化学人教版高中选择性必修三（2019年新编）2.1 烷烃（精练）

2.1烷烃（精练）题组一烷烃的结构与性质题组一烷烃的结构与性质1．（2022·全国·高二）某链状烷烃的相对分子质量为72，与氯气反应生成的一氯代物只有一种，则该烷烃的结构简式为A．CH3—C(CH3)2—CH3 B．CH3—CH(CH3)—CH2—CH3C．(CH3)3C—C(CH3)3 D．CH3—CH2—CH2—CH2—CH3【答案】A【解析】某烷烃的相对分子质量为72，则根据烷烃的通式可知，即为戊烷。因为与氯气反应生成的一氯代物只有一种，说明该烷烃中只有一种类型的氢原子，即为新戊烷，则该烷烃的结构简式为，A项正确；答案选A。6．（2021·云南省楚雄天人中学高二阶段练习）下列关于烷烃性质的叙述正确的是A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐降低B．在光照条件下，烷烃易与溴水发生取代反应C．烷烃易被酸性高锰酸钾溶液氧化D．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物【答案】D【解析】A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐升高，A错误；B．在光照条件下，烷烃易与溴单质发生取代反应，和溴水不反应，B错误；C．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，C错误；D．烷烃的取代反应是逐步进行的，且卤代反应很难得到纯净的产物，D正确；故选D。3．（2021·青海·西宁市海湖中学高二期中）将①丁烷②2—甲基丙烷③正戊烷④2—甲基丁烷⑤2，2—二甲基丙烷等物质的沸点按由高到低排列，顺序正确的是：A．①②③④⑤ B．⑤④③②① C．③④⑤①② D．②①⑤④③【答案】C【解析】由烷烃中碳原子个数越多，沸点越大，则沸点戊烷＞丁烷；同分异构体中支链越多，沸点越低，则2，2-二甲基丙烷＜2-甲基丁烷＜正戊烷，2-甲基丙烷＜丁烷，故沸点大小顺序为：正戊烷＞2-甲基丁烷＞2，2-二甲基丙烷＞丁烷＞2-甲基丙烷，即：③＞④＞⑤＞①＞②，故选：C。4．（2021·吉林·前郭尔罗斯蒙古族自治县蒙古族中学高二阶段练习）下列数值都是烃的相对分子质量，其对应的烃一定为链状烷烃的是A．54 B．28 C．72 D．82【答案】C【解析】A．14n=54，解得n=4，少2，分子式为C4H6，其对应的烃为炔烃或二烯烃等，故A错误；B．相对分子质量为28的烃可以是C2H4，是乙烯，故B错误；C．14n=72，解得n=5余2，符合链状烷烃的通式，分子式为C5H12，其对应的烃为戊烷，故C正确；D．14n=82，解得n=6，少2，分子式为C6H10，其对应的烃为炔烃或二烯烃，故D错误；故选C。5．（2021·全国·高二）下列有关烷烃的叙述中，不正确的是A．在烷烃分子中，所有的化学键都是单键B．分子通式为CnH2n+2的烃是烷烃C．烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去D．所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应【答案】C【解析】A．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，每个碳原子都形成四个单键，故A正确；B．分子通式为CnH2n+2的烃，满足碳原子的价键是分子中形成的全是单键，是饱和烃，所以一定是烷烃，故B正确；C．烷烃的结构决定了化学性质，碳原子是饱和状态，所以均不能使KMnO4(H+)溶液褪色，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：C。6．（2021·广东·湛江二十一中高二期中）下列五种烃：①2-甲基戊烷、②2，2-二甲基丁烷、③正己烷、④丙烷、⑤丁烷，按它们的沸点由低到高排列正确的是A．①②③④⑤ B．②③④⑤①C．③①②④⑤ D．④⑤②①③【答案】D【解析】烷烃中碳原子数越多，相对分子质量越大，沸点越高；相对分子质量相同，支链越多，沸点越低，所以沸点由低到高排列是④丙烷、⑤丁烷、②2，2－二甲基丁烷、①2－甲基戊烷、③正己烷，④⑤②①③；答案选D。7．（2021·浙江浙江·高一阶段练习）下列物质不会与乙烷发生化学反应的是A．酸性KMnO4溶液 B．Cl2 C．Br2 D．O2【答案】A【解析】A．乙烷比较稳定，不能与酸性高锰酸钾溶液反应，故A选；B．乙烷在光照下与氯气发生取代反应，故B不选；C．乙烷在光照下与溴单质发生取代反应，故C不选；D．乙烷可以在氧气中燃烧，故D不选；故选：A。8．（2021·全国·高二）下列关于烷烃的说法不正确的是A．C4H10有两种不同的结构B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大C．烷烃可以与氯水发生取代反应而使其褪色D．烷烃在较高温度下会发生分解【答案】C【解析】A．C4H10有、两种不同的结构，A正确；B．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，B正确；C．烷烃需要与氯气在光照或者加热才能发生取代反应，与氯水不发生取代反应，C错误；D．烷烃在较高温度下会发生裂化或者裂解等分解反应，D正确；答案选C。9．（2021·甘肃·古浪县第五中学高二开学考试）下列有关烷烃的说法中正确的是A．烷烃的分子组成都满足CnH2n+2(n≥1)，彼此都是同系物B．戊烷(C5H12)有三种同分异构体C．CH3Cl只有一种结构，说明甲烷是正四面体结构而不是平面结构D．正丁烷的四个碳原子可以在同一条直线上【答案】B【解析】A．符合通式CnH2n+2的一定是烷烃，但符合通式CnH2n+2的不同物质一定互为同系物，还可能是同分异构体，A错误；B．