高中化学专项练习-烷烃（附解析）

第二章烬

烷燃

1.甲醇是重要的基础化工原料，工业上甲烷经催化氧化可制得甲醇，下列相关化

学用语正确的是（）。

A.甲烷的空间填充模型为

B.羟基的电子式为「0H「

C.甲醇的结构简式为CH4O

H

D.甲基的结构式为H-c—

H

答案:D

2.下列对烷烽的认识不正确的是（）。

A.分子式为C5HI2的烷煌随支链的增多，沸点逐渐降低

B.乙烷与氯气在光照条件下反应,制得的一氯乙烷不纯

CH3CH3—CH—CH3

C.CH3—CH-CH：-CH3和CH3-CH2是同一种物质

D.标准状况下,11.2L戊烷所含分子数为0.5NA

答案:D

解析:烷烧的支链越多，沸点越低,因此分子式为C5M2的烷妙随支链的增多，沸点

逐渐降低，故A项正确;乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，可能会生成一氯

乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等多种产物，制得的一氯乙烷不纯，故B项正确；

CH3CII3—CH—ells

CH3-CH-CH2-CH3和CH3-CH2的分子式相同，且结构相同，属于同一种物

质，故C项正确;标准状况下，戊烷为液体，因此不能根据气体摩尔体积计算11.2L

戊烷的物质的量，故D项错误。

3.下列有关乙烷的取代反应的叙述正确的是（）o

A.乙烷与氯气的物质的量之比为1：1,混合发生取代反应只生成CH3cH2cl

B.乙烷与氯气的取代反应,生成的产物中一氯代物最多

C.乙烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物

D.lmol乙烷完全取代最多消耗3mol氯气

力中也等

答案:C

解析:乙烷与氯气发生取代反应不会得到单一产物,A项错误,C项正确;乙烷与氯

气的反应中每取代1mol氢原子，消耗1mol氯气，生成1molHC1,故产物中HC1

最多,B项错误;1mol乙烷生成C2c%最多消耗6mol氯气,D项错误。

CH3—CH2CH2—CH3

4.对于煌CH3—CH—C-CH3的命名正确的是（)°

CHS—CH2—CH2

A.4-甲基-4,5-二乙基己烷

B.3■甲基・2,3-二乙基己烷

C.4,5-二甲基・4-乙基庚烷

D.3,4•二甲基・4•乙基庚烷

答案:D

解析:根据题给结构简式可知，该有机化合物中最长的碳链含有7个C,主链为庚

烷,编号从距离取代基最近的一端开始，在3、4号C上各有一个甲基，在4号C上

有一个乙基，该有机化合物的命名为3,4-二甲基-4-乙基庚烷。

5.下列关于烷煌的叙述中正确的是（)°

A.燃烧产物一定为二氧化碳和水

B.烷烧分子中碳原子都是sp3杂化，所有碳原子不可能在同一平面上

C.在烷烧分子中，所有的化学键都为o键

D.任何烷烧分子中碳、氢原子个数之比都是相同的

答案:C

解析:炕煌中含有碳、氢元素，若炕足不完全燃烧,产物有可能为一氧化碳和水;炕

运分子中碳原子都是sp3杂化，但只有乙烷2个C原子在同一直线上，多碳烷燃主

