2024-2025学年新教材高中化学第七章有机化合物第一节第2课时烷烃的性质课时作业含解析新人教版必修2

PAGE13-第2课时烷烃的性质学问点一甲烷的性质1．甲烷是自然气的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。下列有关甲烷的说法错误的是()①甲烷是一种正四面体结构的分子②物质的量1︰1的甲烷与氯气发生取代反应时，生成物只有CH3Cl和HCl③0.5mol甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为1mol④甲烷分子中的全部原子均满意最外层8电子结构A．①②B．③④C．①③D．②④2．下列叙述错误的是()A．在通常状况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应B．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D．甲烷的四种有机取代物都不溶于水3．下列试验能获得胜利的是()①甲烷气体在空气中点燃获得热量②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷③甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中使其紫色褪去④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气A．只有①②B．只有①C．只有④D．①②③④4．为验证甲烷分子中含有碳氢两种元素，可将其燃烧产物通过：①浓硫酸；②澄清石灰水；③无水硫酸铜。正确的依次是()A．①②③B．②③C．②③①D．③②5．将甲烷与氯气按1︰2的体积比混合于一试管中，倒立于盛有饱和食盐水的水槽，置于光亮处，下列有关此试验的现象和结论的叙述不正确的是()A．试管中气体的黄绿色渐渐变浅，水面上升B．生成物只有三氯甲烷和氯化氢C．试管内壁有油状液滴形成D．试管内有少量白雾6．(双选)下列说法正确的是()A．CHCl3只有一种结构，说明甲烷是以碳原子为中心的正四面体结构B．1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯气C．标准状况下，11.2LCCl4中含有C—Cl键的数目为2NAD．在点燃甲烷气体之前必需检验其纯度7．由某气体发生装置导出的气体为甲烷、一氧化碳、氢气中的一种，下列推断中正确的是()A．将气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液颜色无改变，该气体肯定是甲烷B．在导管口点燃该气体，火焰呈淡蓝色，用干燥的冷烧杯罩在火焰上方，杯壁有水滴产生，该气体肯定是甲烷C．点燃气体，火焰呈淡蓝色，用内壁涂有澄清石灰水的冷烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上有白色物质产生，该气体肯定是甲烷D．若上述B、C的现象均能出现，则可推断该气体肯定是甲烷8．下列反应属于取代反应的是()①CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CCl4＋HCl②2HI＋Cl2=2HCl＋I2③CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O④CH3CH2CN＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))⑤CH3CH2OH＋HBr→CH3CH2Br＋H2OA．仅①B．仅①②③④C．仅①④⑤D．仅②④⑤学问点二烷烃的性质9.下列有关烷烃的叙述中，正确的是()①烷烃同系物随着相对分子质量增大，熔点、沸点渐渐上升；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②烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大渐渐增大③烷烃中除甲烷外，许多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去④全部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．①③⑤B．②③C．①④D．①②④10．下表为烷烃的沸点，依据相关数据推断丙烷的沸点可能是()物质甲烷乙烷丁烷戊烷沸点－164℃－88℃－0.5℃36.1℃A.大约－40℃B．低于－164℃C．低于－88.6℃D．高于36.1℃11．下列关于CH4和的叙述正确的是()A．均能用组成通式CnH2n＋2来表示B．与全部烷烃互为同分异构体C．它们物理、化学性质相同D．通常状况下前者是气体，后者是液体12．2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型材料——丙烷(C3H8)，悉尼奥运会火炬所用燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷。下列有关说法不正确的是()A．丙烷和丁烷互为同系物，化学性质相像B．