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一、 认识有机化合物
练习3　烷烃的性质
高中化学 必修 第二册
有机化合物
第七章
必备知识练
1. 下列关于烷烃性质的说法，错误的是(　　)
A. 常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂都不反应
B. 烷烃都具有还原性，能被氧气氧化
C. 烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水
D. 烷烃都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D
2. (2024·丽水高一期中)下列关于烷烃的结构及性质的说法，
错误的是(　　)
A. 烷烃均难溶于水，相对密度均小于1
B. 烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应
C. 物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞正丁烷＞丙烷
D. 甲烷分子中的4个共价键的长度相同，相互之间的夹角相等，所以甲烷的空间结构为正四面体
B
3. 分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点的数据如下表所示：
烷烃名称 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷
沸点/℃ －89 －42 －0.5 36
下列说法中，错误的是(　　)
A. 正庚烷在常温、常压下肯定不是气体
B. 碳原子数大于4的烷烃在常温下一定为液体
C. 一般情况下，随着分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高
D. 一般情况下，随着分子中碳原子数增加，烷烃的密度逐渐增大
B
4. (2024·瑞安中学高一月考)在常温常压下，甲烷和一定量氧
气的混合气体88 mL，点燃爆炸后，恢复到原来状况，剩余气
体为56 mL。原混合气体中甲烷的体积可能为(　　)
A. 14 mL B. 16 mL　
C. 58 mL　 D. 66 mL
【解析】 甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，水在常温下为液体，当有1体积甲烷完全燃烧时，气体体积减小2体积，则V(CH4)==16 mL。　
B
5. (2024·宁波高一期中)某化学
兴趣小组在阴暗的地方用如图所
示装置探究CH4与Cl2的反应，灯
泡接通电源后，开始实验。下列
说法中，错误的是(　　)
A. 软管内会发生取代反应，生成物可能有5种
B. 透明软管内气体颜色会逐渐变浅，透明软管的体积会缩小直至完全凹瘪
C. 软管内会有油状液滴产生
D. 充分反应后，打开K1，导管口可能会有白雾出现
B
【解析】 透明软管内消耗氯气，气体颜色会逐渐变浅，透明软管的体积会缩小，但由于有氯化氢和一氯甲烷两种气体生成，不会完全凹瘪，B错误。
6. (2024·舟山中学高一检测)已知最简单的有机物E和直线形分子G在光照条件下反应，生成分子L和直线形分子M(组成G分子的元素位于第三周期)，如图所示。下列说法中，错误的是
(　　)
B
A. 常温常压下，E是一种无色、无味的气体
B. 生成的L是正四面体形的分子
C. 在光照条件下L能与G继续发生与上述类似的反应
D. 上述反应类型是取代反应
【解析】 组成G分子的元素位于第三周期，根据其空间结构知，为氯气，E为甲烷，甲烷和氯气发生取代反应生成L(一氯甲烷)和M(HCl)。
7. (2024·镇海中学高一检测)将2 mol甲烷和适量的Cl2混合后在
光照条件下充分反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的
物质的量依次增多0.2 mol，则参加反应Cl2的物质的量为(　　)
A. 1.5 mol B. 3 mol
C. 4.5 mol D. 6 mol
D
【解析】 设生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物的物质的量分别是n mol、(n＋0.2) mol、(n＋0.4) mol、(n＋0.6) mol；参加反应的CH4的物质的量为2 mol，由C原子守恒可知：n＋(n＋0.2)＋(n＋0.4)＋(n＋0.6)=2，解得n=0.2，已知Cl2和CH4发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，则消耗氯气的物质的量为0.2 mol＋2×0.4 mol＋3×0.6 mol＋4×0.8 mol=6 mol，D正确。
8. 我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转
化过程如图所示。下列说法中，错误的是(　　)
A.反应①的产物中含有水
B.反应②中只有碳碳键形成
C.图中b物质其主链上有5个碳原子的同分异构体有5种
D.汽油主要是含有5至11个碳原子的烃类混合物
B
