2025版高一化學(xué)必修第二冊(cè)（含不定項(xiàng)選擇）課時(shí)過程性評(píng)價(jià) 十五 烷烴的性質(zhì)

十五烷烴的性質(zhì)(30分鐘50分)題組過關(guān)·夯基礎(chǔ)題組一:甲烷的性質(zhì)1.(2分)天然氣的主要成分是甲烷,下列物質(zhì)中可與甲烷發(fā)生反應(yīng)的是 ()A.NaOH溶液 B.濃硫酸C.Br2 D.酸性KMnO4溶液【解析】選C。通常情況下,烷烴比較穩(wěn)定,與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑不發(fā)生反應(yīng),烷烴在一定條件下可與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng),即甲烷與NaOH溶液、濃硫酸、酸性KMnO4溶液均不能發(fā)生反應(yīng),甲烷能與Br2發(fā)生取代反應(yīng),C項(xiàng)符合題意。2.(2分)(2024·日照高一檢測(cè))已知:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,下列說法正確的是()A.CH4的球棍模型:B.CH4分子的空間結(jié)構(gòu):正方形C.Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖:D.此反應(yīng)為取代反應(yīng)【解析】選D。CH4的球棍模型為,A錯(cuò)誤;甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形,B錯(cuò)誤;氯離子的結(jié)構(gòu)示意圖為,C錯(cuò)誤;取代反應(yīng)是指有機(jī)物分子中的一個(gè)原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng),D正確。3.(4分)甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生反應(yīng)(裝置如圖所示),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋均正確的是 ()選項(xiàng)現(xiàn)象解釋A量筒內(nèi)氣體顏色逐漸變淺甲烷被氯氣還原B量筒內(nèi)出現(xiàn)少量白霧生成HCl氣體C量筒內(nèi)壁產(chǎn)生油狀液滴油狀液滴是CCl4D量筒內(nèi)液面降低生成液態(tài)產(chǎn)物【解析】選B。量筒內(nèi)氣體顏色逐漸變淺,是由于氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng),甲烷被氯氣氧化,故A錯(cuò)誤;發(fā)生取代反應(yīng)生成氯化氫,氯化氫易溶于水,產(chǎn)生白霧,故B正確;甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳為液態(tài),所以油狀液滴可能為二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳等,故C錯(cuò)誤;量筒內(nèi)液面降低是由于生成的氯化氫易溶于水,故D錯(cuò)誤。4.(4分)在光照的條件下,將1mol甲烷與一定量的氯氣充分混合,經(jīng)過一段時(shí)間,甲烷和氯氣均無剩余,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫,若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物質(zhì)的量分別為amol、bmol、cmol,該反應(yīng)中消耗的氯氣的物質(zhì)的量是 ()A.(1-a-b-c)mol B.(1+a+2b+3c)molC.(2a+3b+4c)mol D.(a+b+c)mol【解析】選B。根據(jù)取代反應(yīng)的特點(diǎn)可知,光照條件下,1mol甲烷與一定量的氯氣充分混合,生成幾氯甲烷就消耗幾摩爾的氯氣,因此消耗氯氣的物質(zhì)的量為(1-a-b-c)mol+2amol+3bmol+4cmol=(1+a+2b+3c)mol,B項(xiàng)正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列關(guān)于甲烷的說法不正確的是 ()A.甲烷是天然氣的主要成分B.甲烷與CH3CH2CH2CH3互為同系物C.甲烷分子中所有的化學(xué)鍵都為單鍵D.甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng),生成的二氯甲烷有2種【解析】選D。甲烷是天然氣的主要成分,故A正確;甲烷與CH3CH2CH2CH3結(jié)構(gòu)相似、組成上相差3個(gè)CH2,互為同系物,故B正確;甲烷分子中所有的化學(xué)鍵都為單鍵,故C正確;二氯甲烷為四面體結(jié)構(gòu),只有一種結(jié)構(gòu),故D錯(cuò)誤。題組二:烷烴的性質(zhì)5.(2分)中國(guó)石油重點(diǎn)工程——塔里木油田天然氣乙烷回收工程成功投產(chǎn),并生產(chǎn)出合格的乙烷產(chǎn)品。下列有關(guān)乙烷的說法不正確的是 ()A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH3B.光照下能夠發(fā)生取代反應(yīng)C.不存在同分異構(gòu)體D.比丁烷更易液化【解析】選D。乙烷(C2H6)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH3,A項(xiàng)正確;乙烷在光照條件下能和氯氣發(fā)生取代反應(yīng),B項(xiàng)正確;乙烷不存在同分異構(gòu)體,C項(xiàng)正確;一般來說,烷烴分子中碳原子數(shù)越多,烷烴的沸點(diǎn)越高,則乙烷的沸點(diǎn)比丁烷低,所以乙烷比丁烷更難液化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2分)成都大運(yùn)會(huì)“蓉火”火炬采用清潔燃料——生物質(zhì)丙烷。下列有關(guān)丙烷的說法錯(cuò)誤的是 ()A.丙烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2CH3B.