C₅H₁₂的同分异构体一共有三种，分别为正戊烷、异戊烷和新戊烷，B正确；C．无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，CH3Cl都不存在同分异构体，即CH3Cl只有一种结构，不能说明甲烷是正四面体结构还是平面结构，C错误；D．烷烃分子中有多个碳原子呈锯齿形连接，碳原子不在一条直线上，D错误；故选B。10．（2022·全国·高二）下列叙述错误的是A．甲烷与氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应B．烷烃中除甲烷外，很多都能使KMnO4酸性溶液的紫色褪去C．符合分子通式CnH2n+2的烃一定是烷烃D．烷烃分子中的碳原子都采取sp3杂化【答案】B【解析】A．甲烷是饱和链烃，与氯气反应无论生成、、还是，都属于取代反应，A项正确；B．烷烃是饱和链烃，性质稳定不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项错误；C．烷烃是唯一的饱和链状烃，所有烷烃均符合分子通式，C项正确；D．烷烃的结构与甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取杂化，D项正确；故选：B。11．（2021·全国·高二课时练习）下列不属于取代反应的是A．CH4+Cl2CH3Cl+HClB．CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClC．CH4+4Cl2CCl4+4HClD．CH2=CH2+H2CH3CH3【答案】D【解析】A．反应CH4+Cl2CH3Cl+HCl中，-Cl取代-H，为取代反应，故A不符合题意；B．反应CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl中，-Cl取代-H，为取代反应，故B不符合题意；C．反应CH4+4Cl2CCl4+4HCl中，-Cl取代-H，为取代反应，故C不符合题意；D．反应CH2=CH2+H2CH3CH3为加成反应，故D符合题意；故选D。12．（2021·全国·高二课时练习）如图所示表示页岩气中某些烃分子的结构模型：（1）有机化合物乙的名称为_______，有机化合物甲与有机化合物乙互为_______。（2）有机化合物甲的二氯取代物有_______种；请你根据甲烷分子的空间结构推测，有机化合物乙中最多有_______个C原子在同一平面内。（3）有机化合物甲和乙的沸点：甲_______(填“>”“=”或“<”)乙，1mol甲和乙的混合气体完全燃烧消耗O2的物质的量为_______mol。【答案】（1）异丁烷(或2-甲基丙烷)同分异构体（2）63（3）>6.5【解析】（1）根据有机化合物乙的空间填充模型可知，乙的结构简式为，名称为异丁烷(或2-甲基丙烷)；根据有机化合物甲的球棍模型可知，甲的结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3，有机化合物甲和乙的分子式相同，均为C4H10，而结构不同，二者互为同分异构体。（2）根据甲的碳骨架结构分析，甲的二氯代物有6种。根据CH4分子的空间结构示意图可知，CH4分子中最多有3个原子在同一平面内，相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代，则有机化合物乙分子中最多有3个C原子在同一平面内。（3）甲和乙互为同分异构体，甲没有支链，乙有支链，因此沸点甲>乙。甲和乙的分子式均为C4H10，1molC4H10完全燃烧消耗6.5molO2。13．（2021·全国·高二）写出下列各烷烃的分子式。(1)1L烷烃A的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下的水蒸气，A为________。(2)分子中含有25个共价键的烷烃B为________。(3)0.1mol烷烃C完全燃烧，消耗标准状况下的，C为________。(4)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃D为________。【答案】（1）C14H30（2）C8H18（3）C3H8（4）C4H10【解析】(1)1L烷烃A的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下的水蒸气，可知其分子中应含有30个氢原子，则A分子式为C14H30。(2)由CnH2n+2可知，1个分子中含有(2n+2)个C−H键，(n−1)个C−C键，所以(2n+2)+(n−1)=25，即n=8，所以烷烃B的分子式为C8H18。(3)0.1mol烷烃C完全燃烧，消耗标准状况下的，，，n=3，即C为C3H8。(4)室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃应为CH3CH2CH2CH3，D分子式为C4H10。14．（2021·安徽·屯溪一中高二期中）有机物的结构式中，四价的碳原子以一个、两个、三个或四个单键分别连接一、二、三或四个其它碳原子时，被分别称为伯、仲、叔或季碳原子。若其数目分别用a、b、c、d表示：(1)对烷烃(除甲烷外)，下列说法正确的是____。A．a的数目与b的数目的大小无关B．c增加1，a就会增加3C．d增加1，a就会增加2D．b增加1，a就会增加2(2)若某烷烃分子中，b=c=d=1则满足此条件的该分子的结构可能有____种，写出其中一种的名称____。(3)人们在对烷烃分子空间结构的研究中发现某一系列的烷烃分子只有一种一卤取代物。如：这一系列具有一定的规律性，当一种烃分子的﹣H全部被﹣CH3取代后，它的一卤代物异构体数目不变。试回答：①请写出上一系列第4种烷烃的化学式____。②请写出上一系列所有烷烃化学式的通式____。【答案】（1）AC（2）32，2，3-三甲基戊烷(或2，2，4-三甲基戊烷、2，3，3-三甲基戊烷)（3）①C53H108②CH(n≥1，且为正整数)【解析】(1)A．根据题意，伯碳原子a有3个H，仲碳原子b有2个H，叔碳原子c有1个H，季碳原子d没有H，对于烷烃(CnH2n+2)而言，以下等式成立：3a+2b+c=2×(a+b+c+d)+2，故a=c+2d+2，所以无论b是多少(即有多少个仲碳原子)，a的数目都没有影响，故A正确；