【解析】 根据反应中原子守恒，CO2和H2反应后，生成CO和H2O，反应①中的产物中有水，A正确；反应②中CO转化为(CH2)n，除有碳碳键形成外，还有碳氢键等其他键的形成，B错误；b物质的C原子数一共有7个，主链含有5个碳原子的同分异构体，若取代基为乙基，只有1种，结构简式为CH(CH2CH3)3；若取代基为2个甲基，有4种，结构简式为
、
、
共5种，C正确；汽油主要有石油分馏得到，主要成分为C5~C11的烃类，D正确。
、
，
9. (2024·鄞州中学高一月考)有以下5种物质：
①CH3(CH2)3CH3；②CH3CH2CH2CH2CH2CH3；
③(CH3)2CHCH2CH2CH3；④CH3CH2CH2CH3；
⑤(CH3)2CHCH3。下列说法中，正确的是(　　)
A. 沸点高低：②＞①＞③＞④＞⑤
B. ③的一溴代物有5种(不考虑立体异构)
C. ①③④⑤互为同系物
D. ①②③互为同分异构体
B
【解析】 一般来说，烷烃分子中的碳原子数越多，沸点越高，碳原子数相同时，支链越多，沸点越低，故其沸点：②＞③＞①＞④＞⑤，A错误；(CH3)2CHCH2CH2CH3有5种不同化学环境的氢原子，故其一溴代物有5种，B正确；④⑤的分子式均为C4H10，二者互为同分异构体，C错误；①的分子式为C5H12，②③的分子式为C6H14，故②③互为同分异构体，①和②③互为同系物，D错误。
关键能力练
10. (2024·义乌中学高一检测)在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如下表。
烷烃 沸点/℃ 烷烃 沸点/℃
正丁烷 CH3(CH2)2CH3 －0.5 异戊烷 (CH3)2CHCH2CH3 27.8
异丁烷 (CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5
正戊烷 CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷 CH3(CH2)4CH3 b
据表分析，下列说法中，正确的是(　　)
A. 上表六种物质互为同系物
B. a＞－0.5
C. 在标准状况下，22.4 L新戊烷中含共价键16 mol
D. b＞36.0
D
【解析】 正丁烷和异丁烷互为同分异构体，正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体，A错误；根据题表中数据，正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐降低，推测正丁烷、异丁烷沸点应该也呈降低趋势，故a＜－0.5，B错误；新戊烷的沸点为9.5 ℃，在标准状况下是液态，22.4 L新戊烷的物质的量不是1 mol，含共价键的物质的量不是16 mol，C错误；根据题表中数据，正戊烷的沸点高于正丁烷，推测正己烷的沸点高于正戊烷，故b＞36.0，D正确。
11. (2024·诸暨中学高一检测)科学家研究发现，高度对称的有机分子具有致密度高、稳定性强、张力大等特点。饱和烃中有
一系列高度对称结构的烃，如
(正四面体烷C4H4)、
(棱晶烷C6H6)、
(立方烷C8H8)，下列说法中，
正确的是(　　)
A. 上述三种物质互为同系物
B. 上述三种物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 棱晶烷与立方烷中碳原子均为饱和碳原子，其二氯代物的数目不同
D. 棱晶烷与立方烷在光照条件下均可与氯气发生取代反应
D
【解析】 三种物质的结构不同且不相差n个CH2原子团，三种物质不互为同系物，A错误；将棱晶烷的一个顶点固定，该碳原子上的氢原子被氯原子取代，则与该碳原子共面的另一个点、竖棱上的共线点以及对角线上的点上的氢原子被氯原子代替时均不同，所以该烃的二氯取代物有3种；立方烷的二氯代物的同分异构体分别是一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替，所以二氯代物的同分异构体有3种，C错误。
12. (2024·余杭高中高一检测)一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列说法中，错误的是(　　)
A. X的分子式为C4H10
B. X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3
C. 将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色
D. X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物(不考虑立体异构)
C
【解析】 17.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 mol、
0.5 mol，据此可得C原子与H原子的个数之比为0.4 mol∶
1 mol=4∶10，故链状烷烃X的分子式为C4H10，A正确；C4H10有两种结构，B正确；烷烃不与酸性KMnO4溶液反应，故溶液不褪色，C错误；正丁烷和异丁烷分子中都有2种不同化学环境的氢原子，故无论是哪种结构与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物，D正确。
拓展突破练
13. 下列烷烃中，在光照条件下与氯气反应，能生成2种一氯代烃(不考虑立体异构)的是(　　)
