8.1.1天然气的利用甲烷（含解析）分层练习-2023-2024学年苏教版（2019）高中化学必修第二册
文档属性
| 名称 | 8.1.1天然气的利用甲烷（含解析）分层练习-2023-2024学年苏教版（2019）高中化学必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 508.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-21 16:10:59 | ||
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文档简介
8.1.1天然气的利用甲烷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列表示不正确的是
A．次氯酸的电子式 B．丁烷的球棍模型
C．乙烯的结构简式CH2＝CH2 D．原子核内有8个中子的碳原子146C
2．如图是常见四种有机物的比例模型示意图。下列说法不正确的是( )
A．甲能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．乙可与溴水发生加成反应使溴水褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D．丁能与金属钾反应放出氢气
3．目前有些中小学生喜欢使用涂改液，涂改液中含有许多挥发性的有害物质，二氯甲烷(CH2Cl2)就是其中一种。下面是关于二氯甲烷的几种说法：①它是由碳、氢、氯三种元素组成的化合物；②它是由氯气(Cl2)和甲烷组成的化合物；③它的分子中碳、氢、氯三种元素的原子个数比为1∶2∶2；④它是由多种原子构成的一种化合物。这些说法中正确的是
A．①③④ B．②④
C．②③④ D．①③
4．新能源的开发及应用是应对气候变化和优化能源结构的重要战略举措。下列选项不属于新能源的是
A．太阳能 B．天然气 C．地热能 D．生物质能
5．下列物质中，易溶于的是水
A．碘单质 B．氨气 C． D．甲烷
6．在标准状况下，22.4LCH4与Cl2在光照下发生取代反应，关于该反应的说法正确的是
A．反应容器中，一氯代物所占的物质的量分数最大
B．光照条件下，甲烷通入溴水中，可使溴水褪色
C．反应生成四种有机产物，且均为难溶性油状液体
D．若甲烷完全反应生成四种等物质的量的有机产物，则消耗的Cl2为2.5mol
7．北京奥运会 “祥云”火炬所用燃料为丙烷，下列有关丙烷叙述中不正确的是
A．比甲烷的沸点高 B．与乙烷互为同系物
C．分子中的碳原子不在一条直线上 D．可发生加成反应
8．下列化学用语正确的是
A．乙烯的最简式：
B．可以表示四氯化碳分子的空间填充模型
C．乙烷的结构式是：
D．的结构示意图：
9．在相同种类的有机物中，同系物具有
A．相同的相对分子质量 B．相同的物理性质
C．相似的化学性质 D．相同的最简式
10．下列关于烷烃的说法不正确的是
A．符合分子通式CnH2n+2的烃都是烷烃，分子中均只含单键
B．CH4的二氯代物只有一种结构
C．等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着碳的质量分数的增大而变大
D．烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上
二、填空题
11．CH4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
(1)甲烷的电子式为 。
(2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图所示，则通入b气体的电极名称为 ，通入a气体的电极反应式 (质子交换膜只允许H+通过)。
(3)CH4与Cl2在光照条件下可发生反应，实验室中用如图所示的装置进行实验。
在光照下反应一段时间后，图中装置示意图中能正确反映实验现象的是
A．B． C． D．
反应中，所占物质的量分数最大的是 。
12．取代反应： 。
13．等体积与的混合气体在光照下反应，生成物是和HCl。( )
14．下面为元素周期表的一部分,根据元素① ~⑧在表中的位置回答下列问题
（1）元素④的原子结构示意图为 ,元素⑦在自然界的存在形态是
（2）用电子式表示元素⑤ ⑧形成化合物的过程
（3）元素①③形成的最简单氢化物化学式是 ,写出实验室制备此物质的化学方程式
（4）元素⑥的单质与磁性氧化铁反应的化学方程式
（5）由元素②形成的只有三种同分异构体的烷烃是 (填化学式),这三种同分异构体的结构简式分别是CH3CH2CH2CH2CH3
15．如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4，同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中,将注射器用日光照射一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；
②实验过程中，甲管活塞向内移动；
③甲管内壁有油珠；
④产生火花。
其中正确的是 。
(2)甲管中发生的化学反应类型为 。
(3)反应后，甲管中剩余气体最好用下列的 吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 ，若用pH试纸测量甲管中溶液的酸碱性，可观察到pH试纸变 色。
16．I、将0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
解释反应速率变化的原因： ；计算H2O2的初始物质的量浓度为 。(保留两位有效数字)
Ⅱ、苯和甲烷是两类烃的代表物质，回答下列问题：
(1) 常温常压下，气态直链烷烃含碳原子数≤ 。
(2) 苯和甲烷中含碳量较高的是 。