丙烷在光照條件下能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)C.等質(zhì)量的丙烷和甲烷完全燃燒,丙烷的耗氧量更少D.丙烷燃燒時(shí)將化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為熱能【解析】選D。丙烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2CH3,故A正確;烷烴在光照條件下可以與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng),丙烷在光照條件下能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成鹵代烴,故B正確;等質(zhì)量的烷烴含氫量越多,耗氧量越多,甲烷的含氫量比丙烷的含氫量多,故丙烷的耗氧量更少,故C正確;任何燃燒都不可能將化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為熱能,會(huì)有能量的損失,故D錯(cuò)誤。7.(2分)下列物質(zhì)的沸點(diǎn)按由高到低的順序排列正確的是 ()①CH3(CH2)3CH3 ②CH3(CH2)4CH3③(CH3)2CHCH2CH3 ④C(CH3)4A.②④①③ B.②①③④C.④①③② D.③②①④【解析】選B。烷烴的物理性質(zhì)隨著分子中碳原子數(shù)的遞增呈規(guī)律性變化,沸點(diǎn)逐漸升高;碳原子數(shù)相同的烴,支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低。①、③、④中碳原子都是5個(gè),①無支鏈,③中一個(gè)支鏈,④中兩個(gè)支鏈,其沸點(diǎn):①>③>④;②中碳原子數(shù)為6,比①、③、④中碳原子數(shù)都多,則沸點(diǎn)較高,故沸點(diǎn)按由高到低的順序排列是②①③④,故選:B。8.(4分)已知有一種烴的結(jié)構(gòu)類似自行車,簡(jiǎn)稱“自行車烴”,如圖所示,下列關(guān)于它的性質(zhì)敘述正確的是 ()A.易溶于水B.可以發(fā)生取代反應(yīng)C.其密度大于水的密度D.與環(huán)己烷互為同系物【解析】選B。烷烴都難溶于水,密度比水小,可以發(fā)生取代反應(yīng),A、C錯(cuò)誤,B正確?！白孕熊嚐N”與環(huán)己烷二者結(jié)構(gòu)不同,不滿足分子式相差n個(gè)CH2原子團(tuán)的要求,所以和環(huán)己烷不互為同系物。綜合應(yīng)用·拓思維9.(4分)立方烷是一種新合成的烴,其分子結(jié)構(gòu)為正方體結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖所示。有關(guān)立方烷的說法正確的是 ()A.立方烷的分子式為C8H18B.立方烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng),1mol立方烷最多會(huì)生成4molHClC.1mol立方烷完全燃燒消耗氧氣的體積為224LD.立方烷的一氯代物只有一種【解析】選D。根據(jù)碳原子成鍵特點(diǎn),立方烷的分子式為C8H8,A項(xiàng)錯(cuò)誤;1mol立方烷和氯氣反應(yīng),最多需要8mol氯氣,生成8molHCl,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)燃燒方程式C8H8+10O28CO2+4H2O,燃燒1mol立方烷需要10mol氧氣,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為224L,但C項(xiàng)氧氣的狀態(tài)不確定,不一定為標(biāo)準(zhǔn)狀況,C項(xiàng)錯(cuò)誤;立方烷分子是高度對(duì)稱的,分子中只有一種等效氫,故其一氯代物只有一種,D項(xiàng)正確。10.(2分)(2024·德州高一檢測(cè))表格中烷烴的一氯代物只有一種,仔細(xì)分析其結(jié)構(gòu)和組成的變化規(guī)律,判斷第4位烷烴的分子式是 ()……123……A.C35H70 B.C35H72 C.C53H106 D.C53H108【解析】選D。依據(jù)題意推出,第3位烷烴分子中氫原子被甲基取代,第3位氫原子個(gè)數(shù)為36,故第4位烷烴含甲基36個(gè),含氫原子個(gè)數(shù)為36×3=108,含碳原子個(gè)數(shù)為108-22=53,則第4位烷烴分子式為C5311.(4分)某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬甲烷和氯氣的取代反應(yīng),設(shè)計(jì)如圖裝置,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.實(shí)驗(yàn)時(shí)先點(diǎn)燃A處酒精燈再通甲烷B.裝置B有均勻混合氣體、控制氣流速度、干燥混合氣體等作用C.裝置C經(jīng)過一段時(shí)間的漫射光照射后,生成的產(chǎn)物有4種D.裝置D能起到防倒吸的作用【解析】選C。點(diǎn)燃酒精燈A,濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成Cl2,將空氣排盡后再通入甲烷,故A正確;B中的濃硫酸可以干燥氯氣、通過氣泡多少控制氣流速度、同時(shí)將氣體混合均勻,故B正確;裝置C經(jīng)過一段時(shí)間的漫射光照射后,生成的產(chǎn)物有五種,一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氫,故C錯(cuò)誤;干燥管可以起到防倒吸的作用,故D正確。12.(14分)為探究甲烷的性質(zhì),某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩組實(shí)驗(yàn)。(1)如圖1所示裝置探究甲烷與氯氣反應(yīng)的條件,Ⅰ放在有光照射處,Ⅱ瓶用預(yù)先準(zhǔn)備好的黑色紙?zhí)滋咨?并夾緊彈簧夾a和b。一段時(shí)間后,打開彈簧夾a、b,觀察到有水倒吸入瓶中,但水并不能充滿Ⅰ瓶。除了上述現(xiàn)象外,該實(shí)驗(yàn)中還可能觀察到__________。(2分)