A. CH3CH2CH2CH3
B. CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C. C(CH3)4
D. CH3CH(CH3)CH2CH3
A
【解析】 正丁烷(CH3CH2CH2CH3)中有2种不同化学环境的氢原子，所以一氯代烃有2种，A符合题意；CH3CH2CH(CH3)CH2CH3中有4种不同化学环境的氢原子，所以一氯代烃有4种，B不符合题意；C(CH3)4中有1种化学环境的氢原子，所以一氯代烃有1种，C不符合题意；CH3CH(CH3)CH2CH3中有4种不同化学环境的氢原子，所以一氯代烃有4种，D不符合题意。
14. 有下列结构的物质：
①CH3CH2CH2CH3 ②CH3CH2CH==CH2
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
④
⑤
⑥
⑦CH3CH2CH2CH2CH3 ⑧CH2==CHCH2CH==CH2
请回答下列问题：
(1)写出①③的物质名称：①__________；③__________。　
(2)上述物质中，属于同系物的是_______________________(填序号，下同)；属于同分异构体的是_______________；属于同种物质的是__________。
(3)将物质①③④⑦按沸点由高到低的顺序排列为_________。
正丁烷
正己烷
①③(或④或⑤或⑥)⑦
③④(或⑥)⑤
④⑥
③④⑦①
【解析】 (1)①CH3CH2CH2CH3中以碳碳单键连接成链，含有4个碳原子，名称是正丁烷；③CH3CH2CH2CH2CH2CH3中以碳碳单键连接成链，含有6个碳原子，名称是正己烷。(2)同系物是结构相似、在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，上述物质中属于同系物的是①CH3CH2CH2CH3与③
CH3CH2CH2CH2CH2CH3(或④
或⑤
或⑥
)与
⑦CH3CH2CH2CH2CH3；同分异构体是分子式相同、结构不同的有机物，③CH3CH2CH2CH2CH2CH3与④
(或⑥
)与⑤
分子式都是
C6H14，结构不同，属于同分异构体；④
与
⑥
分子式相同，结构相同，属于同种物质。
(3)烷烃分子中碳原子数越多沸点越高；相对分子质量相同的烷烃，有支链的沸点低于无支链的沸点，因此，
①CH3CH2CH2CH3、③CH3CH2CH2CH2CH2CH3、
④
、⑦CH3CH2CH2CH2CH3沸点由高到低的
顺序排列是CH3CH2CH2CH2CH2CH3＞
＞CH3CH2CH2CH2CH3＞CH3CH2CH2CH3。
15. 烷烃可以发生取代反应。向如图所示的B中通入一定量的氯气和甲烷气体，混合均匀后通入装置C中硬质玻璃管中，夹紧装置C两端的弹簧夹，用漫射光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是___________ _______________。
(2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式：
____________________________________。
(3)一段时间后，装置C中玻璃管内的实验现象：____________ _____________________________________。
(4)将1 mol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之比为 1∶ 2∶ 3∶ 4，则参加反应的 Cl2的物质的量为__________mol。
除去其中的
氯化氢气体
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
玻璃管内壁
上出现油状液滴，气体的黄绿色变浅
3
【解析】 (3)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，实验中可观察到玻璃管内的实验现象有气体的黄绿色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。(4)设充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量分别是x mol、2x mol、3x mol、4x mol，根据碳原子守恒，x mol＋2x mol＋3x mol＋4x mol=1 mol，解得x=0.1，则消耗氯气的物质的量为0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3 mol＋4×
0.4 mol=3 mol。
16. (2024·北仑中学高一检测)烃是一类重要的有机化合物，请回答下列问题：
(1)1 mol某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为9.5 mol，其
分子式为_________，若其结构中含有4个—CH3，其结构简式
为_____________________________________________。
C6H14
(CH3)2CHCH(CH3)2、
