2017_2018学年高中化学新人教版必修二 第三章 第一节 最简单的有机化合物—甲烷
一、单选题
1．下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是（ ）
①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3 ③(CH3)3CH ④(CH3)2CHCH2CH3
A．②④①③ B．④②①③ C．④③②① D．②④③①
2．（2017高二下·邯郸期中）下列式子是某学生书写C5H12的同分异构体的结构简式
这些结构中出现重复的是（ ）
A．①和② B．④和⑤ C．②③④ D．均不重复
3．（2016高一下·汕头期末）下列反应属于取代反应的是（ ）
A．甲烷的燃烧 B．由甲烷制取氯仿
C．甲烷遇明火爆炸 D．由甲烷制取炭黑
4．（2016高一上·诸暨期中）能够证明甲烷构型是四面体的事实是（ ）
A．甲烷的四个键键能相同 B．甲烷的四个键键长相等
C．甲烷的所有C﹣H键键角相等 D．二氯甲烷没有同分异构体
5．已知丙烷的二氯代物有四种同分异构体，则其六氯代物的同分异构体的数目为（ ）
A．两种 B．三种 C．四种 D．五种
6．试判断C5H12O的同分异构体的种数（ ）
A．8 B．10 C．13 D．14
7．下列物质中互为同系物的是（ ）
A．甲烷与丙烷 B．乙醇与乙酸
C．一氯甲烷与二氯甲烷 D．正丁烷与异丁烷
8．（2015高一上·简阳月考）瓦斯中甲烷与氧气的质量比为1：4时极易爆炸，此时甲烷与氧气的体积比为（ ）
A．1：4 B．1：2 C．1：1 D．2：1
9．（2017高二上·昆明期末）下列物质熔沸点最低的是（ ）
A．甲烷 B．乙烷 C．丙烷 D．丁烷
10．有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下，其密度为1.16 g·L-1，则关于此混合物组成的说法正确的是( )。
A．一定有甲烷 B．一定有乙烷
C．可能是甲烷和己烷的混合物 D．可能是乙烷和丙烷的混合物
二、填空题
11．有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答下列问题：
（1）请写出烷烃在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：
（2）相同状况下，等体积的上述气态烃，消耗O2的量最多的是
（3）等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是
（4）存在同分异构体的是
（5）在120℃，1.01×105Pa条件下，某气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为
（6）10mL某气态烃，在50mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气体（所有气体体积均在同温同压下测定）．该气态烃是
12．在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ．则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 ．
13．化石燃料之一的天然气，其主要成分是甲烷．请回答下列问题．
（1）甲烷的电子式是： ．
（2）甲烷与氯气在光照下反应的产物有 种，该反应的类型是 ．
（3）甲烷的空间构型是 ，可证明其构型的实验事实是：
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】判断同类型的有机物的熔沸点高低，首要看相对分子质量大小，相对分子质量越大，则熔沸点越高；如果相对分子质量相同，则看支链的多少，一般而言，支链越多，熔沸点越低，支链越少，熔沸点越高。
故答案为：A
【分析】本题是对烷烃沸点高低判断的考查。掌握烷烃沸点的判断规律是正确解答此题的关键。
2．【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】解：所有的碳原子在一条链上：CH3﹣CH2﹣CH2﹣CH2﹣CH3；
拿下1个碳原子作为支链： ；
拿下2个碳原子作为支链： ；其中一种结构它的一氯代物只有一种结构，即只有一种氢原子，即为 ，
所以C5H12的同分异构体的结构简式CH3﹣CH2﹣CH2﹣CH2﹣CH3； ； ；上述结构中出现重复的是②③④，故选C．
【分析】利用减链法书写同分异构体．
3．【答案】B
【知识点】取代反应
【解析】【解答】解：A．甲烷的燃烧，为氧化反应，故A不选；
B．由甲烷制取氯仿，为光照下的取代反应，故B选；
C．甲烷遇明火爆炸，为氧化还原反应，故C不选；
D．由甲烷制取炭黑，为分解反应，故D不选；
故选B．
【分析】A．燃烧为氧化反应；
B．由甲烷制取氯仿，甲烷中H被Cl取代；
C．爆炸为剧烈的氧化还原反应；
D．由甲烷制取炭黑，甲烷分解生成C和氢气．