链是锯齿形,碳原子可能在同一平面内;烧烧属于饱和链烧，分子中所有的化学键

都为。键;链状烷烧的通式为C〃H2〃+2,C、H原子个数之比=〃：（2〃+2）,碳原子数不

同时，碳、氢原子个数之比不同。

6.下列有关烷妙的命名错误的是（）。

CII3—CH—CH3

A.2-甲基丁烷

CH2—CH3

CH3—CH—CH2—CH—CH2—CH3

D.II2,4-二甲基己烷

CH3CH3

力中也等

答案:C

解析:A项,有机化合物的主链有4个碳原子,2号碳原子上有一个甲基,命名为2-

甲基丁烷,正确;B项,有机化合物的主链有5个碳原子,2号碳原子上有两个甲

基,4号碳原子上有一个甲基,命名为2,2,4-三甲基戊烷，正确;C项，有机化合物的主

链有5个碳原子,甲基在2号碳原子上，正确命名为2-甲基戊烷,错误;D项,有机化

合物的主链有6个碳原子,2号和4号碳原子上分别有一个甲基，命名为2,4■二甲

基己烷，正确。

7.实验室利用如图所示的装置进行甲烷与氯气的混合气体在光照下反应的实验

（忽略氯气在水中的溶解），左侧充入K（CH4）：«C1?）为1:4的混合气体，光照下反

应一段时间后，下列说法错误的是（）。

CH4和Ck一玻璃管

[g/饱和食盐水

A.玻璃管起平衡气压的作用,一段时间后,U形管右端的液面降低

B.一段时间后U形管内溶液中c（Na+）：c（Cl）=l：1

C.若水中含有NazSKX则在U形管左端会观察到有白色胶状沉淀生成

D.若无甲烷剩余，且生成的四种有机取代物的物质的量之比为1：2：3：4,则氯

气的转化率为75%

答案:B

CH—CH—CH—CH—CH—CH

8.下列烷燃中，与322I23互为同分异构体的是（）0

CH3

A.2,3•二甲基丁烷

B.2,2,3-三甲基丁烷

C.2-甲基丁烷

D.2,2,3,3-四甲基丁烷

答案:B

解析:互为同分异构体的烷泾，分子式相同，但结构K同。

CH3—CH2—CH2—CH—CH2—CH3

CH,的分子式为C7H“2,3-二甲基丁烷，分子中含有

6个碳原子,A不合题意;2,2,3■三甲基丁烷，分子式为C7H16,含3个取代基,B符合

题意;2・甲基丁烷，分子中含有5个碳原子,C不合题意;2,2,3,3.四甲基丁烷，分子中

含有8个碳原子,D不合题意。

9.写出下列有机化合物的系统命名。

力中也等

⑴CH3cH(CH3)C(CH3)2CH2cH3_______________________________

CHj

CHS—CH2—C—CH3

(2)CH3_____________________________________________

CH

I3

CH—CH2

(3)CII3cn2cn3______________________________

答案:(1)2,3,3-三甲基戊烷

(2)2,2-二甲基丁烷

(3)2-甲基戊烷

拓展提高

1.下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是()o

A.2,2,3,3■四甲基丁烷

B.2,3,4-三甲基戊烷

C.3,4-二甲基己烷