(2)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl，则C4H9Cl的
结构有__________种(不包括立体异构)。
(3)烷烃可以发生氧化反应。将某烷烃X在足量氧气中充分燃烧产生的气体全部通入如图所示装置，得到如下表所示实验数据(已知U形管a中干燥剂只吸收水蒸气且产生的气体在相应装置中均被完全吸收)。
4
①烷烃X的分子式为__________。
②为确保测量的准确性，需要在U形管b后再连接一个盛有碱石
灰的干燥管，目的是_____________________________________
_______________________。
项目 实验前 实验后
实验前、实验后(干燥剂＋U形管a)的质量 29.0 g 30.8 g
实验前、实验后(碱石灰＋U形管b)的质量 67.8 g 71.1 g
C3H8
防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入U
形管b，干扰实验测定
【解析】 (1)烷烃的通式为CnH2n＋2，完全燃烧生成CO2和H2O，所以=9.5，解得n=6，因此其分子式为C6H14；若其结构中含有4个—CH3，其结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2、
。(2)C4H9—有4种结构，则C4H10的一氯
代物C4H9Cl的可能结构有4种。(3)①根据题意可知水的物质的量为=0.1 mol，二氧化碳的物质的量为=0.075 mol，可知烷烃X中n(C) ∶n(H)=0.075 mol
∶0.2 mol=3∶8，根据烷烃通式，该烷烃的分子式为C3H8。7.1 练习3　烷烃的性质
1. 下列关于烷烃性质的说法，错误的是( )
A. 常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂都不反应
B. 烷烃都具有还原性，能被氧气氧化
C. 烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水
D. 烷烃都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
2. (2024·丽水高一期中)下列关于烷烃的结构及性质的说法，错误的是( )
A. 烷烃均难溶于水，相对密度均小于1
B. 烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应
C. 物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞正丁烷＞丙烷
D. 甲烷分子中的4个共价键的长度相同，相互之间的夹角相等，所以甲烷的空间结构为正四面体
3. 分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点的数据如下表所示：
烷烃名称 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷
沸点/℃ －89 －42 －0.5 36
下列说法中，错误的是( )
A. 正庚烷在常温、常压下肯定不是气体
B. 碳原子数大于4的烷烃在常温下一定为液体
C. 一般情况下，随着分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高
D. 一般情况下，随着分子中碳原子数增加，烷烃的密度逐渐增大
4. (2024·瑞安中学高一月考)在常温常压下，甲烷和一定量氧气的混合气体88 mL，点燃爆炸后，恢复到原来状况，剩余气体为56 mL。原混合气体中甲烷的体积可能为( )
A. 14 mL B. 16 mL　
C. 58 mL　 D. 66 mL
5. (2024·宁波高一期中)某化学兴趣小组在阴暗的地方用如图所示装置探究CH4与Cl2的反应，灯泡接通电源后，开始实验。下列说法中，错误的是( )
A. 软管内会发生取代反应，生成物可能有5种
B. 透明软管内气体颜色会逐渐变浅，透明软管的体积会缩小直至完全凹瘪
C. 软管内会有油状液滴产生
D. 充分反应后，打开K1，导管口可能会有白雾出现
6. (2024·舟山中学高一检测)已知最简单的有机物E和直线形分子G在光照条件下反应，生成分子L和直线形分子M(组成G分子的元素位于第三周期)，如图所示。下列说法中，错误的是( )
A. 常温常压下，E是一种无色、无味的气体
B. 生成的L是正四面体形的分子
C. 在光照条件下L能与G继续发生与上述类似的反应
D. 上述反应类型是取代反应
7. (2024·镇海中学高一检测)将2 mol甲烷和适量的Cl2混合后在光照条件下充分反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量依次增多0.2 mol，则参加反应Cl2的物质的量为( )
A. 1.5 mol B. 3 mol
C. 4.5 mol D. 6 mol
8. 我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程如图所示。下列说法中，错误的是( )
A.反应①的产物中含有水
B.反应②中只有碳碳键形成
C.图中b物质其主链上有5个碳原子的同分异构体有5种
D.汽油主要是含有5至11个碳原子的烃类混合物