4．【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】解：CH4分子中有四个等同的C﹣H键，可能有两种对称的结构：正四面体结构和平面正方形结构．甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，一氯代物均不存在同分异构体．而平面正方形中，四个氢原子的位置虽然也相同，但是相互间存在相邻和相间的关系，其二氯代物有两种异构体：两个氯原子在邻位和两个氯原子在对位．若是正四面体，则只有一种，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系．由此，由CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构．
故选：D．
【分析】若是正四面体，则只有一种结构，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系．
5．【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】一个丙烷分子中含有8个氢原子，其二氯代物中含有六个氢原子，则其六氯代物的结构中，可将氯原子视为氢原子，氢原子视为氯原子，其同分异构体的个数与二氯代物同分异构体的个数相同，为四种。
故答案为：C
【分析】本题是对卤代烃同分异构体的考查， 解答此题中，应采用等效替换的方式进行分析作答。
6．【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】分子式为C5H12O的有机物，可能是醇或醚，若为醇，戊基-C5H11可能的结构有：-CH2CH2CH2CH2CH3、-CH（CH3）CH2CH2CH3、-CH（CH2CH3）2、-CHCH（CH3）CH2CH3、-C（CH3）2CH2CH3、-C（CH3）CH（CH3）2、-CH2CH2CH（CH3）2、-CH2C（CH3）3，则戊醇的可能结构有8种；若为醚，通过醚是由醇之间发生反应得到甲醇和丁醇，甲醇有1种，丁醇有4种，醚有4种；乙醇和丙醇，乙醇有1种，丙醇有2种，醚有2种；则醚的可能结构有6种；所以C5H12O的同分异构体的种数为8+6=14。
故答案为：D
【分析】由分子式判断有机物中只含有单键，又其分子中含有一个氧原子，则可能为醚或醇。若为醇，则可根据戊基由8种结构，可确定其醇的结构由8种；当其为醚时，可先写出碳链异构，再将氧原子放入碳链中。
7．【答案】A
【知识点】同系物
【解析】【解答】解：A．甲烷和丙烷属于饱和烃，二者结构相似，分子间相差2个CH2原子团，所以二者互为同系物，故A正确；
B．乙醇与乙酸含有的官能团不同，二者结构不同，不是同系物，故B错误；
C．一氯甲烷与二氯甲烷虽然都是氯代烃，但官能团的数目不同，不是同系物，故C错误；
D．正丁烷，异丁烷分子式相同、结构不同，二者互为同分异构体，故D错误．
故选A．
【分析】结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物，以此解答该题．
8．【答案】B
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】解：甲烷与氧气的质量比为1：4，令甲烷与氧气的质量分别为1g、4g，则：
lg甲烷的物质的量为 = mol，
4g氧气的物质的量为 = mol．
同温同压下，甲烷与氧气的体积之比等于物质的量之比为 mol： mol=1：2．
故选：B．
【分析】令甲烷与氧气的质量分别为1g、4g，根据n= 计算甲烷、氧气的物质的量，同温同压下，二者体积之比等于物质的量之比，据此计算判断．
9．【答案】A
【知识点】饱和烃与不饱和烃
【解析】【解答】解：烷烃都是分子晶体，分子晶体熔沸点与其相对分子质量成正比，烷烃熔沸点与碳原子个数成正比，
这几种烷烃熔沸点高低顺序是丁烷＞丙烷＞乙烷＞甲烷，所以熔沸点最低的是甲烷；
故选A．
【分析】烷烃都是分子晶体，分子晶体熔沸点与其相对分子质量成正比，烷烃熔沸点与碳原子个数成正比，据此分析．
10．【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】标准状况下气态烷烃中只有甲烷密度小于1.16 g·L-1，其他烷烃密度都大于1.16 g·L-1，所以一定有甲烷，另一种气态烷烃不能确定。
【分析】本题考查根据气态烷烃的相对分子质量判断混合物组成。
11．【答案】（1）CxHy+（x+）O2xCO2+H2O
（2）丁烷
（3）甲烷
（4）丁烷
（5）甲烷
（6）乙烷
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】（1）烷烃在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式：CxHy+（x+）O2xCO2+H2O，
故答案为：CxHy+（x+）O2xCO2+H2O；
