高中化学烷烃专项竞赛试卷

高中化学烷烃专项竞赛试卷考试时间：120分钟 总分：100分 年级/班级：高三化学竞赛班

高中化学烷烃专项竞赛试卷

一、选择题

1.下列分子中，属于烷烃的是

A.CH₃CH₂CH₂CH₃

B.CH₂=CHCH₃

C.CH₃CH₂OH

D.C₆H₆

2.甲烷分子中，碳原子与氢原子之间的化学键是

A.离子键

B.共价键

C.分子间作用力

D.氢键

3.乙烷的结构式为CH₃CH₃，其分子中存在的化学键类型有

A.C-C共价键和C-H共价键

B.C-C离子键和C-H共价键

C.C-C金属键和C-H共价键

D.C-C范德华力和C-H氢键

4.丙烷分子中，中心碳原子采取的杂化方式是

A.sp

B.sp²

C.sp³

D.d²sp³

5.丁烷的同分异构体共有

A.1种

B.2种

C.3种

D.4种

6.戊烷的同分异构体中，属于直链烷烃的是

A.CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃

B.CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃

C.CH₃C(CH₃)₂CH₂CH₃

D.CH₃CH₂CH(CH₃)₂

7.下列烷烃中，沸点最低的是

A.甲烷

B.乙烷

C.丙烷

D.丁烷

8.下列烷烃中，不能使溴的四氯化碳溶液褪色的是

A.甲烷

B.乙烷

C.丙烷

D.乙烯

9.下列烷烃中，最简单的是

A.乙烷

B.丙烷

C.丁烷

D.戊烷

10.下列烷烃中，分子中含有最多碳原子的同分异构体是

A.丁烷

B.戊烷

C.己烷

D.庚烷

11.下列烷烃中，分子中含有最多氢原子的同分异构体是

A.丁烷

B.戊烷

C.己烷

D.庚烷

12.下列烷烃中，分子中含有最多碳原子的同系物是

A.丁烷

B.戊烷

C.己烷

D.庚烷

13.下列烷烃中，分子中含有最多氢原子的同系物是

A.丁烷

B.戊烷

C.己烷

D.庚烷

14.下列烷烃中，分子中含有最多碳原子的同分异构体是

A.丁烷

B.戊烷

C.己烷

D.庚烷

15.下列烷烃中，分子中含有最多氢原子的同分异构体是

A.丁烷

B.戊烷

C.己烷

D.庚烷

二、填空题

1.甲烷分子中，碳原子与氢原子之间的化学键是______，分子空间构型是______。

2.乙烷分子中，碳原子与碳原子之间的化学键是______，分子空间构型是______。

3.丙烷分子中，中心碳原子采取的杂化方式是______，分子空间构型是______。

4.丁烷的同分异构体有______种，分别是______和______。

5.戊烷的同分异构体有______种，分别是______、______和______。

6.下列烷烃的沸点由低到高排列：______>______>______>______。

7.下列烷烃的密度由小到大排列：______>______>______>______。

8.下列烷烃的燃烧热由低到高排列：______>______>______>______。

9.下列烷烃的稳定性由高到低排列：______>______>______>______。

10.下列烷烃的酸性由强到弱排列：______>______>______>______。

三、多选题

1.下列分子中，属于烷烃的是

A.CH₄

B.C₂H₆

C.C₃H₈

D.C₄H₁₀

2.下列分子中，属于饱和烃的是

A.CH₄

B.C₂H₆

C.C₃H₈

D.C₄H₁₀

3.下列分子中，属于烷烃的同分异构体的是

A.CH₃CH₂CH₂CH₃

B.CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃

C.CH₃C(CH₃)₂CH₂CH₃

D.CH₃CH₂CH(CH₃)₂

4.下列分子中，属于烷烃的同系物的是

A.CH₄

B.C₂H₆

C.C₃H₈

D.C₄H₁₀

5.下列分子中，属于烷烃的衍生物的是

A.CH₃Cl

B.CH₂Cl₂

C.CHCl₃

D.CCl₄

6.下列烷烃中，沸点较高的是

A.甲烷

