2.1烷烃（含解析）课堂同步练-人教版高中化学选择性必修3

2.1烷烃课堂同步练-人教版高中化学选择性必修3
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．和是同种物质 B．足球烯和纳米碳管互为同分异构体
C．冰和干冰互为同素异形体 D．硬脂酸和乙酸互为同系物
2．对下列化学用语的理解正确的是
A．比例模型既可以表示甲烷分子，也可以表示四氯化碳分子
B．电子式既可以表示羟基，也可以表示氢氧根离子
C．分子式为C7H16的烷烃，含有3个甲基的同分异构体有3种
D．丙烷的最简式可表示为CH2
3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．46g C2H6O完全燃烧，断裂的共价键数为8NA
B．12g金刚石中含有C－C键的个数为NA
C．16g甲烷与足量C12在光照条件下反应，生成四氯甲烷的分子数为NA
D．32g S8()与S6()的混合物中所含共价键数为2NA
4．下列五种物质：①CO2 ②CHCl3 ③CH4 ④CCl4⑤P4其结构具有正四面体构型的是
A．①②③ B．③④⑤
C．②③④ D．①④⑤
5．有如下4种碳架的烃，则下列判断不正确的是
A．a和d是同分异构体
B．b和c是同系物
C．a能发生加成反应
D．b和c只能发生取代反应
6．12月份，新疆赛里木湖藏有大量被冰封的甲烷气泡，呈现很漂亮的“冰泡”景观。下列有关说法正确的是
A．水变成冰时，水分子间氢键数目增多
B．甲烷不溶于水的原因是甲烷分子中没有极性键
C．甲烷与水分子之间形成氢键
D．水结冰后体积增大是因为水分子变大
7．下列关于同系物、同素异形体、同位素、同分异构体的说法错误的是
A．碳原子数不同的烷烃互为同系物
B．Na2O和Na2O2互为同素异形体
C．12C与13C互为同位素
D．三元轴烯()与苯互为同分异构体
8．下列物质不会与乙烷发生化学反应的是
A．酸性KMnO4溶液 B．Cl2 C．Br2 D．O2
9．对如图的有机物命名正确的是
A．2-乙基-3，3-二甲基-4-乙基戊烷 B．3，3-二甲基 -4-乙基戊烷
C．3，3，4-三甲基己烷 D．2，3，3-三甲基己烷
10．下列四种烃的碳骨架，以下关于四种烃的说法错误的是
A．a的名称是2-甲基丙烯 B．b的同分异构体有两种
C．c的一氯代物有两种 D．d中所有碳原子共平面
二、填空题
11．填空。
(1)相对分子质量为86的烷烃的分子式为 。
(2)有机物的一氯代物有 种。
(3)A是一种植物生长调节剂，在催化剂、加热的条件下，可与某物质反应生成乙烷，写出该反应的化学方程式： ，该反应为 (填反应类型)。
(4)有下列各组有机物：
①CH3CH2CH2CH3和；②乙烷和异丁烷；③CH3CH=CH2和；④和；⑤和(大球表示碳原子，小球表示氢原子)。
以上有机物中，互为同系物的是 ，互为同分异构体的是 (填序号)。
12．按系统命名法给下列有机物命名：
(1)的名称是 。
(2)的名称是 。
13．回答下列问题：
(1)写出蔗糖的分子式 ；乙炔的电子式： 。
(2)医院常用消毒酒精的体积分数是 ；
(3)乙酸乙酯在酸性条件下水解的化学方程式 ；
(4)的系统命名： 。
14．如图是几种烷烃分子的球棍模型：
(1)A、B、E三种烷烃的关系为 ，C、D、E的关系为 。
(2)用习惯命名法命名：D 。
(3)E的一氯代物有 种，请写出它们的结构简式：
15．回答下列问题：
(1)的名称是： ，若该有机物是由炔烃加成而来，则该炔烃可能的结构有 种。
(2)氯乙烷的沸点(12℃)介于乙烷(-89℃)和乙醇(79℃)之间，其原因是 。
16．回答下列问题
(1)下列有机物①CH3CH3②CH2=CH2③④CH3CH2OH中所有的原子均在同一个面上的有 (填写序号)。
(2)有机物M的结构简式为，写出M所含有的含氧官能团的名称 。
(3)下列各组物质中属于同系物的是 ，互为同分异构体的是 。(填序号)
①CH3CH2OH 和 CH3OCH3
②C(CH3)4和C4H10
③和
④35Cl和37Cl
⑤C60(富勒烯)和石墨烯
(4)分子式为C8H18的有机物中，含有乙基支链的同分异构体分别有 种，写出其中一种同分异构体的结构简式并对其进行命名 。