（2）①甲烷，分子式为CH4②乙烷，分子式为C2H6③丙烷，分子式为C3H8，④丁烷，分子式为C4H10，它们的（x+）值分别为2、3.5、5、6.5，丁烷的（x+）值最大，即消耗O2的量最多，故答案为：丁烷；
（3））①甲烷，分子式为CH4②C、H原子个数比为1：4，H的质量分数ω（H）最大，消耗O2的量最多，故答案为：甲烷；
（4）碳原子数≥4才会出现碳链异构，所以丁烷存在同分异构体，故答案为：丁烷；
（5）在120℃，1.01×105Pa条件下，生成的水为气态，
CxHy+（x+）O2xCO2+H2O（g），
所以 1+（x+）=x+
解得，y=4，即分子式中氢原子数目为4，
故答案为：甲烷；
（6）①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃中它们的（x+）值分别为2、3.5、5、6.5，10mL完全燃烧需要的氧气的体积分别为20mL、35mL、50mL、65mL，
所以只有丁烷不能完全燃烧，
若完全燃烧，则混合气体是CO2、O2，设烃为CxHy，则
CxHy+（x+）O2xCO2+H2O（l），体积减小△V
1 1+（x+）﹣x=1+
10 （10+50﹣35）=25
所以10（1+）=25，解得y=6，即1分子烃中H的原子个数是6，
氧气有剩余，所以10（x+）＜50，由于y=6，解得x＜3.5，
所以气态烃为乙烷，
若不完全燃烧，10mL丁烷生成CO需要氧气为45mL，小于50mL，所以混合气体是CO2、CO，设烃为CxHy，根据C原子守恒，有10x=35，解得，x=3.5，碳原子数目为整数，不成立．
故答案为：乙烷．
【分析】（1）烷烃在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，配平确定化学计量数．
（2）相同状况下，等体积的气态烃，消耗O2的量取决于（x+） 的值，（x+） 越大消耗O2的量越多．
（3）等质量的烃，在充分燃烧时，消耗O2的量取决于H的质量分数ω（H），ω（H）越大消耗O2的量越多．
（4）碳原子数≥4才会出现碳链异构．
（5）反应前后气体的体积没有发生改变，则前后气体的化学计量数相等，根据烃足量的氧气中充分燃烧的通式计算．
12．【答案】CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6KJ mol﹣1
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ，则16g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为16×55.6KJ=889.6KJ，
则甲烷燃烧热的热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6KJ mol﹣1，
故答案为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6KJ mol﹣1．
【分析】燃烧热是指在25℃、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量必须为1mol，产物必须为稳定氧化物．
13．【答案】 ；5；取代反应；正四面体构型；二氯甲烷没有同分异构体
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】（1）因碳原子的最外层有4个电子，氢原子最外层1个电子，一个碳原子形成4对共用电子对，一个氢原子形成一对共用电子对，所以电子式为：；
故答案为：；
（2）由于甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，还有无机物：氯化氢，总计5种产物，
故答案为：5；取代反应；
（3）甲烷的中心原子是碳原子，碳原子上的价电子都形成了共价键，属于ABn型的结构，当n=4时，该分子是正四面体结构，所以甲烷是正四面体构型；若是正方形，二氯代物有两种异构体：两个氯原子在邻位和两个氯原子在对位；若是正四面体，则只有一种，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系，由此，由CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构．
故答案为：正四面体构型；二氯甲烷没有同分异构体．
【分析】（1）甲烷是共价化合物，碳原子最外层有4个电子，能形成4个共价键达到稳定结构，每个氢原子能形成一个共价键达到稳定结构，据此写出甲烷的电子式；
（2）甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，还有无机物氯化氢，据此完成即可；
（3）根据价层电子对互斥理论判断甲烷的空间构型；若是正四面体，则只有一种结构，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系．