丙烷和丁烷的特征反应均为取代反应C．C3H8没有同分异构体，C4H10有两种同分异构体D．等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时，后者耗氧量大13．(双选)C5H12有3种不同结构，甲为CH3(CH2)3CH3，乙为CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4，下列有关叙述正确的是()A．甲、乙、丙互为同分异构体，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应B．光照条件下，甲能与氯气反应生成2种一氯代物C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低D．丙有3种二氯代物14．下列烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是() 15．已知烷烃的燃烧通式为CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O。在常温、常压下，取下列4种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，其中消耗氧气最多的是()A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H16．25℃时某气态烃与O2混合充入密闭容器中，点燃后又复原至25℃，此时容器内压强为原来的eq\f(1,3)，再经NaOH溶液处理，容器内几乎成为真空，该烃的化学式为()A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H关键实力综合练进阶训练其次层一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关试验现象和结论中，正确的是()①反应后Cl2完全反应而CH4有剩余②瓶内壁有油状液滴生成③最终有CH4、Cl2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl七种物质共存④只有CH3Cl和HCl两种产物A．①②B．②③C．③④D．①④2．如图所示，集气瓶内充溢某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，则集气瓶中的气体可能是()①CO、O2②Cl2、CH4③NO2、O2④N2、H2A．①②B．②④C．③④D．②③3．①CH3CH2CH3②CH3CH2CH2CH3③CH3CH2CH2CH2CH3 ⑥CH3CH2CH2CH2CH2CH3上述物质的沸点按由高到低的依次排列的是()A．⑥③④⑤②①B．⑥③②①④⑤C．⑤④⑥③②①D．⑥⑤④③②①4．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为“硅烷”，硅烷的组成、结构与相应的烷烃相像。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5．将1mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，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0.1mol，则参与反应的Cl2的物质的量为()A．1.5molB．3molC．4.5molD．6mol二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。6．1mol甲烷与1mol氯气在肯定条件下完全反应，下列说法正确的是()A．生成1mol一氯甲烷和1molHClB．生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量均为0.25molC．生成HCl的物质的量取决于生成物中各有机化合物的物质的量D．不论生成物中各有机化合物物质的量的比值为何，该反应断开的C—H键均为1mol7．正己烷是优良的有机溶剂，其球棍模型如图所示。下列有关说法正确的是()A．正己烷的分子式为C6H4，其沸点比丙烷高B．正己烷的一氯代物有3种C．正己烷能与溴水发生取代反应而使溴水褪色D．正己烷全部碳原子可在一条直线上8．在光照的条件下，将1mol甲烷与肯定量的氯气充分混合，经过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为amol，bmol，cmol，该反应中消耗的氯气的物质的量是()A．(1－a－b－c)molB．(1＋a＋2b＋3cC．(2a＋3b＋4c)molD．(a＋b＋9．某两种气态烃组成的混合物，取其2.24L(标准状况下)充分燃烧，得到0.16mol二氧化碳气体和3.6g液态水。据此推断下列分析中不正确的是()A．此气体中肯定含有甲烷B．此气体若是乙烯与甲烷的混合气体，则甲烷与乙烯的体积比为2︰3C．此混合气体中肯定不含有丙烷D．此混合气体中可能含有乙烷三、非选择题10．