(5)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。请写出该电池中负极上的电极反应式是： 。
17．(1)用系统命名法，烃A(见图)的名称是
(2)气态燃料甲硅烷在足量的氧气中燃烧，生成固态二氧化硅和液态水，放出的热量，写出该反应的热化学方程式 。
18．回答下列问题
(1)按官能团的不同，可以对有机物进行分类，请写出下列有机物的种类：
① ；
② ；
(2)A分子式为，可发生银镜反应，且具有酸性，A所含官能团名称为 。
(3)有下列有机物：①H3CCH3②H2C=CH2③H3C CH2 C≡CH④H3C C≡C CH3⑤C6H12⑥H3C CH=CH2，其中互为同系物的是 ，互为同分异构体的是 (填编号)
(4)碳原子数不大于10的烷烃中一氯代物只有一种结构的物质有 种。
(5)写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的名称为
(6)某烷烃A蒸气密度是相同状况下氢气密度的64倍，经测定知A分子中共含6个甲基。若A不可能是氢气与烯烃加成的产物，A的结构简式为 ；
19．按要求回答下列问题。
(1)写出下列有机物的结构简式：
①2，2，3，3-四甲基戊烷 ；
②2，3-二甲基-6-乙基辛烷 ；
③2，5-二甲基庚烷 ；
(2)写出下列物质的分子式：
① ；
② ；
(3)写出下列物质的键线式：
① ；
②CH3CH=CHCH3 ；
(4)按系统命名法命名有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是 ；
(5)所含官能团的名称是 ；该有机物发生加聚反应后，所得产物的结构简式为 。
20．分子式为的烷烃，用结构式表示时，可以写出两种结构，请写出它们对应的结构简式为 ，它们的名称分别为 和 ，它们之间互称为 ，这种现象称为 。
三、实验题
21．利用甲烷与氯气发生反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

根据设计要求回答：
(1)装置E的名称是 ；
(2)B装置有三种功能：①使气体混合均匀；② ；③ ；
(3)的空间构型为 ，写出C装置中生成的化学方程式 ；
(4)若D装置中盛有溶液，现象是有白色沉淀产生。此现象并不能说明该有机反应的类型。为了证明该反应有HCl生成，将装置进行改进；
①在A、B装置间增加一个盛有 的洗气瓶；
(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式： 。
22．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴题小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：
(1)请写出C装置中生成CH3Cl的化学方程式： 。
(2)B装置有三种功能：①混匀混合气体：② ；③ 。
(3)将1 mol CH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为 。
(4)已知C4H10与氯气发生取代反应的产物之一为C4H8Cl2，则满足分子式为C4H8Cl2的同分异构体共有 种。
23．如图所示，U形管的左端用橡胶塞封闭，充有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解可以忽略不计。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有漫射光的地方让混合气体缓慢反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气完全反应且只生成一种有机物，写出反应的化学方程式 。
(2)该反应的反应类型为
(3)经过几个小时的反应，U形管右端的水面变化是 。
A．升高B．降低C．不变D．无法确定
(4)右端玻璃管的作用是 。
(5)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到现象是 。
(6)若水中含有AgNO3，则水中反应离子方程式