1 / 12017_2018学年高中化学新人教版必修二 第三章 第一节 最简单的有机化合物—甲烷
一、单选题
1．下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是（ ）
①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3 ③(CH3)3CH ④(CH3)2CHCH2CH3
A．②④①③ B．④②①③ C．④③②① D．②④③①
【答案】A
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】判断同类型的有机物的熔沸点高低，首要看相对分子质量大小，相对分子质量越大，则熔沸点越高；如果相对分子质量相同，则看支链的多少，一般而言，支链越多，熔沸点越低，支链越少，熔沸点越高。
故答案为：A
【分析】本题是对烷烃沸点高低判断的考查。掌握烷烃沸点的判断规律是正确解答此题的关键。
2．（2017高二下·邯郸期中）下列式子是某学生书写C5H12的同分异构体的结构简式
这些结构中出现重复的是（ ）
A．①和② B．④和⑤ C．②③④ D．均不重复
【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】解：所有的碳原子在一条链上：CH3﹣CH2﹣CH2﹣CH2﹣CH3；
拿下1个碳原子作为支链： ；
拿下2个碳原子作为支链： ；其中一种结构它的一氯代物只有一种结构，即只有一种氢原子，即为 ，
所以C5H12的同分异构体的结构简式CH3﹣CH2﹣CH2﹣CH2﹣CH3； ； ；上述结构中出现重复的是②③④，故选C．
【分析】利用减链法书写同分异构体．
3．（2016高一下·汕头期末）下列反应属于取代反应的是（ ）
A．甲烷的燃烧 B．由甲烷制取氯仿
C．甲烷遇明火爆炸 D．由甲烷制取炭黑
【答案】B
【知识点】取代反应
【解析】【解答】解：A．甲烷的燃烧，为氧化反应，故A不选；
B．由甲烷制取氯仿，为光照下的取代反应，故B选；
C．甲烷遇明火爆炸，为氧化还原反应，故C不选；
D．由甲烷制取炭黑，为分解反应，故D不选；
故选B．
【分析】A．燃烧为氧化反应；
B．由甲烷制取氯仿，甲烷中H被Cl取代；
C．爆炸为剧烈的氧化还原反应；
D．由甲烷制取炭黑，甲烷分解生成C和氢气．
4．（2016高一上·诸暨期中）能够证明甲烷构型是四面体的事实是（ ）
A．甲烷的四个键键能相同 B．甲烷的四个键键长相等
C．甲烷的所有C﹣H键键角相等 D．二氯甲烷没有同分异构体
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】解：CH4分子中有四个等同的C﹣H键，可能有两种对称的结构：正四面体结构和平面正方形结构．甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，一氯代物均不存在同分异构体．而平面正方形中，四个氢原子的位置虽然也相同，但是相互间存在相邻和相间的关系，其二氯代物有两种异构体：两个氯原子在邻位和两个氯原子在对位．若是正四面体，则只有一种，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系．由此，由CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构．
故选：D．
【分析】若是正四面体，则只有一种结构，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系．
5．已知丙烷的二氯代物有四种同分异构体，则其六氯代物的同分异构体的数目为（ ）
A．两种 B．三种 C．四种 D．五种
【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】一个丙烷分子中含有8个氢原子，其二氯代物中含有六个氢原子，则其六氯代物的结构中，可将氯原子视为氢原子，氢原子视为氯原子，其同分异构体的个数与二氯代物同分异构体的个数相同，为四种。
故答案为：C
【分析】本题是对卤代烃同分异构体的考查， 解答此题中，应采用等效替换的方式进行分析作答。
6．试判断C5H12O的同分异构体的种数（ ）
A．8 B．10 C．13 D．14
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】分子式为C5H12O的有机物，可能是醇或醚，若为醇，戊基-C5H11可能的结构有：-CH2CH2CH2CH2CH3、-CH（CH3）CH2CH2CH3、-CH（CH2CH3）2、-CHCH（CH3）CH2CH3、-C（CH3）2CH2CH3、-C（CH3）CH（CH3）2、-CH2CH2CH（CH3）2、-CH2C（CH3）3，则戊醇的可能结构有8种；若为醚，通过醚是由醇之间发生反应得到甲醇和丁醇，甲醇有1种，丁醇有4种，醚有4种；乙醇和丙醇，乙醇有1种，丙醇有2种，醚有2种；则醚的可能结构有6种；所以C5H12O的同分异构体的种数为8+6=14。
