燃烧需氧气11升(标况)，则该三种烷烃可能为(   )A．甲烷、乙烷、正丁烷 B．甲烷、丙烷、异丁烷C．乙烷、正丁烷、异戊烷 D．乙烷、丙烷、新戊烷【答案】D【解析】假设该气态烃的平均组成为CnH2n+2，根据燃烧通式和阿伏伽德罗定律，气体的体积比等于物质的量之比等于反应方程式中系数之比，根据燃烧通式有： 解得n=，三种等物质的量的气态烷烃即三种烷烃的碳原子数目之和为10。A项，甲烷、乙烷、正丁烷即1+2+4≠10，A不合题意；B项，甲烷、丙烷、异丁烷即1+3+5≠10，且异戊烷在标准状况下为液态，B不合题意；C项，乙烷、正丁烷、异戊烷       即2+4+5≠10，且异戊烷在标准状况下为液态，C不合题意；D项，乙烷、丙烷、新戊烷即2+3+5=10，D符合题意；故选D。5．(2022·黑龙江省鸡西市第四中学期中)C6H14的各种同分异构体中，所含甲基数和它的一氯取代物的数目与下列叙述不相符的是(   )A．4个甲基，能生成4种一氯代物 B．3个甲基，能生成4种一氯代物C．3个甲基，能生成5种一氯代物 D．2个甲基，能生成3种一氯代物【答案】A【解析】A项，含4个甲基，则有(CH3)2CHCH(CH3)2和(CH3)3CCH2CH3两种结构，前一种有2种一氯代物，后一种有3种一氯代物，即不可能生成4种一氯代物，A错误；B项，3个甲基，结构为(CH3CH2)2CHCH3，能生成4种一氯代物，B正确；C项，含3个甲基，结构为(CH3)2CHCH2CH2CH3有5种一氯代物，C正确；D项，含2个甲基，为CH3CH2CH2CH2CH2CH3，有3种H原子，则有3种一氯代物，D正确； 故选A。6．(2022·江西省景德镇一中期中)下列说法中不正确的是(     )A．1mol苯乙烯()中含有的键数为4NAB．等质量的烃完全燃烧，耗氧量最多的是甲烷C．在某有机物分子中含a个—CH3，n个—CH2—，m个，其余为羟基，则含羟基的个数最多为m‒a +2D．在有机物分子中处于同一平面内的碳原子数最多有13个【答案】A【解析】A项，苯环不存在碳碳双键，1mol苯乙烯中含有的碳碳双键数为NA，故A错误；B项，烃分子氢元素含量越高，消耗氧气越多，甲烷是烃中含氢量最高的，则等质量的烃完全燃烧，耗氧量最多的是甲烷，故B正确；C项，若只连接甲基分三种情况：①-CH2-在两端时，不管多少个-CH2-只能连接两个-CH3，m个-CH-，能连接m个-CH3，②-CH2-在开端或末尾时，不管多少个-CH2-只能连接1个-CH3，m个-CH-连接m+1个甲基，③-CH-在两端时，-CH2-不连甲基，m个-CH-连接m+2个-CH3，这三种情况所连的甲基数都为m+2，由于分子中含有a个-CH3，所以连接羟基的个数为m+2-a．故C正确；D项，苯环为平面形结构，与苯环直接相连的原子在同一个平面上，又因为单键可以旋转，则有机物()分子中处于同一平面内的碳原子数最多有13个，故D正确。故选A。7．(2022·河南省郑州市巩义、中牟、登封等六县联考)二环[3，2，1]辛烷(，每个拐点均表示有一个碳原子，氢原子按碳四价补齐)是一种桥环化合物。下列关于该化合物的说法正确的是(   )A．该化合物的分子式为C8H12B．该化合物的一元羟基取代产物有4种C．该化合物能够发生取代反应，但不能发生氧化反应D．该化合物分子中所有的碳原子不可能共平面【答案】D【解析】A项，由二环[3，2，1]辛烷结构可知，该化合物的分子式为C8H14，故A错误；B项，该化合物的等效氢共有5种，所以一元羟基取代产物有5种，故B错误；C项，该化合物属于环状烷烃，能够发生取代反应，也可以燃烧发生氧化反应，故C错误；D项，该化合物分子中所有的碳原子均为饱和碳原子，不可能都共平面，故D正确；故选D。8．(2022·浙江省宁波市北仑中学选考模拟)某烃类物质的分子键线式可表示为，下列有关说法正确的是(   )A．该烃碳原子连接形成的结构为平面等边四边形B．相邻的碳碳键形成的夹角为90度C．