(7)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为 (填字母)。
A．、HCl B．、HCl
C．、D．、、、、HCl
(8)若把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是 (填字母)
①黄绿色逐渐消失　②试管壁上有黄色油珠出现　③水位在试管内上升到一定高度
④水槽内有少量晶体析出⑤液面上有白雾
A．①③ B．①②③ C．①②③④⑤ D．①②④⑤
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．为1，2-二溴乙烷，为1，1-二溴乙烷，为不同物质，故A错误；
B．足球烯、纳米碳管均是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故B错误；
C．冰的成分为水，干冰的成分为二氧化碳，为不同物质，故C错误；
D．乙酸和硬脂酸均是饱和一元羧酸，结构相似，互为同系物，故D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．由于碳原子半径大于氢原子半径，该比例模型可以表示甲烷分子，不可以表示四氯化碳分子，因为氯原子半径大于碳原子，故A错误；
B．为羟基电子式，氢氧根离子表示为[]-，故B错误；
C．分子式为C7H16的烷烃，该烃结构式中含有3个甲基，则该烷烃只有1个支链，若支链为-CH3，主链含有6个碳原子，符合条件的有：CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH(CH3) CH2CH2CH3；若支链为-CH2CH3，主链含5个碳原子，符合条件的有： CH3CH2CH(CH2CH3) CH2CH3；支链不可能大于3个碳原子，所以符合条件的烷烃有3种；故C正确；
D．丙烷的分子式C3H8，最简式为C3H8，故D错误；
故选C。
3．A
【详解】A．分子式为C2H6O的物质为乙醇 或甲醚，都是1mol含8mol共价键，46g就是1mol，完全燃烧，断裂的共价键数为8NA，故A正确；
B．12g金刚石中含有1molC，金刚石中，每个碳原子与其他4个碳原子形成四个共价键，每个碳原子形成的C－C键的个数 ，所以1molC原子形成的共价键为2mol，含有的共价键数为2NA,故B错误；
C． 16g甲烷与足量C12在光照条件下反应，生成四种有机物，所以生成四氯甲烷的分子数为小于NA，故C错误；
D．假设是32g S8()所含的共价键为,假设是32gS6() 所含共价键数为 ,所以混合物中所含共价键数为NA,故D错误；
故答案为：A
4．B
【详解】①CO2是直线形分子；
②CHCl3由于H和Cl不相同，是四面体形，但不是正四面体形；
③CH4是正四面体形；
④CCl4是正四面体形；
⑤P4是正四面体形；
综上所述，③④⑤为正四面体形分子，B正确；
答案选B。
5．D
【详解】A．a与d的分子式为C4H8，是同分异构体，A正确；
B．b的分子式为C5H12，c的分子式为C4H10，都是烷烃，是同系物，B正确；
C．a的结构简式为（CH3）2C＝CH2，含有碳碳双键，能发生加成反应，C正确；
D．b和c还能发生氧化反应，例如燃烧，D错误。
答案选D。
6．A
【详解】A．水结冰时，由于形成了更多的分子间氢键，导致体积膨胀，A正确；
B．甲烷中碳和氢之间是极性键，其不溶于水是因为甲烷是非极性分子，水是极性分子，B错误；
C．甲烷是碳和氢形成的化合物，其和水之间不能形成分子间氢键，C错误；
D．水结冰后体积变大是由于水分子之间间隔变大，水分子体积不变，D错误；
故选A。
7．B
【详解】A．碳原子数不同的烷烃，它们分子结构相似，在组成形成1个或若干个CH2原子团，所以互为同系物，故A正确；
B．Na2O和Na2O2都是化合物，不是单质，不是同素异形体，故B错误；
C．12C与13C的质子数相同，中子数不同，是C元素的不同核素，互为同位素，故C正确；
D．三元轴烯（）与苯的分子式均为C6H6，结构不同，二者互为同分异构体，故D正确；
故选：B。
8．A
【详解】A．乙烷比较稳定，不能与酸性高锰酸钾溶液反应 ，故A选；
B．乙烷在光照下与氯气发生取代反应 ，故B不选；