故答案为：D
【分析】由分子式判断有机物中只含有单键，又其分子中含有一个氧原子，则可能为醚或醇。若为醇，则可根据戊基由8种结构，可确定其醇的结构由8种；当其为醚时，可先写出碳链异构，再将氧原子放入碳链中。
7．下列物质中互为同系物的是（ ）
A．甲烷与丙烷 B．乙醇与乙酸
C．一氯甲烷与二氯甲烷 D．正丁烷与异丁烷
【答案】A
【知识点】同系物
【解析】【解答】解：A．甲烷和丙烷属于饱和烃，二者结构相似，分子间相差2个CH2原子团，所以二者互为同系物，故A正确；
B．乙醇与乙酸含有的官能团不同，二者结构不同，不是同系物，故B错误；
C．一氯甲烷与二氯甲烷虽然都是氯代烃，但官能团的数目不同，不是同系物，故C错误；
D．正丁烷，异丁烷分子式相同、结构不同，二者互为同分异构体，故D错误．
故选A．
【分析】结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物，以此解答该题．
8．（2015高一上·简阳月考）瓦斯中甲烷与氧气的质量比为1：4时极易爆炸，此时甲烷与氧气的体积比为（ ）
A．1：4 B．1：2 C．1：1 D．2：1
【答案】B
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】解：甲烷与氧气的质量比为1：4，令甲烷与氧气的质量分别为1g、4g，则：
lg甲烷的物质的量为 = mol，
4g氧气的物质的量为 = mol．
同温同压下，甲烷与氧气的体积之比等于物质的量之比为 mol： mol=1：2．
故选：B．
【分析】令甲烷与氧气的质量分别为1g、4g，根据n= 计算甲烷、氧气的物质的量，同温同压下，二者体积之比等于物质的量之比，据此计算判断．
9．（2017高二上·昆明期末）下列物质熔沸点最低的是（ ）
A．甲烷 B．乙烷 C．丙烷 D．丁烷
【答案】A
【知识点】饱和烃与不饱和烃
【解析】【解答】解：烷烃都是分子晶体，分子晶体熔沸点与其相对分子质量成正比，烷烃熔沸点与碳原子个数成正比，
这几种烷烃熔沸点高低顺序是丁烷＞丙烷＞乙烷＞甲烷，所以熔沸点最低的是甲烷；
故选A．
【分析】烷烃都是分子晶体，分子晶体熔沸点与其相对分子质量成正比，烷烃熔沸点与碳原子个数成正比，据此分析．
10．有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下，其密度为1.16 g·L-1，则关于此混合物组成的说法正确的是( )。
A．一定有甲烷 B．一定有乙烷
C．可能是甲烷和己烷的混合物 D．可能是乙烷和丙烷的混合物
【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】标准状况下气态烷烃中只有甲烷密度小于1.16 g·L-1，其他烷烃密度都大于1.16 g·L-1，所以一定有甲烷，另一种气态烷烃不能确定。
【分析】本题考查根据气态烷烃的相对分子质量判断混合物组成。
二、填空题
11．有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答下列问题：
（1）请写出烷烃在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：
（2）相同状况下，等体积的上述气态烃，消耗O2的量最多的是
（3）等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是
（4）存在同分异构体的是
（5）在120℃，1.01×105Pa条件下，某气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为
（6）10mL某气态烃，在50mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气体（所有气体体积均在同温同压下测定）．该气态烃是
【答案】（1）CxHy+（x+）O2xCO2+H2O
（2）丁烷
（3）甲烷
（4）丁烷
（5）甲烷
（6）乙烷
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】（1）烷烃在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式：CxHy+（x+）O2xCO2+H2O，
故答案为：CxHy+（x+）O2xCO2+H2O；
（2）①甲烷，分子式为CH4②乙烷，分子式为C2H6③丙烷，分子式为C3H8，④丁烷，分子式为C4H10，它们的（x+）值分别为2、3.5、5、6.5，丁烷的（x+）值最大，即消耗O2的量最多，故答案为：丁烷；
（3））①甲烷，分子式为CH4②C、H原子个数比为1：4，H的质量分数ω（H）最大，消耗O2的量最多，故答案为：甲烷；
（4）碳原子数≥4才会出现碳链异构，所以丁烷存在同分异构体，故答案为：丁烷；
（5）在120℃，1.01×105Pa条件下，生成的水为气态，
CxHy+（x+）O2xCO2+H2O（g），