B．根据a=c+2d+2可知，c增加1，a就会增加1，故B错误；C．由于a=c+2d+2可知，d增加1，a就会增加2，故C正确；D．根据A的分析可知，b增加1，a不变，故D错误；故答案为：AC；(2)由b=c=d=1得，a=a=c+2d+2=5，即-CH3有5个，其余各有一个，符合此条件的烷烃的结构有3种：CH3CH2C(CH3)2CH(CH3)CH3，名称为：2，3，3-三甲基戊烷；CH3CH2CH(CH3)C(CH3)2CH3，名称为：2，2，3-三甲基戊烷；CH3CH(CH3)CH2C(CH3)2CH3，名称为：2，2，4-三甲基戊烷；(3)①解决本小题可以先求出通式，根据②的通式，将n=4代入，得碳原子数为2×3(4-1)-1=53，氢原子数目为4×3(4-1)=108，所以第4种烷烃的化学式为C53H108；②甲烷、新戊烷、十七烷分子中氢原子个数为等比数列：4、12、36…公比q=3，根据等比数列通项公式an=a1q(n-1)，可知此烷烃的氢原子通项为4×3(n-1)，设第n项的分子式为CmH2m+2，可得2m+2=4×3(n-1)，解得m=2×3n-1-1，即该烷烃的碳原子通项为2×3n-1-1，所以该系列烷烃的化学式的通式为CH(n≥1，且为正整数)。题组二甲烷题组二甲烷1．（2021·福建泉州）实验室用如图1所示的装置(夹持装置略)，进行甲烷与氯气在光照条件下的反应实验。下列说法错误的是A．可发生反应：B．光照一段时间后，产生如图2所示实验现象C．反应过程中，饱和食盐水中有NaCl晶体析出D．若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生反应【答案】B【解析】A．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，会生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，甲烷的一氯代反应可表示为：，故A正确；B．反应后生成的CH3Cl为气体，不溶于水，故试管不能充满液体，故B错误；C．反应生成的HCl溶于饱和食盐水中，氯离子浓度增大，抑制了部分氯化钠的溶解，则饱和食盐水中有NaCl晶体析出，故C正确；D．甲烷和乙烷均为烷烃，结构相似化学性质相似，若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生反应，故D正确；答案选B。2（2021·陕西金台·）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，下列说法正确的是A．该反应的反应类型是置换反应B．甲烷和氯气在光照条件下反应，能生成五种含氯的化合物C．试管内黄绿色变浅，最终充满液体D．若甲烷与氯气完全反应，则生成的各有机物的物质的量相等【答案】B【解析】A．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，选项A错误；B．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，共五种含氯的化合物，选项B正确；C．由于氯气与甲烷发生反应，所以试管中气体颜色变浅，因生成的一氯甲烷为气体，不溶于水，故最终无法充满液体，选项C错误；D．若甲烷与氯气完全反应，无法确定生成的各有机物的物质的量，即生成的各有机物物质的量不一定相等，选项D错误；答案选B。3．（2021·河北·石家庄二中高二期中）甲烷与氯气在光照条件下反应(装置如图)，实验现象及解释均正确的是现象解释A试管内气体颜色逐渐变浅氯气溶于水B试管内出现少量白雾反应生成气体C试管内壁产生油状液滴油状液滴全部是D试管中液面降低试管内气压增大【答案】B【解析】A．试管内气体颜色逐渐变浅是因为氯气与甲烷反应，A错误；B．试管内出现少量白雾，是因为反应生成易溶于水形成的，B错正确；C．试管内壁产生油状液滴除了四氯甲烷还可能有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷等，C错误；D．氯气与甲烷反应生成氯代烷和，试管中气压降低，液面升高，D错误；故选B。4．（2021·陕西·长安一中高二阶段练习）兴趣小组在实验室中模拟利用甲烷和氯气发生取代反应制取副产品盐酸，设计如图装置，下列说法错误的是A．实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷B．装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用C．装置C经过一段时间的强光照射后，生成的物质有4种D．从D中分离出盐酸的方法为分液【答案】C【解析】A．实验时先点燃A处的酒精灯，产生的氯气可以排除装置内的空气，故A正确；B．装置B中的浓硫酸用于吸收混合气体中的水，同时减缓气流，故B正确；C．甲烷与氯气反应的产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和HCl共五种物质，故C错误；D．甲烷与氯气反应的产物中一氯甲烷为气体，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷均不溶于水，且密度大于水，在水中出现分层现象，通过分液可以分离出盐酸，故D正确；故选C。