由于成环碳原子之间的单键不能自由旋转，碳环上两个相同的取代基(不与同一个碳原子相连)会出现在碳环同侧(顺式)或异侧(反式)，该烃的二氯代物中有两组互为顺反异构D．该物质与丙烷互为同系物【答案】C【解析】A项，物质的分子键线式可知，该烃中碳原子各形成两对共价键，剩余两对孤对电子，碳原子的价层电子对数为4对，碳原子采用sp3杂化，由于碳原子间的键长都相等，故碳原子连接形成的结构为空间等边四边形(如图所示：)，故A错误；B项，该烃中碳原子各形成两对共价键，剩余两对孤对电子，碳原子的价层电子对数为4对，碳原子采用sp3杂化，四个碳原子不在同一个平面内，相邻的碳碳键形成的夹角不可能为90度，键角约为111.5°，故B错误；C项，该烃的二氯代物有：①当两个氯原子取代在一个碳原子上时，只有一种结构，，②当两个氯原子取代在两个碳原子上时，处在相邻和相对的位置，分别有两种结构：和、和，这两组结构互为顺反异构，故C正确；D项，该物质为环丁烷，环丁烷的分子式为C4H8，通式为CnH2n，丙烷的分子式为C3H8，通式为CnH2n+2，环丁烷与丙烷的通式不相同，结构不相似，不能互为同系物，故D错误；故选C。9．(2022·江苏省泰州中学高二期中)为解决污染、变废为宝，我国科研人员研究在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图所示。下列说法错误的是(   )A．X、Y互为同系物B．过程I、II、III都有副产物H2O产生C．X的沸点小于YD．X、Y的一氯代物都有4种(不考虑立体异构)【答案】B【解析】反应I中二氧化碳与氢气反应生成一氧化碳与水；反应II中一氧化碳与氢气生成烯烃；反应III中烯烃转变为烷烃X。A项，X、Y都属于烷烃，分子组成上相差1个 CH2 ，因此二者互为同系物，A正确；B项，根据转化过程图可知，过程Ⅲ只有烯烃与氢气反应，没有氧元素参与反应，所以不会产生 H2O ，B错误；C项，X、Y互为同系物，Y的相对分子质量大，分子间作用力强，沸点高，C正确；D项，由X、Y的结构简式可知，二者均有4种不同化学环境的氢原子，所以二者的一氯代物均有4种，D正确；故选B。10．(2022·河南省高三模拟)已知丙烷与Br2发生一元取代反应的机理如下(、X*表示自由基)：I．Br2(g)→2Br*(g) △H1II．CH3CH2CH3(g)+Br*(g)→CH3CH2H2(g)+HBr(g) △H2CH3CH2CH3(g)+Br*(g)→+CH3HCH3(g)+HBr(g) III．CH3CH2H2(g)+Br*(g)→CH3CH2CH2Br(g) △H3CH3HCH3(g)+Br*(g)→CH3CHBrCH3(g) II是决定反应速率的关键步骤，其“能量一反应进程”如图所示。下列说法错误的是(   )A．△H1、△H2、均大于0B．稳定性：CH3HCH3>CH3CH2H2C．丙烷与Br2发生一元取代反应的产物以CH3CH2CH2Br为主D．适当升高温度，可以提高产物中CH3CH2CH2Br的比例【答案】C【解析】A项，Br2中存在Br-Br变为Br原子，断开化学键需要吸收能量，则△H1＞0，由图可知CH3CH2CH3(g)+Br*(g)→CH3CH2H2(g)+HBr(g)，反应物的能量低，生成物的能量高，则△H2＞0，＞0，A项正确；B项，能量越低稳定性越高，由图可知，CH3HCH3能量小于CH3CH2H2能量，则稳定性：CH3HCH3＞ CH3CH2H2，B项正确；C项，CH3HCH3能量小于CH3CH2H2能量，则丙烷与Br2发生一元取代反应的产物以CH3CHBrCH3为主，C项错误；D项，适当升高温度，分子能量升高，可以产生CH3CH2CH2Br的活化分子增多，可以提高产物中CH3CH2CH2Br的比例，D项正确；故选C。11．(2022·江西省南城县第二中学月考)丙烷卤代反应的部分反应机理(以Cl2为例)如下：I．Cl2(g)→2Cl·(g)II．