9. (2024·鄞州中学高一月考)有以下5种物质：①CH3(CH2)3CH3；②CH3CH2CH2CH2CH2CH3；
③(CH3)2CHCH2CH2CH3；④CH3CH2CH2CH3；⑤(CH3)2CHCH3。下列说法中，正确的是( )
A. 沸点高低：②＞①＞③＞④＞⑤
B. ③的一溴代物有5种(不考虑立体异构)
C. ①③④⑤互为同系物
D. ①②③互为同分异构体
10. (2024·义乌中学高一检测)在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如下表。据表分析，下列说法中，正确的是( )
烷烃 沸点/℃ 烷烃 沸点/℃
正丁烷 CH3(CH2)2CH3 －0.5 异戊烷 (CH3)2CHCH2CH3 27.8
异丁烷 (CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5
正戊烷 CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷 CH3(CH2)4CH3 b
A. 上表六种物质互为同系物
B. a＞－0.5
C. 在标准状况下，22.4 L新戊烷中含共价键16 mol
D. b＞36.0
11. (2024·诸暨中学高一检测)科学家研究发现，高度对称的有机分子具有致密度高、稳定性强、张力大等特点。饱和烃中有一系列高度对称结构的烃，如(正四面体烷C4H4)、(棱晶烷C6H6)、(立方烷C8H8)，下列说法中，正确的是( )
A. 上述三种物质互为同系物
B. 上述三种物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 棱晶烷与立方烷中碳原子均为饱和碳原子，其二氯代物的数目不同
D. 棱晶烷与立方烷在光照条件下均可与氯气发生取代反应
12. (2024·余杭高中高一检测)一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列说法中，错误的是( )
A. X的分子式为C4H10
B. X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3
C. 将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色
D. X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物(不考虑立体异构)
13. 下列烷烃中，在光照条件下与氯气反应，能生成2种一氯代烃(不考虑立体异构)的是( )
A. CH3CH2CH2CH3
B. CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C. C(CH3)4
D. CH3CH(CH3)CH2CH3
14. 有下列结构的物质：
①CH3CH2CH2CH3
②CH3CH2CH==CH2
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
④
⑤
⑥
⑦CH3CH2CH2CH2CH3
⑧CH2==CHCH2CH==CH2
请回答下列问题：
(1)写出①③的物质名称：① ；③ 。　
(2)上述物质中，属于同系物的是 (填序号，下同)；属于同分异构体的是 ；属于同种物质的是 。
(3)将物质①③④⑦按沸点由高到低的顺序排列为 。
15. 烷烃可以发生取代反应。向如图所示的B中通入一定量的氯气和甲烷气体，混合均匀后通入装置C中硬质玻璃管中，夹紧装置C两端的弹簧夹，用漫射光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是 。
(2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式： 。
(3)一段时间后，装置C中玻璃管内的实验现象： 。
(4)将1 mol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之比为 1∶ 2∶ 3∶ 4，则参加反应的 Cl2的物质的量为 mol。
16. (2024·北仑中学高一检测)烃是一类重要的有机化合物，请回答下列问题：
(1)1 mol某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为9.5 mol，其分子式为 ，若其结构中含有4个—CH3，其结构简式为 。
(2)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl，则C4H9Cl的结构有 种(不包括立体异构)。
(3)烷烃可以发生氧化反应。将某烷烃X在足量氧气中充分燃烧产生的气体全部通入如图所示装置，得到如下表所示实验数据(已知U形管a中干燥剂只吸收水蒸气且产生的气体在相应装置中均被完全吸收)。
项目 实验前 实验后
实验前、实验后(干燥剂＋U形管a)的质量 29.0 g 30.8 g
实验前、实验后(碱石灰＋U形管b)的质量 67.8 g 71.1 g
①烷烃X的分子式为 。
②为确保测量的准确性，需要在U形管b后再连接一个盛有碱石灰的干燥管，目的是 。 7.1 练习3　烷烃的性质
1. 下列关于烷烃性质的说法，错误的是(　D　)