5．（2021·浙江·宁波市北仑中学高一期中）将甲烷和适量的混合后光照充分反应，先后生成、、、的物质的量依次增多，反应后无存在，则参加反应的物质的量为A． B． C． D．【答案】B【解析】2mol甲烷和氯气混合后光照充分反应，反应后无甲烷存在，根据生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.2mol，可设CH3Cl其物质的量为xmol，则CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量分别是xmol、(x+0.2)mol、(x+0.4)mol、(x+0.6)mol，根据碳元素守恒可得关系式xmol+(x+0.2)mol+(x+0.4)mol+(x+0.6)mol=2mol，求得x=0.2mol，所以CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量分别是0.2mol、0.4mol、0.6mol、0.8mol，发生取代反应时，有一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.2mol+2×0.4mol+3×0.6mol+4×0.8mol＝6mol，故答案选B。6．（2021·浙江浙江）关于CH4分子的空间结构。历史上科学家们曾提出过两种模型，如图所示：最终为确定CH4的空间结构应为正四面体而非平面正方形，提供强有力的证据的事实是A．∠H-C-H的键角相同、C-H键长相等 B．结构对称，一氯代物无同分异构体C．CH4的二氯代物无同分异构体 D．CH4的三氯代物无同分异构体【答案】C【解析】A．正四面体结构中，键角、键长分别相等，平面正方形结构中，键角、键长也分别相等，因此键角相同、键长相等无法证明甲烷的空间构型为非平面正方形，A不符题意；B．正四面体结构、平面正方形结构，结构均对称，其一氯代物均只有一种，无法证明甲烷的空间构型为非平面正方形，B不符题意；C．若CH4的空间结构为平面正方形，则其二氯代物必有2种，分别是两个氯位于相邻顶点上和对角线上，CH4的二氯代物无同分异构体，说明甲烷不是平面正方形而是正四面体形，C符合题意；D．正四面体结构、平面正方形结构的三氯代物均只有1种结构，因此CH4的三氯代物无同分异构体无法证明甲烷的空间构型为非平面正方形，D不符题意；答案选C。7．（2021·四川遂宁）利用甲烷与氯气发生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下：根据设计要求回答：(1)装置E的名称是___________，D装置中使用球形干燥管的作用___________。(2)写出CH4与Cl2生成一氯代物的化学反应方程式___________，该反应的类型是___________(3)B装置有三种功能：①控制气体流速；②干燥气体；③___________。(4)若D装置中盛有AgNO3溶液，现象是有白色沉淀产生。此现象并不能说明该有机反应的类型。为了证明该反应有HCl生成，将装置进行改进：①在A、B装置间增加一个盛有___________的洗气瓶；②___________。(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：___________【答案】（1）分液漏斗防倒吸CH4+Cl2CH3Cl+HCl取代使气体混合均匀①饱和食盐水溶液(或其它合理答案均可)②在C、D间增加一个盛有CCl4(获CS2或其它合理答案均可)的洗气瓶③【解析】(1)装置E是分液漏斗；生成的氯化氢易溶于水，故D的作用为防倒吸；(2)CH4与Cl2生成一氯甲烷的化学反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl；该反应为取代反应；(3)B装置还有使气体混合均匀的作用；(4)①生成的氯气中有氯化氢，故用饱和食盐水溶液除去氯化氢；②如要证明为取代反应，需证明有氯化氢生成。因为生成的氯化氢中还有氯气，也可以与硝酸银产生沉淀，故应除去氯气，用在C、D间增加一个盛有CCl4(获CS2或其它合理答案均可)的洗气瓶；(5)黑色小颗粒应为碳，故反应方程式为。8．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1:4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式__，该反应的反应类型是___。(2)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是___。A．升高B．降低C．不变D．无法确定(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到__。(4)将1molCH4和一定物质的量的Cl2混合均匀，以漫射光照射使CH4与Cl2发生取代反应。反应后CH4与Cl2均无剩余，且生成了等物质的量的四种有机取代物，则参加反应的Cl2的物质的量是__。