第二章烴第一節烷烴【基礎鞏固】1.(2022·廣東東莞)下列有關烷烴的敘述中,正確的是()①在烷烴分子中,所有的化學鍵都是單鍵②烷烴中除甲烷外,都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去③分子通式為CnH2n+2的烴不一定是烷烴④所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發生取代反應⑤光照條件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色A.①③⑤ B.②③C.①④ D.①②④解析:①烷烴分子中碳原子形成四個共價鍵全是單鍵,形成的烷烴為飽和鏈烴,正確;②烷烴均不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,錯誤;③分子通式為CnH2n+2的烴,滿足碳原子的價鍵形成的全是單鍵,是飽和烴,所以一定是烷烴,錯誤;④烷烴的通性是飽和碳原子上的氫原子在一定條件下與氯氣發生取代反應,所以烷烴在光照條件下都能與氯氣發生取代反應,正確;⑤乙烷與溴水不能發生化學反應,錯誤。故選C項。答案:C2.按照有機化合物的命名規則,下列命名中正確的是()A.1,2-二甲基戊烷B.2-乙基丁烷C.3-乙基己烷D.3,4-二甲基戊烷解析:主鏈不是最長,應為3-甲基己烷,A項錯誤;主鏈不是最長,應為3-甲基戊烷,B項錯誤;取代基的位號之和應最小,正確命名為2,3-二甲基戊烷,D項錯誤。答案:C3.(2022·廣東東莞)某有機化合物的系統命名是2,2,3,3-四甲基戊烷,其結構簡式書寫正確的是()A.B.C.D.解析:2,2,3,3-四甲基戊烷,主鏈為戊烷,含有5個碳,在2號碳和3號碳上各有兩個甲基,該有機化合物的結構簡式為。答案:C4.常溫、常壓下,取下列四種氣態烴各1mol,分別在足量的氧氣中燃燒,消耗氧氣最多的是()A.CH4 B.C3H8C.C4H10 D.C2H6解析:設氣態烴的分子式為CxHy,其完全燃燒的化學方程式為CxHy+x+y4O2xCO2+y2H2O,則1mol該烴完全燃燒時耗氧量為x+y4mol,將各選項分別代入,答案:C5.下列烷烴分子中去掉一個氫原子后所得的烴基的結構最多的是()A.甲烷 B.乙烷C.丙烷 D.丁烷解析:丙基有兩種結構,丁基有四種結構。答案:D6.下列物質的沸點由高到低排列順序正確的是()①丁烷②2-甲基丙烷③戊烷④2-甲基丁烷⑤2,2-二甲基丙烷A.①>②>③>④>⑤B.⑤>④>③>②>①C.③>④>⑤>①>②D.②>①>⑤>④>③解析:對于烷烴,碳原子數越多,沸點越高;對于碳原子數相同的烷烴,支鏈越多,沸點越低。因此,沸點由高到低的順序為③>④>⑤>①>②。答案:C7.有機化合物的名稱是()A.2-乙基-3,3-二甲基戊烷B.3,3-二甲基-4-乙基戊烷C.3,3,4-三甲基己烷D.3,4,4-三甲基己烷解析:對于烷烴而言,命名的第一步是找準主鏈,考慮到給出結構中碳鏈的右起第二個碳原子連有乙基(—C2H5),所以該有機化合物的主鏈并不是水平方向的直鏈。根據烷烴的命名方法可知,該烷烴的系統名稱為3,3,4-三甲基己烷,C項正確。答案:C8.在1.013×105Pa下,某些烷烴的沸點見下表。下列說法中正確的是()物質名稱及結構簡式沸點/℃正丁烷CH3(CH2)2CH3-0.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.0異戊烷27.8新戊烷9.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0A.標準狀況時,新戊烷是氣體B.20℃時,C5H12都是液體C.烷烴隨碳原子數的增加,沸點逐漸降低D.C5H12隨支鏈數的增加,沸點逐漸降低解析:新戊烷的沸點是9.5℃,標準狀況下是液體,20℃時是氣體;烷烴隨碳原子數的增加,沸點逐漸升高;C5H12的三種同分異構體中,隨支鏈數增加,沸點逐漸降低。答案:D9.下列烴在光照下與氯氣反應,只生成一種一氯代物的有()A.2-甲基丙烷B.環戊烷C.2,2-二甲基丁烷D.3-甲基戊烷解析:2-甲基丙烷的結構簡式為CH3CH(CH3)CH3,其分子中有2種不同化學環境的氫原子,其一氯代物有2種;環戊烷中5個碳原子完全等效,只有1種一氯代物;2,2-二甲基丁烷的結構簡式為,有3種不同化學環境的氫原子,其一氯代物有3種;3-甲基戊烷的結構簡式為CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,分子中有4種不同化學環境的氫原子,其一氯代物有4種。答案:B【拓展提高】10.“辛烷值”是表示汽化器式發動機燃料抗爆性能好壞的一項重要指標。汽油中異辛烷的爆震程度最小,將其辛烷值定為100,如圖所示是異辛烷的球棍模型,則異辛烷的系統名稱為()A.1,1,3,3-四甲基丁烷B.2,2,4-三甲基-戊烷C.2,4,4-三甲基戊烷D.2,2,4-三甲基戊烷解析:根據球棍模型,可知異辛烷的結構簡式為,其系統名稱為2,2,4-三甲基戊烷。答案:D11.某烷烴的一個分子里含有9個碳原子,其一氯代物只有兩種,該烷烴是()A.正壬烷B.2,6-二甲基庚烷C.2,2,4,4-四甲基戊烷D.2,3,4-三甲基己烷解析:由題給條件可知,該烷烴分子中只能有兩種氫原子,這樣其一氯代物才有兩種,而其中一定會有—CH3結構,且處于對稱位置,從而可寫出其結構簡式:,名稱為2,2,4,4-四甲基戊烷。答案:C12.下列說法中正確的是()A.分子式為C7H16的烷烴,含有3個甲基的同分異構體有2種B.烷烴的通式為CnH2n+2,隨n值增大,碳元素的質量分數逐漸減小C.分子通式為CnH2n+2的烴一定是烷烴D.異戊烷與2-甲基丁烷互為同系物解析:分子式為C7H16的烷烴,含有3個甲基的同分異構體有3種,A項錯誤;烷烴的通式為CnH2n+2,碳元素的質量分數為12n14n+2×100%=1214+2n×100%,則隨n值增大,碳元素的質量分數逐漸增大,B答案:C13.下列表格中烷烴的一氯代物只有一種,仔細分析其結構和組成的變化規律,判斷第4位烷烴的分子式是()…123…A.C36H70 B.C36H72C.C53H106 D.C53H108解析:根據題目規律,所有氫原子等效,則一氯代物為1種。第3位烷烴分子中氫原子被甲基取代,第3位烷烴中氫原子數為36,故第4位烷烴含甲基36個,含氫原子個數為36×3=108,含碳原子個數為108-22=53,即第4位烷烴分子式為C53答案:D14.土衛六是環繞土星運行的一顆衛星。據媒體報道,土衛六表面的海洋中有可能存在生命,又知這些海洋的主要成分是液態甲烷、乙烷以及這兩種物質構成的聚合物。下列說法中錯誤的是()A.土衛六表面的海洋中富含有機化合物B.土衛六表面的海洋中含有正四面體結構的分子C.甲烷分子中含4種共價鍵D.土衛六表面的海洋中主要含兩種元素答案:C15.(2022·廣東汕尾)(1)按照系統命名法寫出下列烷烴的名稱。①;