A. 常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂都不反应
B. 烷烃都具有还原性，能被氧气氧化
C. 烷烃都能燃烧生成二氧化碳和水
D. 烷烃都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
2. (2024·丽水高一期中)下列关于烷烃的结构及性质的说法，错误的是(　B　)
A. 烷烃均难溶于水，相对密度均小于1
B. 烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此，烷烃不能发生氧化反应
C. 物质的沸点：正戊烷＞异戊烷＞正丁烷＞丙烷
D. 甲烷分子中的4个共价键的长度相同，相互之间的夹角相等，所以甲烷的空间结构为正四面体
3. 分子中含有2~5个碳原子的直链烷烃沸点的数据如下表所示：
烷烃名称 乙烷 丙烷 正丁烷 正戊烷
沸点/℃ －89 －42 －0.5 36
下列说法中，错误的是(　B　)
A. 正庚烷在常温、常压下肯定不是气体
B. 碳原子数大于4的烷烃在常温下一定为液体
C. 一般情况下，随着分子中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高
D. 一般情况下，随着分子中碳原子数增加，烷烃的密度逐渐增大
4. (2024·瑞安中学高一月考)在常温常压下，甲烷和一定量氧气的混合气体88 mL，点燃爆炸后，恢复到原来状况，剩余气体为56 mL。原混合气体中甲烷的体积可能为(　B　)
A. 14 mL B. 16 mL　
C. 58 mL　 D. 66 mL
【解析】 甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，水在常温下为液体，当有1体积甲烷完全燃烧时，气体体积减小2体积，则V(CH4)==16 mL。　
5. (2024·宁波高一期中)某化学兴趣小组在阴暗的地方用如图所示装置探究CH4与Cl2的反应，灯泡接通电源后，开始实验。下列说法中，错误的是(　B　)
A. 软管内会发生取代反应，生成物可能有5种
B. 透明软管内气体颜色会逐渐变浅，透明软管的体积会缩小直至完全凹瘪
C. 软管内会有油状液滴产生
D. 充分反应后，打开K1，导管口可能会有白雾出现
【解析】 透明软管内消耗氯气，气体颜色会逐渐变浅，透明软管的体积会缩小，但由于有氯化氢和一氯甲烷两种气体生成，不会完全凹瘪，B错误。
6. (2024·舟山中学高一检测)已知最简单的有机物E和直线形分子G在光照条件下反应，生成分子L和直线形分子M(组成G分子的元素位于第三周期)，如图所示。下列说法中，错误的是(　B　)
A. 常温常压下，E是一种无色、无味的气体
B. 生成的L是正四面体形的分子
C. 在光照条件下L能与G继续发生与上述类似的反应
D. 上述反应类型是取代反应
【解析】 组成G分子的元素位于第三周期，根据其空间结构知，为氯气，E为甲烷，甲烷和氯气发生取代反应生成L(一氯甲烷)和M(HCl)。
7. (2024·镇海中学高一检测)将2 mol甲烷和适量的Cl2混合后在光照条件下充分反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量依次增多0.2 mol，则参加反应Cl2的物质的量为(　D　)
A. 1.5 mol B. 3 mol
C. 4.5 mol D. 6 mol
【解析】 设生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机物的物质的量分别是n mol、(n＋0.2) mol、(n＋0.4) mol、(n＋0.6) mol；参加反应的CH4的物质的量为2 mol，由C原子守恒可知：n＋(n＋0.2)＋(n＋0.4)＋(n＋0.6)=2，解得n=0.2，已知Cl2和CH4发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，则消耗氯气的物质的量为0.2 mol＋2×0.4 mol＋3×0.6 mol＋4×0.8 mol=6 mol，D正确。
8. 我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程如图所示。下列说法中，错误的是(　B　)
A.反应①的产物中含有水
B.反应②中只有碳碳键形成
C.图中b物质其主链上有5个碳原子的同分异构体有5种
D.汽油主要是含有5至11个碳原子的烃类混合物
【解析】 根据反应中原子守恒，CO2和H2反应后，生成CO和H2O，反应①中的产物中有水，A正确；反应②中CO转化为(CH2)n，除有碳碳键形成外，还有碳氢键等其他键的形成，B错误；b物质的C原子数一共有7个，主链含有5个碳原子的同分异构体，若取代基为乙基，只有1种，结构简式为CH(CH2CH3)3；若取代基为2个甲基，有4种，结构简式为、、、，共5种，C正确；汽油主要有石油分馏得到，主要成分为C5~C11的烃类，D正确。
9. (2024·鄞州中学高一月考)有以下5种物质：①CH3(CH2)3CH3；②CH3CH2CH2CH2CH2CH3；
③(CH3)2CHCH2CH2CH3；④CH3CH2CH2CH3；⑤(CH3)2CHCH3。下列说法中，正确的是(　B　)
A. 沸点高低：②＞①＞③＞④＞⑤
B. ③的一溴代物有5种(不考虑立体异构)