C．乙烷在光照下与溴单质发生取代反应 ，故C不选；
D．乙烷可以在氧气中燃烧 ，故D不选；
故选：A。
9．C
【详解】是烷烃，该烷烃分子中最长碳链含有6个C，则主链为己烷，编号从左边开始，满足取代基的编号之和最小，在3号C含有两个甲基，在4号C含有1个甲基，则该烷烃的名称为：3，3，4-三甲基己烷，故C符合题意，答案选C。
【点睛】烷烃命名原则：①长：选最长碳链为主链；②多：遇等长碳链时，支链最多为主链；③近：离支链最近一端编号；④小：支链编号之和最小；⑤简：两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号，如取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。
10．D
【详解】A．根据碳骨架可知a的结构简式为CH3CH(CH3)=CH2，主链含有碳碳双键，3个碳原子，2号碳上有一个甲基，所以名称为2-甲基丙烯，A正确；
B．根据碳骨架可知b为新戊烷，其同分异构体还有正戊烷、异戊烷两种，B正确；
C．根据碳骨架可知c有两种环境的碳原子，一氯代物有两种，C正确；
D．d为环己烷，结合甲烷的空间构型可知该物质不可能所有碳原子共平面，D错误；
综上所述答案为D。
11．(1)C6H14
(2)4
(3) CH2=CH2＋H2CH3CH3 加成反应
(4) ①② ③⑤
【详解】（1）烷烃的通式为：CnH2n+2，所以14n+2=86，解得n=6，烷烃分子式为C6H14，故答案为：C6H14；
（2）有机物中有 4 种等效氢，故其一氯代物有 4 种， 故答案为：4；
（3）A 是一种植物生长调节剂，则 A 为乙烯，在催化剂、加热的条件下，可与氢气反应生成乙烷，该反应的化学方程式为：CH2=CH2＋H2CH3CH3，该反应为加成反应，故答案为：CH2=CH2＋H2CH3CH3；加成反应；
（4）结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物互相称为同系物； 具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，则根据题干信息可知，以上有机物中，互为同系物的是①②；互为同分异构体的是③⑤，故答案为：①②；③⑤。
12．(1)3，4-二甲基-4-乙基庚烷
(2)2，4，4，5-四甲基庚烷
【详解】（1）该物质分子中含有C原子数最多的碳链上含有7个C原子，从离支链较近的左下端为起点，给主链上C原子编号，以确定支链连接在主链C原子上的位置，取代基的名称及位置编号写在烷烃名称前边，先写简单的甲基，再写复杂的乙基，该物质名称为3，4-二甲基-4-乙基庚烷；
（2）该物质分子中含有C原子数最多的碳链上含有7个C原子，从离支链较近的左上端为起点，给主链上C原子编号，以确定支链连接在主链C原子上的位置，取代基的名称及位置编号要写在烷烃名称前边，该物质名称为2，4，4，5-四甲基庚烷。
13．(1) C12H22O11
(2)75%
(3)+H2O+CH3CH2OH
(4)2，3，3-三甲基戊烷
【详解】（1）蔗糖的分子式C12H22O11；乙炔分子中两个碳原子间形成叁键，乙炔的电子式：。故答案为：C12H22O11；；
（2）医院常用消毒酒精的体积分数是75%，此时渗透性和消毒杀菌效果较好；故答案为：75%；
（3）乙酸乙酯在酸性条件下水解水解生成乙酸和乙醇，化学方程式+H2O+CH3CH2OH；故答案为：+H2O+CH3CH2OH；
（4）最长的碳链是5个碳，2、3号碳上有三个甲基，系统命名：2，3，3-三甲基戊烷，故答案为：2，3，3-三甲基戊烷。
14． 同系物 同分异构体 异戊烷 1 (CH3)3-C-CH2Cl
【详解】(1)A为丙烷、B为丁烷、E为新戊烷，三种物质均属于烷烃，且碳原子数不同，结构相似，分子组成相差若干个-CH2，所以属于同系物；C为正戊烷、D为2-甲基丁烷，与E的分子式相同，结构不同，所以属于同分异构体；
(2)D的习惯命名法为异戊烷；
(3)E分子中的4个甲基连在同一C原子上，所以H原子数只有1种，其结构简式是(CH3)3-C-CH2Cl。
15．(1) 3，5-二甲基-3-乙基庚烷 2
(2)氯乙烷的相对分子质量大于乙烷，乙醇存在分子间氢键