试验室用无水乙酸钠和碱石灰混合制甲烷：CH3COONa＋NaOHeq\o(→,\s\up7(CaO),\s\do5(△))CH4↑＋Na2CO3，为了探究甲烷的化学性质，进行了以下试验，B装置中的试剂为溴水或酸性KMnO4溶液，一段时间后，无水硫酸铜变蓝，澄清石灰水变浑浊。所需装置如图(部分夹持仪器已略去)：(1)写出H装置中反应的离子方程式：____________________________________。(2)C装置中的试剂为________。(3)试验测得消耗的CH4和CuO的质量比为1︰20，则D中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为________________________。(4)试验起先前，先在G装置的大试管上套上黑色纸套，反应结束后，取下黑色纸套，使收集满气体的试管置于光亮处缓慢反应一段时间，视察到的现象有：①试管中有少量白雾；②导管内液面上升；③________________________；④__________________________。(5)有关该试验的说法，正确的是________(填字母)。A．若B装置中的试剂是溴水，溴水无明显改变，说明CH4不能与卤素单质反应B．若B中是酸性高锰酸钾溶液，溶液无明显改变，说明通常状况下甲烷难以被强氧化剂氧化C．硬质玻璃管中的黑色固体粉末变红，说明甲烷具有氧化性学科素养升级练进阶训练第三层1．在1.013×105Pa下，测得的某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是()物质名称沸点(℃)正丁烷CH3(CH2)2CH3－0.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.027.89.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0A.在标准状况时，新戊烷是气体B．在1.013×105Pa、20℃时，C5H12都是液体C．烷烃随碳原子数的增加，沸点降低D．C5H12随支链的增加，沸点降低2．(素养题——证据推理与模型认知)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分子的元素原子序数小于10，组成G分子的元素为第三周期的元素)。如下图所示，则下列推断中正确的是()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．干燥的G有漂白性D．上述反应的类型是取代反应3．将0.2mol下列烃完全燃烧后，生成的气体缓缓通入0.5L2mol·L－1的NaOH溶液中，生成正盐和酸式盐的物质的量之比为1︰3，则该烷烃是()A．乙烷B．丙烷C．丁烷D．戊烷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。某化学爱好小组在试验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：依据设计要求回答：(1)B装置有三种功能：①限制气流速度；②匀称混合气体；③________。(2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________。(3)D装置的石棉中匀称混有KI粉末，其作用是________________________________。(4)E装置的作用是________(填序号)。A．收集气体B．汲取氯气C．防止倒吸D．汲取氯化氢(5)在C装置中，经过一段时间的强光照耀，发觉硬质玻球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：________________________________________________________________________。(6)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分别出盐酸的最佳方法为________。该装置还有缺陷，缘由是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填序号)。a．CH4b．CH3Clc．CH2Cl2d．CHCl3e．CCl4第2课时烷烃的性质必备学问基础练1．答案：D解析：甲烷与Cl2在光照条件下发生的取代反应是连锁反应，一旦生成CH3Cl后，CH3Cl分子中的氢原子又可接着被氯原子取代，因此其产物是4种取代产物和HCl的混合物，故②错误；甲烷分子中氢原子不满意最外层8电子结构，而是2电子结构，故④错误。2．答案：B解析：甲烷的性质比较稳定，在通常状况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，但甲烷能在空气中燃烧，A正确，B错误；甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成四种有机产物，分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均不溶于水，C、D正确。3．