C. ①③④⑤互为同系物
D. ①②③互为同分异构体
【解析】 一般来说，烷烃分子中的碳原子数越多，沸点越高，碳原子数相同时，支链越多，沸点越低，故其沸点：②＞③＞①＞④＞⑤，A错误；(CH3)2CHCH2CH2CH3有5种不同化学环境的氢原子，故其一溴代物有5种，B正确；④⑤的分子式均为C4H10，二者互为同分异构体，C错误；①的分子式为C5H12，②③的分子式为C6H14，故②③互为同分异构体，①和②③互为同系物，D错误。
10. (2024·义乌中学高一检测)在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点如下表。据表分析，下列说法中，正确的是(　D　)
烷烃 沸点/℃ 烷烃 沸点/℃
正丁烷 CH3(CH2)2CH3 －0.5 异戊烷 (CH3)2CHCH2CH3 27.8
异丁烷 (CH3)3CH a 新戊烷C(CH3)4 9.5
正戊烷 CH3(CH2)3CH3 36.0 正己烷 CH3(CH2)4CH3 b
A. 上表六种物质互为同系物
B. a＞－0.5
C. 在标准状况下，22.4 L新戊烷中含共价键16 mol
D. b＞36.0
【解析】 正丁烷和异丁烷互为同分异构体，正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体，A错误；根据题表中数据，正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐降低，推测正丁烷、异丁烷沸点应该也呈降低趋势，故a＜－0.5，B错误；新戊烷的沸点为9.5 ℃，在标准状况下是液态，22.4 L新戊烷的物质的量不是1 mol，含共价键的物质的量不是16 mol，C错误；根据题表中数据，正戊烷的沸点高于正丁烷，推测正己烷的沸点高于正戊烷，故b＞36.0，D正确。
11. (2024·诸暨中学高一检测)科学家研究发现，高度对称的有机分子具有致密度高、稳定性强、张力大等特点。饱和烃中有一系列高度对称结构的烃，如(正四面体烷C4H4)、(棱晶烷C6H6)、(立方烷C8H8)，下列说法中，正确的是(　D　)
A. 上述三种物质互为同系物
B. 上述三种物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 棱晶烷与立方烷中碳原子均为饱和碳原子，其二氯代物的数目不同
D. 棱晶烷与立方烷在光照条件下均可与氯气发生取代反应
【解析】 三种物质的结构不同且不相差n个CH2原子团，三种物质不互为同系物，A错误；将棱晶烷的一个顶点固定，该碳原子上的氢原子被氯原子取代，则与该碳原子共面的另一个点、竖棱上的共线点以及对角线上的点上的氢原子被氯原子代替时均不同，所以该烃的二氯取代物有3种；立方烷的二氯代物的同分异构体分别是一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替，所以二氯代物的同分异构体有3种，C错误。
12. (2024·余杭高中高一检测)一定质量的链状烷烃X完全燃烧后生成17.6 g CO2和9.0 g H2O，下列说法中，错误的是(　C　)
A. X的分子式为C4H10
B. X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3
C. 将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色
D. X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物(不考虑立体异构)
【解析】 17.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol，据此可得C原子与H原子的个数之比为0.4 mol∶1 mol=4∶10，故链状烷烃X的分子式为C4H10，A正确；C4H10有两种结构，B正确；烷烃不与酸性KMnO4溶液反应，故溶液不褪色，C错误；正丁烷和异丁烷分子中都有2种不同化学环境的氢原子，故无论是哪种结构与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物，D正确。
13. 下列烷烃中，在光照条件下与氯气反应，能生成2种一氯代烃(不考虑立体异构)的是(　A　)
A. CH3CH2CH2CH3
B. CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
C. C(CH3)4
D. CH3CH(CH3)CH2CH3
【解析】 正丁烷(CH3CH2CH2CH3)中有2种不同化学环境的氢原子，所以一氯代烃有2种，A符合题意；CH3CH2CH(CH3)CH2CH3中有4种不同化学环境的氢原子，所以一氯代烃有4种，B不符合题意；C(CH3)4中有1种化学环境的氢原子，所以一氯代烃有1种，C不符合题意；CH3CH(CH3)CH2CH3中有4种不同化学环境的氢原子，所以一氯代烃有4种，D不符合题意。
14. 有下列结构的物质：
①CH3CH2CH2CH3
②CH3CH2CH==CH2
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
④
⑤
⑥
⑦CH3CH2CH2CH2CH3
⑧CH2==CHCH2CH==CH2