B.乙烷

C.丙烷

D.丁烷

7.下列烷烃中，密度较大的是

A.甲烷

B.乙烷

C.丙烷

D.丁烷

8.下列烷烃中，燃烧热较高的是

A.甲烷

B.乙烷

C.丙烷

D.丁烷

9.下列烷烃中，稳定性较高的是

A.甲烷

B.乙烷

C.丙烷

D.丁烷

10.下列烷烃中，酸性较强的是

A.甲烷

B.乙烷

C.丙烷

D.丁烷

四、判断题

1.烷烃分子中只含有碳-碳单键和碳-氢单键。

2.甲烷分子是正四面体结构。

3.乙烷分子中存在碳-碳双键。

4.丙烷分子中所有原子都在同一平面上。

5.丁烷的同分异构体有正丁烷和异丁烷两种。

6.烷烃的沸点随着分子中碳原子数的增多而逐渐升高。

7.烷烃的密度随着分子中碳原子数的增多而逐渐增大。

8.烷烃的燃烧热随着分子中碳原子数的增多而逐渐增大。

9.烷烃在光照条件下可以与卤素发生取代反应。

10.烷烃在高温、高压条件下可以发生加成反应。

五、问答题

1.写出甲烷、乙烷、丙烷的结构简式。

2.解释烷烃为什么是饱和烃。

3.比较正丁烷和异丁烷的稳定性，并说明原因。

试卷答案

一、选择题

1.A

解析：烷烃是只含有碳-碳单键和碳-氢单键的饱和烃。CH₄是甲烷，符合烷烃的定义；CH₂=CHCH₃是丙烯，含有碳-碳双键，不属于烷烃；CH₃CH₂OH是乙醇，含有羟基，不属于烷烃；C₆H₆是苯，含有苯环，不属于烷烃。

2.B

解析：甲烷分子中，碳原子和氢原子之间通过共用电子对形成共价键。

3.A

解析：乙烷分子中，碳原子之间通过共用电子对形成C-C共价键，碳原子和氢原子之间通过共用电子对形成C-H共价键。

4.C

解析：丙烷分子中，中心碳原子连接四个原子，采取sp³杂化方式，形成四面体结构。

5.D

解析：丁烷（C₄H₁₀）的同分异构体有正丁烷和异丁烷两种。

6.A

解析：戊烷（C₅H₁₂）的同分异构体中，CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃是正戊烷，属于直链烷烃；其他选项都是支链烷烃。

7.A

解析：烷烃的沸点随着分子中碳原子数的增多而逐渐升高，碳原子数越少，范德华力越小，沸点越低。甲烷分子中碳原子数最少，沸点最低。

8.B

解析：乙烷分子中没有不饱和键，不能使溴的四氯化碳溶液褪色。甲烷、丙烷、丁烷等饱和烷烃也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。

9.A

解析：乙烷（C₂H₆）是结构最简单的烷烃。

10.D

解析：庚烷（C₇H₁₆）分子中含有最多碳原子（7个），其同分异构体数量也最多。

11.C

解析：己烷（C₆H₁₄）分子中含有最多氢原子（14个），其同分异构体数量也最多。

12.A

解析：丁烷（C₄H₁₀）是烷烃的同系物中碳原子数最少的。

13.C

解析：己烷（C₆H₁₄）是烷烃的同系物中氢原子数最多的。

14.D

解析：庚烷（C₇H₁₆）分子中含有最多碳原子（7个），其同分异构体数量也最多。

15.C

解析：己烷（C₆H₁₄）分子中含有最多氢原子（14个），其同分异构体数量也最多。

二、填空题

1.共价键，正四面体

解析：甲烷分子中，碳原子和氢原子之间通过共用电子对形成共价键，分子空间构型是正四面体。

2.共价键，四面体

解析：乙烷分子中，碳原子之间和碳原子与氢原子之间通过共用电子对形成共价键，分子空间构型是四面体。

3.sp³，四面体

解析：丙烷分子中，中心碳原子连接四个原子，采取sp³杂化方式，形成四面体结构。

4.2，正丁烷，异丁烷

解析：丁烷（C₄H₁₀）的同分异构体有正丁烷和异丁烷两种。

5.3，CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃，CH₃C(CH₃)₂CH₂CH₃

解析：戊烷（C₅H₁₂）的同分异构体有3种：正戊烷（CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃）、异戊烷（CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃）、新戊烷（CH₃C(CH₃)₂CH₂CH₃）。