CH3CH2CH3(g)+Cl·(g)→(g)+HCl(g)III．(g)+Cl2(g)→CH3CHClCH3(g)+Cl·(g)其中，II步反应为决速步骤，能量随反应进程的变化如图，下列说法不正确的是(   )A．氯代时I步反应的ΔH大于溴代时B．稳定性：小于C．丙烷中不同基团上碳氢键断裂吸收的能量不同D．丙烷氯代产物中与溴代产物中近似相等【答案】D【解析】A项，氯代和溴代第一步断裂Cl-Cl键和Br-Br键，断键需要吸热，Cl-Cl键键长短，键能大，故ΔH大于溴代的，A正确；B项，能量越低，产物越稳定，B正确；C项，烷烃中氢原子活性叔氢>仲氢>伯氢，故氢原子环境不同，C-H键键能有差别，丙烷中含有仲氢和伯氢，断裂C-H键吸收的能量不同，C正确；D项，丙烷氯代产物的活化能差值较小，而两种溴带产物的活化能差值较大，得到产物的难度不一样，故所得产物比例不相等，D错误；故选D。12．(2022·上海市月考)在烷烃分子中，—CH3、—CH2—、、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n1、n2、n3、n4表示。例如：分子中n1=6，n2=1，n3=2，n4=1。试根据不同烷烃的组成和结构，分析烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。(1)烷烃分子中氢原子数为n0，n0与n1、n2、n3、n4的关系是：n0=_____或n0=_____。(2)四种碳原子数之间的关系为n1=_______。(3)若某分子中n2=n3=n4=1，则该分子的结构简式可能是_______。(4)若某种共价化合物分子中含有C、N、H三种元素，其数目分别用a、b、c表示，则氢原子数目最多为c=_______。(5)若某种共价化合物分子中只含有C、N、O、H四种元素，其数目分别用a、b、c、d表示，则氢原子数目最多为d=_______。【答案】(1)  3n1+2n2+n3     2(n1+n2+n3+n4)+2(2)n3+2n4+2(3)， ，(4)c=2a+2+b(5)d=2a+2+b【解析】(1)伯、仲、叔、季碳原子上连接的氢原子数分别为3、2、1、0，则n0=3n1+2n2+n3；烷烃中的碳原子数n=n1+n2+n3+n4，根据烷烃的通式CnH2n+2，则n0=2(n1+n2+n3+n4)+2；(2)由(1)中两种关系式的共同点：均为烷烃中H的总数，可知两种表达式结果相等，即3n1+2n2+n3=2(n1+n2+n3+n4)+2，解得n1= n3+2n4+2；(3)据-CH3、-CH2-、 、的结构特点知：-CH3在端点， 、、-CH2-必在链的中间，满足条件的为： ， ，  ；(4)共价化合物分子中，C原子满足四价原则，N原子满足三价原则，C原子数目一定时，每增加一个N原子，就增加一个H原子，C原子数目为a时，H原子数目最多为2a+2，在此基础上增加b个N原子，则增加b个H原子，则H原子数目最多为c=2a+2+b；(5)比较相同C原子数目的烷烃和饱和一元醇的分子式通式，可知增加O原子，对H原子数目没有影响，则H原子数目最多仍为d=2a+2+b。C．所有碳原子均处同一平面D．生成1 molC5H12至少需要2 molH2【答案】C【解析】A、分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，螺[2，2]戊烷的分子式为C5H8，环戊烯的分子式也是C5H8，结构不同，互为同分异构体，A正确；B、分子中的8个氢原子完全相同，二氯代物中可以取代同一个碳原子上的氢原子，也可以是相邻碳原子上或者不相邻的碳原子上，因此其二氯代物超过两种，B正确；C、由于分子中4个碳原子均是饱和碳原子，而与饱和碳原子相连的4个原子一定构成四面体，所以分子中所有碳原子不可能均处在同一平面上，错误；D、戊烷比螺[2，2]戊烷多4个氢原子，所以生成1 molC5H12至少需要2 molH2，正确。