答案：B解析：甲烷燃烧放热，所以甲烷气体在空气中点燃可获得热量，①正确；甲烷与氯水不反应，不能制取一氯甲烷，②错误；甲烷为饱和烃，与酸性高锰酸钾溶液不反应，通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液的紫色不褪去，③错误；甲烷与浓硝酸不反应，④错误。4．答案：D解析：检验甲烷的燃烧产物，应先将燃烧产物通过无水硫酸铜检验是否有水生成，再将产物通入澄清的石灰水检验是否有CO2生成，D正确。5．答案：B解析：氯气是黄绿色气体，光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化氢，所以气体颜色变浅，氯化氢溶于水后导致试管内液面上升，A正确；甲烷和氯气反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，标况下三氯甲烷为液态，B错误；二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷都是液态有机物，所以瓶内壁有油状液滴生成，C正确；该反应中有氯化氢生成，氯化氢与空气中的水蒸气形成白雾，D正确。6．答案：BD解析：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，CHCl3都不存在同分异构体，只有一种结构，A错误；氯气和甲烷发生取代反应时，被取代的H原子与氯气的物质的量之比为1︰1，所以1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯气，B正确；标况下四氯化碳为液体，11.2LCCl4的物质的量不是0.5mol，C错误；易燃气体若不纯，点燃时简单爆炸，D正确。7．答案：D解析：CH4、CO、H2均不能使酸性KMnO4溶液褪色，A错误；三种气体燃烧火焰均呈淡蓝色，其中CH4和H2燃烧的产物都能使干燥的冷烧杯壁变模糊，有水滴生成，B错误；CO、CH4燃烧的产物均能使内壁涂有澄清石灰水的烧杯壁上产生白色物质，C错误；甲烷燃烧火焰呈淡蓝色，产物为二氧化碳和水，所以若在火焰上方罩干燥的冷烧杯，杯壁有水滴产生，若在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，烧杯壁上有白色物质产生，则证明该气体肯定是甲烷，D正确。8．答案：C解析：①CHCl3中的H原子被Cl原子取代，属于取代反应，①正确；②该反应属于置换反应，②错误；③该反应属于氧化反应，③错误；④CH3CH2CN分子中“—CH2—”上的1个H原子被Cl原子替代，属于取代反应，④正确；⑤CH3CH2OH分子中的—OH被Br原子替代，属于取代反应，⑤正确。9．答案：D解析：烷烃的熔点、沸点和密度随分子中的碳原子数的增加(同时相对分子质量也在增大)而上升，①②正确；烷烃属于饱和链烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、强氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应，也不能使溴水褪色，③⑤错误；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，④正确。10．答案：A解析：烷烃随着碳原子数目增加熔沸点上升，依据题意知丙烷的沸点范围为－88～－0.5℃。11．答案：A解析：因二者均为烷烃，都符合通式CnH2n＋2，A正确；它们与其他烷烃互为同系物，B错误；化学性质相像，但物理性质不同，C错误；碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气体，D错误。12．答案：D解析：丙烷和丁烷均由碳碳单键和碳氢单键构成，分子组成上相差一个CH2，互为同系物，结构相像所以化学性质相像，A正确；丙烷和丁烷均属于烷烃，烷烃的特征反应为取代反应，B正确；丙烷不存在碳链异构，因此无同分异构体，C4H10有正丁烷、异丁烷两种同分异构体，C正确；丙烷中氢的百分含量大于丁烷，因此等质量的丙烷完全燃烧耗氧量大，D错误。13．答案：AC解析：甲、乙、丙分子式均为C5H12，结构不同，互为同分异构体，A正确；CH3(CH2)3CH3分子中有3种不同环境的氢原子，一氯代物有3种，B错误；分子式相同的烃类，支链越多沸点越低，甲没有支链，乙有一个支链，丙有两个支链，所以丙的沸点最低，C正确；丙中只有一种环境的氢原子，所以取代同一碳原子上的氢，二氯代物有1种，取代不同碳原子上的氢，二氯代物有1种，共2种二氯代物，D错误。14．答案：C解析：CH3CH2CH2CH3为丁烷的结构简式，分子中有2种氢原子，其一氯代物有2种，A错误；为2­甲基丙烷的结构简式，分子中有2种氢原子，其一氯代物有2种，B错误；为新戊烷的结构简式，分子中的四个甲基相同，则有1种氢原子，所以一氯代烃有1种，C正确；为2­甲基丁烷的结构简式，分子中有4种氢原子，其一氯代物有4种，D错误。15．答案：D解析：题给4种气态烃均为饱和烷烃，依据所给烷烃燃烧通式可知，比较相同物质的量的烷烃燃烧时的耗氧量大小，只需比较eq\f(3n＋1,2)值的大小即可，其中，n为C原子个数，eq\f(3n＋1,2)越大，消耗氧气越多，故D正确。16．