【答案】（1）CH4+4Cl2CCl4+4HCl取代反应（2）B（3）有白色胶状沉淀生成（4）2.5mol【解析】(1)U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1:4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略，将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间，假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，由于甲烷和氯气的体积比为1:4，则反应生成CCl4和HCl，反应的化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；该反应类型为取代反应；故答案为：CH4+4Cl2CCl4+4HCl；取代反应；(2)由于反应生成的HCl极易溶于水而被水吸收，经过几个小时的反应后，U形管左端气体分子数减少、气体压强减小，则U形管左端的水柱升高、右端的水柱降低，选B；故答案为：B；(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会发生反应：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓，则在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成；故答案为：有白色胶状沉淀生成；(4)将1molCH4和一定物质的量的Cl2混合均匀，以漫射光照射使CH4与Cl2发生取代反应，反应后CH4与Cl2均无剩余，且生成了等物质的量的四种有机取代物，根据C守恒，生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4物质的量均为0.25mol，根据甲烷与Cl2发生取代反应的特点（1molH原子被取代时消耗1molCl2、同时生成1molHCl），参与反应的Cl2的物质的量为n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)=0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol；故答案为：2.5mol。9．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气完全反应且只生成一种有机物，写出反应的化学方程式___________。(2)该反应的反应类型为___________(3)经过几个小时的反应，U形管右端的水面变化是___________。A．升高B．降低C．不变D．无法确定(4)右端玻璃管的作用是___________。(5)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到现象是___________。(6)若水中含有AgNO3，则水中反应离子方程式___________(7)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为___________(填字母)。A．、HClB．、HClC．、D．、、、、HCl(8)若把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是___________(填字母)①黄绿色逐渐消失②试管壁上有黄色油珠出现③水位在试管内上升到一定高度④水槽内有少量晶体析出⑤液面上有白雾A．①③B．①②③C．①②③④⑤D．①②④⑤【答案】（1）取代反应B平衡压强有白色胶状沉淀生成Ag++Cl-=AgCl↓DC【解析】(1)甲烷和氯气体积比为1：4，说明氯气足量，可以取代甲烷中所有的氢原子，假设完全反应，且只有一种有机物，只能是，反应的化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl，故答案为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；(2)甲烷在光照条件下被氯气逐步取代为，所以反应类型是取代反应，故答案为取代反应；(3)经过几小时反应后，消耗氯气，反应混合物的物质的量减少，且生成的氯化氢易溶于水，所以压强减少，U形管右端的玻璃管中水柱降低，故答案为：B(4)左端是封闭体系，有气体存在，故右端玻璃管的作用是平衡压强；(5)因为甲烷和氯气发生取代反应，产物中有氯化氢，氯化氢极易溶于水，使溶液呈酸性，若水中含有硅酸钠，，所以在U形管左端会看到有白色胶状沉淀生成，故答案为：有白色胶状沉淀生成；(6)由(5)知，溶液中有，电离出和，水中的会电离出，会发生反应，故答案为：；(7)甲烷和氯气的取代反应是有机反应，反应是逐步进行的，即使是甲烷和氯气1：1混合，也会所有反应都进行，所以产物中有、、、和，所以答案选D；(8)①氯气是黄绿色气体，生成物一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷，四氯化碳和氯化氢都是无色气体，随反应进行，气体颜色变浅直至消失，所以此项正确；②二氯甲烷，三氯甲烷，四氯化碳都是液态有机物，氯气是黄绿色，易溶于有机物，所以试管壁上会有黄色油珠，所以此项正确；③反应产物中有氯化氢，极易溶于水，导致试管内压强减小，水进入试管，水位上升，但生成的一氯甲烷为气体，难溶于水，溶液不会充满试管，只能上升到一定高度，所以此项正确；④生成物氯化氢易溶于水，使溶液中氯离子浓度增大，导致有氯化钠固体析出，水槽内有少量晶体析出，所以此项正确；⑤生成物中的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气会出现白雾，所以此项正确；综上，①②③④⑤均正确，故答案为：C。10．（2021·吉林·长春外国语学校）如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1:4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，写出发生反应的化学方程式___________________。(2)经过几个小时的反应，U形管右端的水面变化是________。A．升高B．降低C．不变D．