请回答下列问题：
(1)写出①③的物质名称：①　正丁烷　；③　正己烷　。　
(2)上述物质中，属于同系物的是　①③(或④或⑤或⑥)⑦　(填序号，下同)；属于同分异构体的是　③④(或⑥)⑤　；属于同种物质的是　④⑥　。
(3)将物质①③④⑦按沸点由高到低的顺序排列为　③④⑦①　。
【解析】 (1)①CH3CH2CH2CH3中以碳碳单键连接成链，含有4个碳原子，名称是正丁烷；③CH3CH2CH2CH2CH2CH3中以碳碳单键连接成链，含有6个碳原子，名称是正己烷。(2)同系物是结构相似、在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物，上述物质中属于同系物的是①CH3CH2CH2CH3与③CH3CH2CH2CH2CH2CH3(或④或⑤或⑥)与⑦CH3CH2CH2CH2CH3；同分异构体是分子式相同、结构不同的有机物，③CH3CH2CH2CH2CH2CH3与④(或⑥)与⑤分子式都是C6H14，结构不同，属于同分异构体；④与⑥分子式相同，结构相同，属于同种物质。(3)烷烃分子中碳原子数越多沸点越高；相对分子质量相同的烷烃，有支链的沸点低于无支链的沸点，因此，
①CH3CH2CH2CH3、③CH3CH2CH2CH2CH2CH3、
④、⑦CH3CH2CH2CH2CH3沸点由高到低的顺序排列是CH3CH2CH2CH2CH2CH3＞＞CH3CH2CH2CH2CH3＞CH3CH2CH2CH3。　
15. 烷烃可以发生取代反应。向如图所示的B中通入一定量的氯气和甲烷气体，混合均匀后通入装置C中硬质玻璃管中，夹紧装置C两端的弹簧夹，用漫射光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是　除去其中的氯化氢气体　。
(2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式：　CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl　。
(3)一段时间后，装置C中玻璃管内的实验现象：　玻璃管内壁上出现油状液滴，气体的黄绿色变浅　。
(4)将1 mol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之比为 1∶ 2∶ 3∶ 4，则参加反应的 Cl2的物质的量为　3　mol。
【解析】 (3)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，实验中可观察到玻璃管内的实验现象有气体的黄绿色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。(4)设充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量分别是x mol、2x mol、3x mol、4x mol，根据碳原子守恒，x mol＋2x mol＋3x mol＋4x mol=1 mol，解得x=0.1，则消耗氯气的物质的量为0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3 mol＋4×0.4 mol=3 mol。
16. (2024·北仑中学高一检测)烃是一类重要的有机化合物，请回答下列问题：
(1)1 mol某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为9.5 mol，其分子式为　C6H14　，若其结构中含有4个—CH3，其结构简式为　(CH3)2CHCH(CH3)2、　。
(2)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为C4H9Cl，则C4H9Cl的结构有　4　种(不包括立体异构)。
(3)烷烃可以发生氧化反应。将某烷烃X在足量氧气中充分燃烧产生的气体全部通入如图所示装置，得到如下表所示实验数据(已知U形管a中干燥剂只吸收水蒸气且产生的气体在相应装置中均被完全吸收)。
项目 实验前 实验后
实验前、实验后(干燥剂＋U形管a)的质量 29.0 g 30.8 g
实验前、实验后(碱石灰＋U形管b)的质量 67.8 g 71.1 g
①烷烃X的分子式为　C3H8　。
②为确保测量的准确性，需要在U形管b后再连接一个盛有碱石灰的干燥管，目的是　防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入U形管b，干扰实验测定　。
【解析】 (1)烷烃的通式为CnH2n＋2，完全燃烧生成CO2和H2O，所以=9.5，解得n=6，因此其分子式为C6H14；若其结构中含有4个—CH3，其结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2、。(2)C4H9—有4种结构，则C4H10的一氯代物C4H9Cl的可能结构有4种。(3)①根据题意可知水的物质的量为=0.1 mol，二氧化碳的物质的量为=0.075 mol，可知烷烃X中n(C) ∶n(H)=0.075 mol∶0.2 mol=3∶8，根据烷烃通式，该烷烃的分子式为C3H8。

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