【解析】(1)
的最长碳链有7个碳原子，根据烷烃命名规则，其名称是：3，5-二甲基-3-乙基庚烷；若该有机物是由炔烃加成而来，则碳碳叁键位置的碳原子至少连接两个氢原子，符合要求的位置只在乙基中，故该炔烃可能的结构有： ，同个碳原子上的两个乙基等效，共2种。
(2)
三者都是分子晶体，氯乙烷的相对分子质量大于乙烷，分子间作用力氯乙烷大于乙烷，沸点亦较高；乙醇存在分子间氢键，氯乙烷分子间没有氢键，乙醇的分子间作用力大于氯乙烷，沸点亦较高，故沸点：乙醇>氯乙烷>乙烷。
16．(1)②③
(2)羧基、羟基
(3) ② ①
(4) 3 CH3CH2CH2CH(CH2CH3)23-乙基己烷；或CH3CH(CH3)CH(CH2CH3)CH2CH3 2-甲基-3-乙基戊烷；或CH3CH2C(CH3) (CH2CH3)CH2CH3 3-甲基-3-乙基戊烷
(5)CH3OCH3+16OH- -12e-=2+11 H2O
【详解】（1）①CH3CH3有饱和碳原子，类似甲烷的四面体结构，所有的原子不在同一平面上，①不选；
②CH2=CH2是平面型分子，所有的原子均在同一个平面，②选；
③是平面型分子，所有的原子均在同一个平面，③选；
④CH3CH2OH有饱和碳原子，类似甲烷的四面体结构，所有的原子不在同一平面上，④不选；
故选：②③；
（2）M所含有的含氧官能团的名称为羧基、羟基；
（3）①CH3CH2OH 和 CH3OCH3分子式相同而结构不同，互为同分异构体；
②C(CH3)4和C4H10结构相似，属于同系物；
③ 和分子式相同结构也相同，互为同一种物质；
④35Cl和37Cl是同种元素的不同种原子，互为同位素；
⑤C60(富勒烯)和石墨烯是同种元素形成的不同单质，互为同素异形体；
结构相似、在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物间互为同系物，故②C(CH3)4和C4H10间互为同系物；分子式相同而结构不同的化合物间互为同分异构体，故①CH3CH2OH 和 CH3OCH3互为同分异构体；故答案为：②；①；
（4）分子式为C8H18的有机物中，含有乙基支链的同分异构体分别有：CH3CH2CH2CH(CH2CH3)2、CH3CH(CH3)CH(CH2CH3)CH2CH3、CH3CH2C(CH3) (CH2CH3)CH2CH3共3种；命名为：CH3CH2CH2CH(CH2CH3)2 3-乙基己烷；或CH3CH(CH3)CH(CH2CH3)CH2CH3 2-甲基-3-乙基戊烷；或CH3CH2C (CH3)(CH2CH3)CH2CH3 3-甲基-3-乙基戊烷；
（5）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OCH3+16OH- -12e-=2+11H2O。
17． 2，二甲基戊烷
【详解】(1)根据有机物的系统命名法可知，烃A(见图)的名称是2，二甲基戊烷，故答案为：2，二甲基戊烷；
(2)由题干可知，气态燃料甲硅烷在足量的氧气中燃烧，生成固态二氧化硅和液态水，放出的热量，故1mol即32gSiH4完全燃烧放出的热量为：32×44.6kJ=1427.2kJ，故该反应的热化学方程式为：，故答案为：。
18．(1) 羧酸类 酚类
(2)醛基和羧基
(3) ②⑥ ③④
(4)4
(5)苯乙烯
(6)
【解析】（1）
①含有羧基，属于羧酸类；
②羟基直接与苯环相连，属于酚类；
（2）
A分子式为，可发生银镜反应说明含有醛基，具有酸性说明含有羧基，A的结构简式为，A所含官能团名称为醛基、羧基。
（3）
H2C=CH2、H3C CH=CH2都含1个碳碳双键，分子组成相差1个CH2，H2C=CH2、H3C CH=CH2互为同系物；H3C CH2 C≡CH、H3C C≡C CH3结构不同、分子式都是C4H6，H3C CH2 C≡CH、H3C C≡C CH3互为同分异构体；
（4）
碳原子数不大于10的烷烃中一氯代物只有一种结构的物质有CH4、CH3CH3、(CH3)4C、(CH3)3CC(CH3)3，共4种。
（5）
环辛四烯的分子式为C8H8，与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式为，名称为苯乙烯。
