2025版高一化學必修第二冊（含不定項選擇）課時過程性評價 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,與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不發(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項符合題意。2.(2分)(2024·日照高一檢測)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錯誤;甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形,B錯誤;氯離子的結(jié)構(gòu)示意圖為,C錯誤;取代反應(yīng)是指有機物分子中的一個原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應(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),實驗現(xiàn)象及解釋均正確的是 ()選項現(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項正確?！狙a償訓練】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CH2,互為同系物,故B正確;甲烷分子中所有的化學鍵都為單鍵,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錯誤。題組二:烷烴的性質(zhì)5.(2分)中國石油重點工程——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)簡式為CH3CH3,A項正確;乙烷在光照條件下能和氯氣發(fā)生取代反應(yīng),B項正確;乙烷不存在同分異構(gòu)體,C項正確;一般來說,烷烴分子中碳原子數(shù)越多,烷烴的沸點越高,則乙烷的沸點比丁烷低,所以乙烷比丁烷更難液化,D項錯誤。6.(2分)成都大運會“蓉火”火炬采用清潔燃料——生物質(zhì)丙烷。下列有關(guān)丙烷的說法錯誤的是 ()A.丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為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.丙烷燃燒時將化學能完全轉(zhuǎn)化為熱能【解析】選D。丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為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能完全轉(zhuǎn)化為熱能,會有能量的損失,故D錯誤。7.(2分)下列物質(zhì)的沸點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,沸點逐漸升高;碳原子數(shù)相同的烴,支鏈越多,熔、沸點越低。①、③、④中碳原子都是5個,①無支鏈,③中一個支鏈,④中兩個支鏈,其沸點:①>③>④;②中碳原子數(shù)為6,比①、③、④中碳原子數(shù)都多,則沸點較高,故沸點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CH2原子團的要求,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,立方烷的分子式為C8H8,A項錯誤;1mol立方烷和氯氣反應(yīng),最多需要8mol氯氣,生成8molHCl,B項錯誤;根據(jù)燃燒方程式C8H8+10O28CO2+4H2O,燃燒1mol立方烷需要10mol氧氣,在標準狀況下為224L,但C項氧氣的狀態(tài)不確定,不一定為標準狀況,C項錯誤;立方烷分子是高度對稱的,分子中只有一種等效氫,故其一氯代物只有一種,D項正確。10.(2分)(2024·德州高一檢測)表格中烷烴的一氯代物只有一種,仔細分析其結(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位氫原子個數(shù)為36,故第4位烷烴含甲基36個,含氫原子個數(shù)為36×3=108,含碳原子個數(shù)為108-22=53,則第4位烷烴分子式為C5311.(4分)某興趣小組在實驗室中模擬甲烷和氯氣的取代反應(yīng),設(shè)計如圖裝置,下列說法錯誤的是 ()A.實驗時先點燃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、同時將氣體混合均勻,故B正確;裝置C經(jīng)過一段時間的漫射光照射后,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),某同學設(shè)計了如下兩組實驗。(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瓶用預先準備好的黑色紙?zhí)滋咨?并夾緊彈簧夾a和b。一段時間后,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,該實驗中還可能觀察到__________。(2分)

A.Ⅰ瓶中氣體顏色變淺B.Ⅰ瓶中出現(xiàn)白霧C.Ⅰ瓶內(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)先進行的一步操作是________________。(2分)

②實驗過程中,__________(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實驗過程中,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,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)實驗現(xiàn)象可知,氧化銅與甲烷反應(yīng)時會產(chǎn)生Cu、CO2和H2O,則可寫出化學方程式: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,甲烷與氧化銅反應(yīng)之前要先用濃硫酸進行干燥。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)實驗室利用如圖所示的裝置進行甲烷與氯氣的混合氣體在光照下反應(yīng)的實驗(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)一段時間后,下列說法錯誤的是 ()A.玻璃管起平衡氣壓作用,一段時間后,U形管右端的液面降低B.一段時間后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)過幾個小時的反應(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,一段時間后U形管內(nèi)溶液中c(Na+)∶c(Cl-)<1∶1,故B錯誤;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