所以 1+（x+）=x+
解得，y=4，即分子式中氢原子数目为4，
故答案为：甲烷；
（6）①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃中它们的（x+）值分别为2、3.5、5、6.5，10mL完全燃烧需要的氧气的体积分别为20mL、35mL、50mL、65mL，
所以只有丁烷不能完全燃烧，
若完全燃烧，则混合气体是CO2、O2，设烃为CxHy，则
CxHy+（x+）O2xCO2+H2O（l），体积减小△V
1 1+（x+）﹣x=1+
10 （10+50﹣35）=25
所以10（1+）=25，解得y=6，即1分子烃中H的原子个数是6，
氧气有剩余，所以10（x+）＜50，由于y=6，解得x＜3.5，
所以气态烃为乙烷，
若不完全燃烧，10mL丁烷生成CO需要氧气为45mL，小于50mL，所以混合气体是CO2、CO，设烃为CxHy，根据C原子守恒，有10x=35，解得，x=3.5，碳原子数目为整数，不成立．
故答案为：乙烷．
【分析】（1）烷烃在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，配平确定化学计量数．
（2）相同状况下，等体积的气态烃，消耗O2的量取决于（x+） 的值，（x+） 越大消耗O2的量越多．
（3）等质量的烃，在充分燃烧时，消耗O2的量取决于H的质量分数ω（H），ω（H）越大消耗O2的量越多．
（4）碳原子数≥4才会出现碳链异构．
（5）反应前后气体的体积没有发生改变，则前后气体的化学计量数相等，根据烃足量的氧气中充分燃烧的通式计算．
12．在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ．则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 ．
【答案】CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6KJ mol﹣1
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ，则16g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为16×55.6KJ=889.6KJ，
则甲烷燃烧热的热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6KJ mol﹣1，
故答案为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6KJ mol﹣1．
【分析】燃烧热是指在25℃、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量必须为1mol，产物必须为稳定氧化物．
13．化石燃料之一的天然气，其主要成分是甲烷．请回答下列问题．
（1）甲烷的电子式是： ．
（2）甲烷与氯气在光照下反应的产物有 种，该反应的类型是 ．
（3）甲烷的空间构型是 ，可证明其构型的实验事实是：
【答案】 ；5；取代反应；正四面体构型；二氯甲烷没有同分异构体
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】（1）因碳原子的最外层有4个电子，氢原子最外层1个电子，一个碳原子形成4对共用电子对，一个氢原子形成一对共用电子对，所以电子式为：；
故答案为：；
（2）由于甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，还有无机物：氯化氢，总计5种产物，
故答案为：5；取代反应；
（3）甲烷的中心原子是碳原子，碳原子上的价电子都形成了共价键，属于ABn型的结构，当n=4时，该分子是正四面体结构，所以甲烷是正四面体构型；若是正方形，二氯代物有两种异构体：两个氯原子在邻位和两个氯原子在对位；若是正四面体，则只有一种，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系，由此，由CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构．
故答案为：正四面体构型；二氯甲烷没有同分异构体．
【分析】（1）甲烷是共价化合物，碳原子最外层有4个电子，能形成4个共价键达到稳定结构，每个氢原子能形成一个共价键达到稳定结构，据此写出甲烷的电子式；
（2）甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，还有无机物氯化氢，据此完成即可；
（3）根据价层电子对互斥理论判断甲烷的空间构型；若是正四面体，则只有一种结构，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系．
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