无法确定(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到__________________________________________。(4)右端玻璃管的作用是________________________________。(5)若把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是_______________________①黄绿色逐渐消失②试管壁上有黄色油珠出现③水位在试管内上升到一定高度④水槽内有少量晶体析出⑤液面上有白雾A．①③B．①②③C．①②③④⑤D．①②④⑤(6)CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5)CH=CHCH3用系统命名法命名，其名称为__________________【答案】（1）CH4＋4Cl2CCl4＋4HClB有白色胶状沉淀生成平衡压强C4、5、5、6—四甲基—4—乙基—2—庚烯【解析】(1)甲烷与氯气能发生取代反应有①CH4+Cl2CH3Cl+HC1；②CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl；③CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl；④CHCl3+Cl2CCl4+HCl，如果甲烷与氯气反应充分，且只生成一种有机物，则该反应方程式：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl，故答案：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl。(2)由反应方程式可知，反应生成的CCl4是液体，反应后气体的物质的量减少，且生成的HCl易溶于水，所以左端压强减小直至为零，气柱消失，右端的水面降低，所以B符合题意，故答案：B。(3)若水中含有Na2SiO3，生成的HCl能够溶解于水，能与Na2SiO3反应生成硅酸，硅酸不溶于水，所以在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成，故答案：有白色胶状沉淀生成。(4)因为甲烷与氯气能发生取代反应，最终能生成CCl4为液态物质，生成的HCl能够溶解于水，使反应中气体的物质的量减少，压强减小，U形管右端的玻璃管中水柱降低，所以右端玻璃管的作用是平衡压强，故答案：平衡压强。(5)①氯气是黄绿色气体，氯代甲烷和氯化氢都是无色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化物，所以气体颜色变浅，最终逐渐消失，故①正确；②二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳都是液态有机物且不溶于水，所以瓶内壁有油状液滴生成，故②正确；③该反应中有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水导致试管内压强减小，水进入试管水位上升到一定高度，故③正确；④氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，故④正确；⑤因为生成的氯化氢溶于水，液面上不会产生白雾，故⑤错误；综上分析①②③④符合题意；故答案：C。(6)根据烯烃的命名原则，从距离官能团最近的一端编号，取代基从简到繁，所以CH3CH(CH3)C(CH3)2C(CH3)(C2H5)CH=CHCH3的系统名称为：4、5、5、6—四甲基—4—乙基—2—庚烯，故答案：4、5、5、6—四甲基—4—乙基—2—庚烯。题组三烷烃的命名题组三烷烃的命名1．（2021·全国·高三专题练习）下列有机物的系统命名正确的是A．2-乙基丁烷 B．3，3-二甲基丁烷 C．2-甲基-1，3-丁二烯 D．2，2-二甲基-3-戊炔【答案】C【解析】A．第二碳原子连接乙基则主碳链还可以增长，不符合命名原则，2-乙基丁烷应改为3-甲基戊烷，A错误；B．主链应从离支链最近的一端起始定位碳原子，3,3-二甲基丁烷应改为2,2-二甲基丁烷，B错误；C．2-甲基-1，3-丁二烯符合系统命名规则，C正确；D．主链应从离官能团最近的一端起始定位碳原子，4,4-二甲基-2-戊炔，D错误；故选C。2．（2021·上海·华东师范大学附属东昌中学高二期中）烷烃的命名是其他种类有机物命名基础，的名称是A．甲基甲基丙烷 B．二甲基丙烷C．戊烷 D．【答案】C【解析】根据烷烃的命名原则，含有5个碳原子，没有支链，名称是戊烷，故选C。3（2021·重庆南开中学高二期末）下列有机物命名正确的是A．2,4,4-三甲基戊烷 B．2-异丙基丁烷C．2,3-二乙基戊烷 D．(CH3)2CHCH(CH3)CH(CH3)22,3,4-三甲基戊烷【答案】D【解析】A．2，2，4-三甲基戊烷，A错误；B．2，3二甲基戊烷，B错误；C．3-甲基-4-乙基己烷，C错误；D．(CH3)2CHCH(CH3)CH(CH3)22,3,4-三甲基戊烷，D正确；答案选D。4．（2021·广东天河·高二期末）某烷烃一个分子里含有九个碳原子，其一氯代物只有两种，这种烷烃的名称是A．正壬烷 B．2，2，4，4-四甲基戊烷C．2，6-二甲基庚烷 D．2，3，4-三甲基乙烷【答案】B【解析】某烷烃的1个分子中含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，说明该有机物结构对称，且对称结构为-C(CH3)3，有机物整体结构简式为(CH3)3C-CH2-C(CH3)3，名称为2，2，4，4-四甲基戊烷，综上所述，答案为B。5．（2021·陕西大荔）下列用系统命名法命名的有机物名称正确的是A．4—甲基戊烷 B．2—乙基丁烷C．2，3—二甲基戊烷 D．1，1—二甲基丁烷【答案】C【解析】A．