D.2,5•二甲基己烷

答案:D

CH3cH3

II

CH,—C~C—CH3

解析:该分子的结构简式为CH3CHS，只含一种氢原子，其核磁共振氢谱中

CH3CH3CH3

只显示一组峰,A项错误;该分子的结构简式为CHj—CH—CH—CH-CHs,含四种处

于不同化学环境的氢原子,其核磁共振氢谱中只显示四组峰,B项错误;该分子的

结构简式为

CH3CH3

CHs-CHz-CH—CH-CHz—CH,,含四种处于不同化学环境的氮原子，其核磁共振反

谱中只显示四组峰,C项错误;该分子的结构简式为

CH3CH3

CH3-CH-CH-CH-CH-CH3，含三种处于不同化学环境的氢原子,其核磁共振氢

谱中只显示三组峰,D项正确。

2.煌a、b、c、d的碳架结构(氢原子未表示出来)如图所示，下列描述错误的是

力中也等

A.a和d互为同分异构体

B.b和c互为同系物

C.c与氯气在光照条件下反应最多生成10种有机产物

D.a可以使溟水褪色

答案:C

解析:a和d分子式相同，结构不同，符合同分异构体的概念，故A项正确;b和c结

构相似，分子组成上相差1个C%原子团，互为同系物，故B项正确;c为

CH（CH3）3,与氯气在光照条件下反应生成的有机产物种类多于10种，故C项错

误;a含有碳碳不饱和也可以使淡水褪色，故D项正确。

3.下列大小关系正确的是（）。

A.熔点:己烷＞2-甲基丁烷〉戊烷〉丁烷

B.分子中氢元素的百分含量:甲烷〉乙烷〉乙烯〉乙怏

C.密度:苯＞H2O＞CCL

D.相同物质的量的下列物质完全燃烧所消耗的氧气的量:己烷,苯〉环己烷

答案:B

解析:碳原子数越多，熔、沸点越氤碳原子数相同，支链越多熔、沸点越低,故它们

的熔点由高到低的顺序为:己烷,戊烷＞2.甲基丁烷〉丁烷，故A项错误;甲烷最简式

为CFU乙烷的最简式为CH，乙饰的最简式为CH?,乙快的最简式为CH,故含氮量

为：甲炕＞乙炕〉乙烯〉乙焕，故B项正确;苯的密度比水的小,四氯化碳的密度比水

的大，故密度:笨VH2OVCCI4,故C项错误;1mol己烷完全燃烧的耗氧量为9.5

mol,1mol环己烷完全燃烧的耗氧量为9mol』mol苯完全燃烧的耗氧量为7.5

mol,故相同物质的量的物质完全燃烧的耗氧量:己垸,环己烷＞苯，故D项错误。

4.烷烽（以甲烷为例）在光照条件下发生卤代反应，原理如图所示。

某研究人员研究了异丁烷发生澳代反应生成一澳弋物的比例，结果如图:

力中也等

CH3

cn3

CH3

CHa—c—CHS

光前CH—CH—CH—Br、

CH—CH—CHS2

S3少量Br

>97%

下列说法错误的是()o

A.异丁烷的二澳代物有三种

CH

CH3

B.反应过程中异丁烷形成的自由基I比Hc—C—CH稳定

CHS—CH—CH2-L—cih

C.丙烷在光照条件下发生漠代反应，生成的一浪代物中2澳丙烷含量更高

D.光照条件下卤素单质分子中的化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤

答案:B

CH3CH2Br

解析:异丁烷的二浪代物有CL—CH-CHBr?、CH-CH-CH2Br.