②;

③;

④;

⑤。

(2)根據下列有機化合物的名稱,寫出相應的結構簡式。①2,4-二甲基戊烷:;

②2,2,5-三甲基-3-乙基己烷:。

答案:(1)①3,3,4,6-四甲基辛烷②3,3,5-三甲基庚烷③4-甲基-3-乙基辛烷④3,3,4-三甲基己烷⑤2,5-二甲基-3-乙基庚烷(2)①②【挑戰創新】16.(2022·廣東東莞)已知某鏈狀烷烴分子中含有的電子數為42。(1)該烷烴的分子式為,

1mol該烷烴含有的化學鍵的數目為。

(2)該烷烴含有甲、乙、丙三種同分異構體。①甲在相同條件下沸點最高,則甲的一氯代物有種。

②乙只有一種化學環境的氫,寫出乙與Cl2按照1∶1的比例發生反應的化學方程式:

。

③鍵線式是以線表示共價鍵,每個折點或端點表示一個碳原子,并省略書寫氫原子的一種表示有機化合物結構的式子,如異丁烷可表示為“”,請分析這一表示方式的要領,寫出丙的鍵線式:。

(3)該烷烴的同系物中不存在同分異構體的共有種。

解析:鏈狀烷烴的通式為:CnH2n+2,碳原子含有6個電子,氫原子含有1個電子,則該有機化合物分子中含有的電子數為6n+2n+2=42,解得n=5,該烷烴的分子式為C5H12。(1)由分析可知該烷烴的分子式為C5H12,1mol該烷烴含有的化學鍵的數目為16NA。(2)①烷烴分子中,碳原子數相同時,在相同條件下,所帶支鏈越多,其沸點越低,因甲在相同條件下沸點最高,所以甲為正戊烷,甲的結構簡式是CH3CH2CH2CH2CH3,有3種等效氫,故其一氯代物有3種;②因乙只有一種化學環境的氫,所以乙是新戊烷,則與Cl2按照1∶1的比例發生反應的化學方程式為:+Cl2+HCl;③由題意分析可知丙是異戊烷,則丙的鍵線式為。(3)該烷烴的同系物中不存在同分異構體的有甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)共3種。答案:(1)C5H1216NA(2)3+Cl2+HCl(3)317.(2022·廣東東莞)有A、B、C三種烴,已知:①B完全燃燒的產物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3。②C為飽和鏈烴,通常狀況下呈氣態,其二氯代物有3種。③A是B分子中的氫原子全部被甲基取代后的產物;Br2的CCl4溶液遇A不褪色,其一氯代物只有1種。請回答下列問題。(1)B的最簡式為,分子式為

,其二溴代物有種。

(2)C的三種二氯代物的結構簡式分別為、、。

(3)A的結構簡式為,名稱為。

解析:B完全燃燒的產物n(CO2)∶n(H2O)=2∶3,則B中碳原子和氫原子的個數比為2∶(3×2)=1∶3,B的最簡式為CH3;烴分子中的氫原子數一定為偶數,則B的分子式至少為C2H6,由于氫原子數已經達到飽和,則B的分子式為C2H6;C為飽和鏈烴,通常狀況下呈氣態,其二氯代物有3種,則物質C中含有的碳原子數≤4,分別根據甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的二氯代物種類確定C的結構簡式;A是B分子中的氫原子被甲基取代的產物,則A的結構簡式為。(1)根據分析可知,B的分子式為C2H6,該物質為乙烷,其結構簡式為CH3CH3,最簡式為CH3,乙烷的二溴代物有CH2Br—CH2Br、CH3—CHBr2,共有兩種不同的結構。(2)C為飽和鏈烴,通常狀況下呈氣態,其二氯代物有3種,則C中含有的碳原子數≤4,