4—甲基戊烷编碳号位置错误，该有机物正确命名为：2—甲基戊烷，故A错误；B．2—乙基丁烷中2号碳位出现了乙基，故正确命名是：3—甲基戊烷，故B错误；C．2，3—二甲基戊烷是正确的命名，故C正确；D．主链选错，正确的名称是2-甲基戊烷，故D错误；故选：C。6．（2021·宁夏·海原县第一中学高二阶段练习）下列烷烃的系统命名中，错误的是A．2，3-二甲基丁烷 B．3，3-二甲基丁烷C．3-乙基戊烷 D．2，2，3，3-四甲基丁烷【答案】B【解析】A．(CH3)2CHCH(CH3)2的名称是2，3-二甲基丁烷，故A正确；B．根据取代基位置和最小的原则，CH3CH2C(CH3)3的名称是2，2-二甲基丁烷，故B错误；C．CH3CH2CH(CH2CH3)2的名称是3-乙基戊烷，故C正确；D．(CH3)3CC(CH3)3的名称是2，2，3，3-四甲基丁烷，故D正确；选B。7．（2021·全国·高二课时练习）下列有机物的命名正确的是A．2-乙基丙烷 B．正辛烷C．2-甲基丁烷 D．2，6-二甲基辛烷【答案】D【解析】A．主碳链为4，甲基在2号碳上，命名应为2-甲基丁烷，A错误；B．主碳链为7，甲基在4号碳上，命名应为4-甲基庚烷，B错误；C．主碳链为5，甲基在3号碳上，命名应为3-甲基戊烷，C错误；D．结构简式可以写为，命名为2，6-二甲基辛烷，D正确；故选：D。8．（2021·全国·高二课时练习）下列属于用系统命名法命名的是A．异丁烷 B．2，3-二甲基丁烷C．新戊烷 D．异戊烷【答案】B【解析】A．异丁烷是(CH3)2CHCH3的习惯命名，A不符合题意；B．2，3-二甲基丁烷，是(CH3)2CHCH(CH3)2的系统命名，B符合题意；C．新戊烷是(CH3)3CCH3的习惯命名，C不符合题意；D．异戊烷是(CH3)2CHCH2CH3的习惯命名，D不符合题意；故选B。9．（2021·全国·高二课时练习）下列用系统命名法命名的有机物名称正确的是A．2—甲基—4—乙基戊烷 B．3，4，4—三甲基己烷C．2，3—二甲基戊烷 D．1，2—二甲基丙烷【答案】C【解析】A．2-甲基-4-乙基戊烷，戊烷的命名中出现了2-乙基，说明选取的主链不是最长碳链，该有机物主链为己烷，在2、4号C个含有一个甲基，该有机物正确命名为：2，4-二甲基己烷，故A错误；B．烷烃命名时，应从离支链近的一端开始编号，当两端离支链一样近时，应从支链多的一端开始编，使支链编号之和必须最小，故正确命名是：3，3，4-三甲基己烷，故B错误；C．2，3—二甲基戊烷是正确的命名，故C正确；D．主链选错，正确的名称是2-甲基丁烷，故D错误；故选：C。10．（2021·全国·高二课时练习）某有机物的名称为2，2—二甲基戊烷，则该有机物的结构简式为A．(CH3)3CCH2CH2CH3 B．CH3CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3C．CH3CH2CH2CH(CH3)2 D．CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)2【答案】A【解析】2，2-二甲基戊烷的主链上有5个碳原子，在2号碳原子上有2个甲基，故结构简式为(CH3)3CCH2CH2CH3，故选A。11．（2021·云南省楚雄天人中学高二阶段练习）下列对有机化合物的命名错误的是A．CH3Cl一氯甲烷B．CH3C(CH3)2CH2CH32，2-二甲基丁烷C．CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)22，4-二甲基戊烷D．CH3CH(CH3)CH2CH33-甲基丁烷【答案】D【解析】A．CH3Cl为一氯甲烷，A正确；B．CH3C(CH3)2CH2CH3为2，2-二甲基丁烷，B正确；C．CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)2为2，4-二甲基戊烷，C正确；D．CH3CH(CH3)CH2CH3为2-甲基丁烷，D错误；答案选D。12（2021·全国·高二课时练习）用系统命名法命名下列烷烃（1）________（2）_______（3）_______（4）_________（5）_______【答案】（1）2-甲基丁烷（2）2，4-二甲基己烷（3）2，5-二甲基-3-乙基己烷（4）3，5-二甲基庚烷（5）2，4-二甲基-3-乙基己烷【解析】（1）根据烷烃的命名原则，对该烃找主链和编号如图，故该烃的名称为：2-甲基丁烷，故答案为：2-甲基丁烷；（2）根据烷烃的命名原则，对该烃找主链和编号如图，故该烃的名称为：2，4-二甲基己烷，故答案为：2，4-二甲基己烷；（3）根据烷烃的命名原则，对该烃找主链和编号如图，故该烃的名称为：2，5-二甲基-3-乙基己烷，故答案为：2，5-二甲基-3-乙基己烷；（4）根据烷烃的命名原则，对该烃找主链和编号如图，故该烃的名称为：3，5-二甲基庚烷，故答案为：3，5-二甲基庚烷；（5）根据烷烃的命名原则，对该烃找主链和编号如图，故该烃的名称为：2，4-二甲基-3-乙基己烷，故答案为：2，4-二甲基-3-乙基己烷。题组四烷烃的同系物题组四烷烃的同系物1．（2021·上海·华东师范大学附属东昌中学高二期中）下列各组有机物中，肯定属于同系物的一组是A．C3H6与C5H10 B．C2H2与C2H4 C．CH4与C2H6 D．C2H2与C6H6【答案】C【解析】A．C3H6与C5H10的通式为CnH2n，可能属于单烯烃，也可能是环烷，不一定属于同系物，A不符合题意；B．C2H2为乙炔，C2H4为乙烯，结构不同，不是同系物，B不符合题意；C．CH4是甲烷，C2H6是乙烷，结构相似且相差CH2，属于同系物，C符合题意；D．C2H2是乙炔，C6H6可以是苯，结构不同，不属于同系物，D不符合题意；故选C。2．（2021·黑龙江·）下列互为同系物的是A．与 B．与 C．