（6）
某烷烃A蒸气密度是相同状况下氢气密度的64倍，A的相对分子质量是128，A的分子式为C9H20，经测定知A分子中共含6个甲基。A不可能是氢气与烯烃加成的产物，则A中任意相邻的2个碳原子不同时连有H原子，A的结构简式为。
19． CH3CH2C(CH3)2C(CH3)3 CH3CH(CH3)CH(CH3)CH2CH2CH(CH2CH3)2 CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3 C6H14 C7H12 2，3-二甲基戊烷 碳碳双键
【详解】(1)烷烃分子中C原子之间以单键结合，剩余价电子全部与H原子结合，根据C原子价电子是4，结合烷烃系统命名方法书写物质结构简式：
①2，2，3，3-四甲基戊烷的结构简式为：CH3CH2C(CH3)2C(CH3)3；答案为：CH3CH2C(CH3)2C(CH3)3；
②2，3-二甲基-6-乙基辛烷的结构简式为：CH3CH(CH3)CH(CH3)CH2CH2CH(CH2CH3)2；答案为：CH3CH(CH3)CH(CH3)CH2CH2CH(CH2CH3)2；
③2，5-二甲基庚烷的结构简式为：CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3；答案为：CH3CH(CH3)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3；
(2)①分子中含有6个C原子，由于分子中C原子间全部以单键结合，属于烷烃，分子式是C6H14；答案为：C6H14；
②分子中含有7个C原子，含有1个环和1个碳碳双键，因此该不饱和烃比烷烃少结合4个H原子，故其分子式是C7H12；答案为：C7H12；
(3)在用键线式表示有机物时，拐点和顶点表示1个C原子，单线表示碳碳单键，双线表示碳碳双键，据此书写：
①的键线式表示为：；答案为：；
②CH3CH=CHCH3的键线式表示为：；答案为：；
(4)有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2分子中最长碳链上含有5个C原子，从右端开始给主链上C原子编号，以确定支链的位置，该物质的名称是2，3-二甲基戊烷；答案为：2，3-二甲基戊烷；
(5)该有机物分子中含有碳碳双键，在发生加聚反应时，不饱和碳碳双键中较活泼的键断开，然后这些不饱和C原子彼此结合，形成很长碳链，C原子变为饱和C原子，就得到相应的高聚物，故所得产物的结构简式为：；答案为：碳碳双键；。
20． CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3 正丁烷 异丁烷 同分异构体 同分异构现象
【详解】分子式为的烷烃，有两种结构，其结构简式分别为：CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3，它们的名称分别为正丁烷和异丁烷，分子式相同，结构不同的有机物互为同分异构体，则它们之间互称为同分异构体，这种现象称为同分异构现象。
21．(1)分液漏斗
(2) 控制气流速率 干燥气体
(3) 正四面体
(4)饱和食盐水溶液
(5)
【分析】二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气，通过光照使甲烷和氯气发生取代反应，若要证明此为取代反应，需证明有氯化氢生成。
【详解】（1）根据图示，E为分液漏斗；
故答案为：分液漏斗；
（2）B中浓硫酸干燥气体，且长导管可以控制气流速率；
故答案为：控制气流速率；干燥气体；
（3）甲烷为正四面体型结构，C中发生的反应为甲烷和氯气在光照条件下的取代反应；
故答案为：正四面体；；
（4）因为盐酸具有挥发性，如果要得到纯净的氯气，需要在A、B之间增加饱和食盐水去除氯气中的氯化氢气体；
故答案为：饱和食盐水溶液；
（5）固体颗粒为单质碳，甲烷和氯气发生置换反应生成单质碳和氯化氢；
故答案为：。
22．(1)Cl2+CH4CH3Cl+HCl
(2) 干燥氯气和氯化氢 控制气体流速
(3)3.0 mol
(4)9