CH,

CH3—C—CH2Br

Br三种结构,A正确;根据烷燃卤代反应的机理，可知形成的自由基越

稳定,得到的自由基越多，形成相应卤代运的量就越多,异丁烷形成的自由基

CH3

CH3

H3C—C—CH3

・比CHS-€H-CH2.稳定,B错误;根据烷烧卤代反应的机理,丙烷在

光照条件下发生漠代反应，生成的一漠代物中2漠丙烷含量更高,C正确;根据烷

烧卤代反应的机理，卤案单质分子在光照条件下化学键断裂形成・x是引发卤代反

应的关键步骤,D正确。

5.己知某链状烷煌分子中含有的电子数为42。

(1)该烷烧的分子式为,1mol该烷燃含有mol化学键。

(2)该烷燃有甲、乙、丙三种同分异构体。

①甲在相同条件下沸点最高,则甲的一氯代物有种。

②乙只有一种化学环境的氢，写出乙与Cb按照物质的量比为1：1发生反应的化

学方程式:。

③写出丙的键线式:o

(3)该烷煌的同系物中不存在同分异构体的共有种。

答案:(1)C5H时16

CH3CH3

(2)①3(2)CH:-c—CH3+C122LCH3—C—CH2CI+HC1(3)1(3)3

CH3CHS

力中也等

解析:链状烷煌的通式为C〃H2〃+2,碳原子含有6个也子，氢原子含有1个电子，则该

有机化合物分子中含有的电子数为6〃+2〃+2=42,解得〃=5,则该烧近的分子式为

C5H3(1)由分析可知该烷烧的分子式为C5H⑵1mol该烷是含有16moi化学

键。(2)①烷泾分子中，碳原子数相同时,在相同条件下，所带支链越多,其沸点越低,

因甲在相同条件下沸点最高，所以甲为正戊烷，甲的结构简式是

CH3cH2cH2cH2cH3,有3种等效氢，故其一氯代物有3种;②因乙只有一种化学环

境的氨，所以乙是新戊烷,则乙与Cb按照物质的量比为1：1发生反应的化学方

CHSCH3

II

CHj—C—CH;<CH3—C—CH2C1

程式：CHS+C1?WCHS+HC1；③由题意分析可知,丙是异戊烷，

则丙的键线式为人/。(3)该烷煌的同系物中不存在同分异构体的有甲烷

(CH4)>乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)共3种。

挑战创新

烷煌广泛存在于自然界中，例如蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含

有烷烧。

(1)写出下列各链状烷妙的分子式。

①在相同条件下，烷燃A蒸气的密度是H2的43倍:o

②1个分子中含有22人共价键的烷烧C为o

③0.1mol烷煌D完全燃烧，消耗标准状况下的。21L2L:o

(2)将下列物质的沸点按由高到低的顺序排列(填序号)。

@CH3(CH2)3CH3②(C%)4C③2,3,4•三甲基戊烷@(CH3)2CHCH2CH2CH3

(3)用系统命名法命名下面的煌E:;E的一氯

代物有种。

CHJCliCHs

Clt—C-CHz—CI4-CH2—CH-CH,

CHCHCHs

E

(4)某链状烷煌的相对分子质量为114,与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有

一种。写出该取代反应的化学方程式:______________________________________

(有机化合物写结构简式)。

(5)某烷烧的系统命名为口，口-二乙基庚烷，写出符合的结构简式:

(至少写出2种)。

答案：(1)①C6HM②C7H|6③C3H8

⑵③④①②

力中也等

(3)226•三甲基-4-乙基辛烷10

CHCHCHCH

I3I3I3I3

Cc—CHac~c—CHC1

CH3—CH3—2

(4)CH3CH3+ci2^*CH3CH34-HC1

(5)CH3cH2c(CH2cH3%CH2cH2cH2cH3、CH3cH2cH2c(CH2cH3)2CH2cH2cH3、

CH3cH2cH(CH2cH3)CH(CH2cH3)CH2cH2cH3、

CH3cH2cH(CH2cH»CH2cH(CH2cH3)CH2cHK任写其中两矛中即可)

解析:⑴①密度之比=摩尔质量之比=相对分子质量之比,在相同条件下，烧运A蒸

气的密度是H2的43倍,则A的相对分子质量为2x43=86,14〃+2=86,〃=6,即该烷

运的分子式为C6H|4；②链状烷煌的通式为C〃H2〃+2,含有的共价键数目为3〃+1,该

烷烧分子中有22个共分键，则3〃+1=22,解得〃=7,所以该烷泾的分子式为C7H|6；

③0.1mol烷烧D完全燃烧，消耗02为”，:0.5mol,所以1mol该烷始完全

燃烧，消耗5mol氧气，根据反应C〃H2〃+2+(迎尹)。2克壁〃CO2+(，?+l)H2。可知,〃=3,

即D的分子式为C3H8。(2)烧没的沸点随着分子中碳原子数的递增逐渐升高;碳

原子数相同的烧，支链越多，熔、沸点越低。③2,3,4-三甲基戊烷中碳原子是8个，

沸点最高;④(CH3)2CHCH2cH2cH3中碳原子是6个，沸点次之;①CH3(CH2)3CH3、

②(CH3)4C中碳原子都是5个，且②中支链较多，沸点最低，故沸点按由高到低的顺

序排列为③④①②。(3)E中最长碳链有8个碳原子，第二个碳原子上有2个口基,

第六个碳原子上有1个甲基，第四个碳原子上有1个乙基，用系统命名法命名为

2,2,6■三甲基-4-乙基辛疏;E分子