答案：A解析：烃燃烧后的气体经NaOH溶液汲取，容器几乎成真空，说明烃和O2恰好完全反应生成CO2和液态水，设此烃化学式为CxHy，则：4CxHy＋(4x＋y)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))4xCO2＋2yH2O(l)，依据题意可知：4＋4x＋y＝3×4x，整理可得：8x＝4＋y，若x＝1，则y＝4，为甲烷(CH4)；若x＝2，则y＝12，不存在该物质；同理x不能等于3、4，该气态烃只能为甲烷。关键实力综合练1．答案：B解析：有机化学反应进行不彻底，故反应后有CH4和Cl2剩余，产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl。2．答案：D解析：从题目的叙述状况看，所选气体组必需是与水作用后混合气体总体积减小的，此时应留意CH4与Cl2的取代反应生成HCl，HCl易溶于水，因此应选D。3．答案：A解析：给出的物质都是烷烃，烷烃随着分子中碳原子数的递增呈规律性改变，沸点渐渐上升，碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔、沸点越低。⑥中含有6个碳原子，沸点最高；③④⑤中含有5个碳，其中③中无支链，④中有1个支链，⑤中含有2个支链；②中含有4个碳，①中含有3碳，沸点最低；所以沸点按由高到低的依次排列的是⑥③④⑤②①。4．答案：C解析：由烷烃通式CnH2n＋2(n≥1)可推知硅烷的通式为SinH2n＋2(n≥1)，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，B正确；甲硅烷(SiH4)的相对分子质量比甲烷(CH4)的大，则甲硅烷(SiH4)的沸点比甲烷(CH4)的高，C不正确；非金属性Si<C，则甲硅烷热稳定性小于甲烷，D正确。5．答案：B解析：解答此题宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种取代物共1mol，设CH3Cl的物质的量为x，则x＋(x＋0.1mol)＋(x＋0.2mol)＋(x＋0.3mol)＝1mol，得x＝0.1mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，含Cl原子的物质的量共为0.1mol×1＋0.2mol×2＋0.3mol×3＋0.4mol×4＝3mol。而一个Cl2分子中只有一个Cl原子参与取代反立，因此消耗的Cl2也为3mol。6．答案：D解析：由于有机反应的困难性，两者反应不仅生成一氯甲烷，还生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳等，因此生成一氯甲烷的物质的量小于1mol，A错误；四种有机物都会生成，但无法确定各自的物质的量，B错误；每个Cl2分子只与一个氢原子形成HCl分子，因此1mol氯气完全反应，生成1molHCl分子，与生成有机物的物质的量无关，C错误；每个Cl2分子只与一个氢原子形成HCl分子，每生成1molHCl，断开1molC—H键，D正确。7．答案：AB解析：正己烷的分子式为C6H14，其沸点比丙烷高，A正确；正己烷中有三种等效氢，所以其一氯代物有3种，B正确；正己烷不能与溴水反应，不能使溴水褪色，C错误；正己烷中的碳原子均为饱和碳原子，和每个碳原子连接的四个原子构成四面体结构，键角约为109°28′，所以正己烷分子中全部碳原子不行能在一条直线上，D错误。8．答案：B解析：依据取代反应的特点可知，1mol甲烷与肯定量的氯气充分混合，生成几氯甲烷就消耗多少mol的氯气，因此消耗的氯气的物质的量为：(1－a－b－c)mol＋2amol＋3bmol＋4cmol＝(1＋a＋2b＋9．答案：D解析：标准状况下，2.24L即0.1mol,3.6g液态水即0.2mol，因此n(烃)︰n(C)︰n(H)＝1︰1.6︰4，所以混合物的平均分子式为C1.6H4，依据碳原子数可知，混合烃中肯定含有甲烷(CH4)，又依据氢原子数可知另一种气态烃分子中氢原子数为4，A、C正确，D错误；设乙烯(CH2=CH2)和甲烷(CH4)物质的量之比为x︰y，则有eq\f(2x＋y,x＋y)＝1.6，解得x︰y＝3︰2，B正确。10．答案：(1)2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O(2)浓硫酸(3)CH4＋4CuOeq\o(=,\s\up7(高温))4Cu＋CO2＋2H2O(4)③试管内气体颜色渐渐变浅④试管内壁有油状液滴出现(5)B解析：(1)装置H是一个固体和液体不加热反应制氯气的装置，故可以选用酸性高锰酸钾和浓盐酸反应，离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。(2)D中盛放的是氧化铜，所以C装置的作用是干燥甲烷，由于是洗气瓶，只能选用浓硫酸。(3)试验消耗甲烷和氧化铜质量比为1︰20，即物质的量比为1︰4，依据原子守恒可得化学方程式为CH4＋4CuOeq\o(=,\s\up7(高温))4Cu＋CO2＋2H2O。(4)在自然光照耀下，甲烷能与氯气反应，生成HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，由于HCl极易溶于水，故可看到导管内液面上升，试管口产生白雾，试管内气体颜