6.丁烷，丙烷，乙烷，甲烷

解析：烷烃的沸点随着分子中碳原子数的增多而逐渐升高。

7.甲烷，乙烷，丙烷，丁烷

解析：烷烃的密度随着分子中碳原子数的增多而逐渐增大。

8.甲烷，乙烷，丙烷，丁烷

解析：烷烃的燃烧热随着分子中碳原子数的增多而逐渐增大。

9.丁烷，丙烷，乙烷，甲烷

解析：烷烃的稳定性随着分子中碳原子数的增多而逐渐降低，碳原子数越多，越稳定。

10.丁烷，丙烷，乙烷，甲烷

解析：烷烃的酸性随着分子中碳原子数的增多而逐渐增强，碳原子数越多，酸性越强。

三、多选题

1.A,B,C,D

解析：CH₄是甲烷，C₂H₆是乙烷，C₃H₈是丙烷，C₄H₁₀是丁烷，它们都只含有碳-碳单键和碳-氢单键，属于烷烃。

2.A,B,C,D

解析：CH₄是甲烷，C₂H₆是乙烷，C₃H₈是丙烷，C₄H₁₀是丁烷，它们都只含有碳-碳单键和碳-氢单键，属于饱和烃。

3.A,B,C,D

解析：CH₃CH₂CH₂CH₃是正丁烷，CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃是异丁烷，CH₃C(CH₃)₂CH₂CH₃是新戊烷，它们都是C₄H₁₀的同分异构体。

4.A,B,C,D

解析：CH₄是甲烷，C₂H₆是乙烷，C₃H₈是丙烷，C₄H₁₀是丁烷，它们互为同系物，结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH₂原子团。

5.A,B,C,D

解析：CH₃Cl是氯甲烷，CH₂Cl₂是二氯甲烷，CHCl₃是三氯甲烷，CCl₄是四氯化碳，它们都是甲烷的卤代烃衍生物。

6.C,D

解析：丙烷（C₃H₈）和丁烷（C₄H₁₀）分子中碳原子数较多，范德华力较大，沸点较高。

7.C,D

解析：丙烷（C₃H₈）和丁烷（C₄H₁₀）分子中碳原子数较多，密度较大。

8.C,D

解析：丙烷（C₃H₈）和丁烷（C₄H₁₀）分子中碳原子数较多，燃烧热较高。

9.C,D

解析：丙烷（C₃H₈）和丁烷（C₄H₁₀）分子中碳原子数较多，稳定性较高。

10.D

解析：丁烷（C₄H₁₀）分子中碳原子数较多，分子极性较大，酸性较强。

四、判断题

1.正确

解析：烷烃是只含有碳-碳单键和碳-氢单键的饱和烃。

2.正确

解析：甲烷分子中，碳原子采取sp³杂化方式，四个C-H键的构型呈正四面体。

3.错误

解析：乙烷分子中，碳原子之间通过共用电子对形成C-C单键。

4.错误

解析：丙烷分子中，中心碳原子采取sp³杂化方式，分子构型是四面体，所有原子不在同一平面上。

5.正确

解析：丁烷（C₄H₁₀）的同分异构体有正丁烷和异丁烷两种。

6.正确

解析：烷烃的沸点随着分子中碳原子数的增多而逐渐升高。

7.正确

解析：烷烃的密度随着分子中碳原子数的增多而逐渐增大。

8.正确

解析：烷烃的燃烧热随着分子中碳原子数的增多而逐渐增大。

9.正确

解析：烷烃在光照条件下可以与卤素发生取代反应。

10.错误

解析：烷烃在高温、高压条件下不能发生加成反应，只能发生裂解反应。

五、问答题

1.甲烷的结构简式为CH₄，乙烷的结构简式为CH₃CH₃，丙烷的结构简式为CH₃CH₂CH₃。

解析：甲烷分子中有一个碳原子和四个氢原子，结构简式为CH₄；乙烷分子中有两个碳原子和六个氢原子，结构简式为CH₃CH₃；丙烷分子中有三个碳原子和八个氢原子，结构