与 D．与【答案】D【解析】A．与是同一元素形成的性质不同的两种单质，互为同素异形体，A不合题意；B．与是具有相同数目的质子而不同数目的中子的同一元素的不同原子，互为同位素，B不合题意；C．与是氧元素的两种氢化物，C不合题意；D．与是具有相似的结构在组成上相差一个CH2的物质，故互为同系物，D符合题意；故答案为：D。3．（2021·甘肃·天水市秦州区汪川中）下列关于同系物的说法中，错误的是A．同系物属于同一类物质B．互为同系物的分子中各元素的质量分数一定相同C．同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团D．同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化【答案】B【解析】A．同系物属于同一类物质，所以正确，不符合题意；B．甲烷和乙烷互为同系物，但C、H元素的质量分数不相等，所以错误，符合题意；C．相邻的两种同系物彼此相差一个CH2原子团，所以正确，不符合题意；D．同系物的结构相似，因此化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，所以正确，不符合题意。故选B。4．（2021·广东阳江·高二期末）下列有机物中互为同系物的是A．和B．和C．和D．和【答案】A【解析】A．和结构相同，分子组成上相差一个“CH2”，二者互为同系物，A项选；B．和结构不同，二者不是同系物，B项不选；C．是戊烯，是环己烷，结构不同，二者不是同系物，C项不选；D．是羧酸，是酯，结构不同，二者不是同系物，D项不选；答案选A。5．（2021·天津河北·高二期末）下列各组中的两种有机物，其最简式相同且属于同系物的是A．苯、立方烷 B．乙烯、丙烯C．甲醛、乙酸 D．丁炔、1，3—丁二烯【答案】B【解析】A．苯和立方烷的分子式分别为C6H6、C8H8，最简式相同，苯中含有大π键，与立方烷不是同系物，故A错误；B．乙烯和丙烯的分子式分别为C2H4、C3H6，最简式相同，都含有碳碳双键，属于同系物，故B正确；C．甲醛和乙酸的分子式分别为CH2O、C2H4O2，最简式相同，但是官能团不同，不属于同系物，故C错误；D．丁炔和1，3—丁二烯的分子式都为C4H6，最简式相同，但官能团不同，不属于同系物，故D错误；故选B。6．（2021·河南）下列各组物质互为同系物的是A．金刚石、石墨和C60B．H2、D2和T2C．CH3－CH2－CH2Cl和CH3－CHCl－CH3D．CH2＝CH－CH3和CH3－CH＝CH－CH3【答案】D【解析】A．金刚石、石墨和C60是同素异形体，A错误；B．H2、D2和T2都是氢气的单质，不是同系物，B错误；C．二者是同分异构体，C错误；D．二者结构相似，在组成上相差一个CH2，是同系物，D正确；故选D。7．（2021·辽宁沈阳·高一阶段练习）下列各物质，一定是同系物的是A．分子式为和的烃 B．分子式为和的有机物C．符合通式的烃 D．分子式为和的烃【答案】D【解析】A．分子式为和的烃不一定是同一类有机物，结构不一定相似，因此不一定互为同系物，A错误；B．分子式为和的有机物不一定是同一类有机物，前者可能是醚类，后者一定是醇，二者不一定互为同系物，B错误；C．符合通式的烃可能是烯烃或环烷烃，二者不一定互为同系物，C错误；D．分子式为和的烃均是链状烷烃，结构相似，一定互为同系物，D正确；答案选D。8．（2021·青海·西宁市海湖中学高二期中）下列各组物质中互为同系物的是：A．甲烷与乙烯 B．乙炔与丁炔C．2，2—二甲基丙烷与2—甲基丁烷 D．乙烷与乙烯【答案】B【解析】A．甲烷与乙烯官能团不同，属于不同类物质，不是同系物，故A错误；B．乙炔与丁炔结构相似，组成相差CH2为同系物，故B正确；C．2，2—二甲基丙烷与2—甲基丁烷分子式相同，结构不同，属于同分异构体，故C错误；D．乙烷与乙烯，组成通式不同，乙烷属于烷烃，乙烯属于烯烃，属于不同类物质，不是同系物，故D错误；故选：B。9．（2021·江苏省）下列各组中的两种物质，一定互为同系物的是A．C7H8和C6H6 B．C2H6和C5H12C．CH2Br-CH2Br和C2H5Br D．C2H4和C3H6【答案】B【解析】A．C7H8和C6H6可能是芳香烃，也可能是链状不饱和烃，二者可能不是同系物，A项不选；B．C2H6是乙烷，C5H12是戊烷，二者一定互为同系物，B项选；C．CH2Br-CH2Br是1，2-二溴乙烷，和溴乙烷(C2H5Br)不是同系物，C项不选；D．C2H4是乙烯，C3H6可能是环丙烷，二者可能不是同系物，D项不选；答案选B。10．（2021·山东·德州市实验中学高二期中）下列物质一定属于同系物的是①②③④C2H4⑤CH2=CH—CH=CH2⑥C3H6⑦⑧A．①和② B．④和⑥ C．⑤和⑦ D．⑦和⑧【答案】C【解析】①该有机物为甲苯，含有1个苯环；②为萘，含有两个苯环；③为苯乙烯，含有苯环和碳碳双键；④为乙烯，含有碳碳双键；⑤为1，3-丁二烯，含有两个碳碳双键；⑥为丙烯或者环丙烷；⑦为2-甲基-1，3-丁二烯；⑧为2-甲基-1-丙烯，互为同系物的有机物，必须满足含有官能团类型、个数相等，且在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，以上8种物质中，满足该条件的是④和⑧以及⑤和⑦。答案选C。11．（2021·福建·莆田一中高二期中）下列各组物质不属于同系物的是①CH2=CH—COOH和油酸C17H33COOH②和③正丁烷和新戊烷④CH3CH2CHO和A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【答案】D【解析】①CH2=CH—COOH和油酸C17H33COOH，均含有碳碳双键和羧基，相差12个CH2属于同系物；②和，相差CHOH，不属于同系物；③正丁烷和新戊烷，