A.Ⅰ瓶中氣體顏色變淺B.Ⅰ瓶中出現(xiàn)白霧C.Ⅰ瓶?jī)?nèi)壁出現(xiàn)油狀物質(zhì)D.Ⅱ瓶與Ⅰ瓶中現(xiàn)象相同(2)用圖2所示裝置探究甲烷與氧化劑之間的作用。已知碳化鋁(Al4C3)與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷。①加入藥品前,應(yīng)先進(jìn)行的一步操作是________________。(2分)

②實(shí)驗(yàn)過程中,__________(填“能”或“不能”,下同)

觀察到溴水褪色,__________觀察到酸性高錳酸鉀溶液褪色。(4分)

③實(shí)驗(yàn)過程中,觀察到硬質(zhì)玻璃管中黑色粉末逐漸變紅,無水硫酸銅逐漸變藍(lán),澄清石灰水變渾濁,則硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。(4分)

④濃硫酸的作用是________________。(2分)

【解析】(1)甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),生成物有CH3Cl(不溶于水的氣體)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4(三者均為不溶于水的油狀液體)、HCl(極易溶于水),則還可觀察到Ⅰ瓶中氣體顏色變淺,出現(xiàn)白霧(HCl遇水蒸氣凝結(jié)成小液滴),內(nèi)壁出現(xiàn)油狀物質(zhì);Ⅱ瓶中由于沒有光照,不能反應(yīng),所以無明顯現(xiàn)象,Ⅱ瓶與Ⅰ瓶中現(xiàn)象不相同。(2)①加入藥品前要先檢查裝置氣密性。②甲烷與溴水、酸性高錳酸鉀溶液均不發(fā)生反應(yīng),所以不能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色。③根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,氧化銅與甲烷反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生Cu、CO2和H2O,則可寫出化學(xué)方程式:CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O。④為避免干擾甲烷與氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物中水的檢驗(yàn),甲烷與氧化銅反應(yīng)之前要先用濃硫酸進(jìn)行干燥。答案:(1)ABC(2)①檢查裝置氣密性②不能不能③CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O④干燥CH4遷移創(chuàng)新·提素能13.(4分)(2024·青島高一檢測(cè))實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣的混合氣體在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(忽略氯氣在水中的溶解),左側(cè)充入V(CH4)∶V(Cl2)=1∶4光照下反應(yīng)一段時(shí)間后,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.玻璃管起平衡氣壓作用,一段時(shí)間后,U形管右端的液面降低B.一段時(shí)間后U形管內(nèi)溶液中c(Na+)∶c(Cl-)=1∶1C.若水中含有Na2SiO3,則在U形管左端會(huì)觀察到有白色膠狀沉淀生成D.若無甲烷剩余,且生成的四種有機(jī)取代物物質(zhì)的量比值為1∶2∶3∶4,則氯氣的轉(zhuǎn)化率為75%【解析】選B。經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的反應(yīng)后,消耗氯氣,反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量減少,所以壓強(qiáng)減小,且生成的HCl能夠溶解于水,U形管右端的玻璃管中水柱降低,故A正確;生成的HCl能夠溶解于水,溶液中氯離子濃度增大,一段時(shí)間后U形管內(nèi)溶液中c(Na+)∶c(Cl-)<1∶1,故B錯(cuò)誤;若水中含有Na2SiO3,生成的HCl能夠溶解于水,能與Na2SiO3反應(yīng),在U形管左端會(huì)觀察到有白色膠狀沉淀生成,故C正確;V(CH4)∶V(Cl2)=1∶4,設(shè)甲烷為1mol,氯氣為4mol,光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),生成的