【分析】浓盐酸与MnO2混合加热发生氧化还原反应产生Cl2，B装置中盛有浓硫酸，其作用是干燥氯气和氯化氢、控制气体流速、使氯气和氯化氢混合均匀，混合的Cl2、CH4通入硬质玻璃管中，在漫射光作用下Cl2、CH4发生取代反应产生CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物，D装置的石棉中均匀附着KI粉末，其作用是吸收过量的氯气，E装置中用水吸收反应产生的HCl，干燥管可以防止倒吸现象的发生。
【详解】（1）在C装置中，Cl2与CH4在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、HCl，发生反应的化学方程式为：Cl2+CH4CH3Cl+HCl；
（2）B装置中盛有浓硫酸，其作用有三个，分别是：①使氯气和氯化氢混合均匀；②干燥氯气和氯化氢、③控制气体流速；
（3）假设反应产生CH3Cl的物质的量是x mol，则反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量分别是(x+0.1) mol、(x+0.2) mol、(x+0.3) mol，则根据C元素守恒可知1 mol CH4发生取代反应产生其取代产物x mol+(x+0.1) mol+(x+0.2) mol+(x+0.3) mol=1 mol，解得x=0.1 mol，发生取代反应消耗Cl2的物质的量为n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)=0.1mol+2×0.2 mol+3×0.3 mol+4×0.4 mol=3.0 mol；
（4）C4H10有正丁烷和异丁烷两种不同结构，正丁烷形成的二氯取代产物C4H8Cl2有6种不同结构；异丁烷形成的二氯取代产物C4H8Cl2有3种不同结构，故分子式符合C4H8Cl2的同分异构体共有9种不同结构。
23． 取代反应 B 平衡压强 有白色胶状沉淀生成 Ag++ Cl-= AgCl↓ D C
【详解】(1)甲烷和氯气体积比为1：4，说明氯气足量，可以取代甲烷中所有的氢原子，假设完全反应，且只有一种有机物，只能是，反应的化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl，故答案为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；
(2)甲烷在光照条件下被氯气逐步取代为，所以反应类型是取代反应，故答案为取代反应；
(3)经过几小时反应后，消耗氯气，反应混合物的物质的量减少，且生成的氯化氢易溶于水，所以压强减少，U形管右端的玻璃管中水柱降低，故答案为：B
(4)左端是封闭体系，有气体存在，故右端玻璃管的作用是平衡压强；
(5)因为甲烷和氯气发生取代反应，产物中有氯化氢，氯化氢极易溶于水，使溶液呈酸性，若水中含有硅酸钠，，所以在U形管左端会看到有白色胶状沉淀生成，故答案为：有白色胶状沉淀生成；
(6)由(5)知，溶液中有，电离出和，水中的会电离出，会发生反应，故答案为：；
(7)甲烷和氯气的取代反应是有机反应，反应是逐步进行的，即使是甲烷和氯气1：1混合，也会所有反应都进行，所以产物中有、、、和，所以答案选D；
(8)①氯气是黄绿色气体，生成物一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷，四氯化碳和氯化氢都是无色气体，随反应进行，气体颜色变浅直至消失，所以此项正确；
②二氯甲烷，三氯甲烷，四氯化碳都是液态有机物，氯气是黄绿色，易溶于有机物，所以试管壁上会有黄色油珠，所以此项正确；
③反应产物中有氯化氢，极易溶于水，导致试管内压强减小，水进入试管，水位上升，但生成的一氯甲烷为气体，难溶于水，溶液不会充满试管，只能上升到一定高度，所以此项正确；
④生成物氯化氢易溶于水，使溶液中氯离子浓度增大，导致有氯化钠固体析出，水槽内有少量晶体析出，所以此项正确；
⑤生成物中的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气会出现白雾，所以此项正确；
综上，①②③④⑤均正确，故答案为：C。
答案第1页，共2页
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