(3) 若将等物质的量的苯和甲烷分别燃烧，耗氧量较大的是 。
(4)写出苯与溴单质反应的化学方程式 。
17．有下列各组微粒或物质：
A．O2和O3 B．和 C．CH3CH2CH2CH3和
D．和 E. CH3CH2CH2CH3和
(1)互为同位素的是 (填序号，下同)；属于同系物的是 ；属于同一种物质的是 ；互为同分异构体的是 。
(2)E组中的两种物质的名称分别是 、 。
18．在氧气、氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷六种物质中（用化学式表示）：
（A）混有空气后点火能爆炸的是 ；
（B）天然气和沼气的主要成分是 ；
（C）有剧毒的是 ；
（D）能用于发射宇宙火箭的是 ；
（E）空气中含量最多的气体是 ；
（F）使燃着的木条熄灭，还能使澄清的石灰水变浑浊的是 。
19．回答下列问题
Ⅰ．下面列出了几组物质，请将物质的合适组号填写在空格上。
A．金刚石和石墨 B．.氧气(O2)与臭氧(O3) C．16O、17O和18O
D．CH4和CH3CH2CH3 E．乙烯和乙烷 F．和
G．和
其中互为同位素的是 ，互为同系物的是 ，互为同分异构体的是 。
Ⅱ．在①CaCl2 ②C2H6 ③CO2 ④H2SO4 ⑤Na2O2 ⑥Ba(OH)2 ⑦NH4NO3 ⑧H2O2中，其中同时含有离子键、共价键的有 (填序号，下同)，既含有极性键、又有非极性键的是 。
Ⅲ．(1)0.1 mol某烃在足量的O2中燃烧，生成13.2 g CO2和5.4 g H2O，分子式为 ，某烷烃C的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2，则该烃的一氯代物有 种。
(2)同温同压下某种烷烃A对H2的相对密度为43，则该烃的分子式为 。
20．（1）某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L，其质量为2 g，该烃中氢元素的质量分数为25%，则该烃的分子式为 ，电子式为 ，结构式为 ，其立体构型为 。
（2）如图立方体中心的“●”表示甲烷分子中的碳原子，请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的4个氢原子的位置。
三、实验探究题
21．甲烷是一种优质气体燃料，也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。请回答下列问题。某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：
(1)实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出， ， 等。
(2)实验中生成的油状液滴的化学式为 ，其中 是工业上重要的溶剂。
22．取A、B两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好(如图)。将A试管用铝箔套上，B试管放在光亮处，静置。一段时间后取下A试管上的铝箔，观察两支试管中的现象。
(1)A试管上铝箔的作用是 ，A试管中的现象是 。
(2)B试管中的现象是 ，有关反应的化学方程式是(写一个) 。
(3)对比A、B试管中的现象能得出的结论是 。
23．如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管放在光亮处一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。
其中正确的是 。
(2)甲管中发生化学反应的类型为 。
(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是 。
A．水 B．NaOH溶液
C．AgNO3溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 ，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A.次氯酸中Cl最外层为7个电子，为达到8电子稳定结构，需要拿出一个电子与其他原子形成一个共用电子对，O原子最外层为6个电子，为达到8电子稳定结构，需要拿出两个电子与其他原子形成两对共用电子对，因而次氯酸的电子式为 ，A项错误。B、C、D等3个选项均正确。
故答案选A。
2．A
【详解】A项，根据模型判断甲为甲烷，甲烷无不饱和键，不能使酸性高锰酸钾褪色，故A项错误；
B项，根据模型判断乙为乙烯，含有不饱和键，使溴水褪色是乙烯与溴发生的加成反应，故B项正确；
C项，根据模型判断丙为苯，苯环不含碳碳双键，苯中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，故C项正确；
D项，根据模型判断丁为乙醇，含有羟基，与金属钾反应放出氢气，故D项正确；
综上所述，本题选A。
【点睛】苯分子中含有特殊的碳碳键，既不同于单键，也不同于双键，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，因此苯的主要性质是：易取代，能加成，难氧化。
3．A
【详解】①二氯甲烷(CH2Cl2)是由碳、氢、氯三种元素组成的化合物，①正确；
②二氯甲烷(CH2Cl2)是由碳、氢、氯三种元素组成的化合物，由氯气(分子式为Cl2)和甲烷发生取代反应所得，②错误；
③二氯甲烷(CH2Cl2)的分子中碳、氢、氯三种元素的原子个数比为1∶2∶2，③正确；
④二氯甲烷(CH2Cl2)是由C、H、O三种原子构成的一种化合物，④正确；
综上，①③④正确；
故选A。
4．B
【详解】太阳能、地热能、生物质能等都属于新能源，而石油、煤、天然气都属于传统能源，故B符合题意；故答案为B。
5．B
【详解】A．碘单质难溶于水，易溶于有机溶剂，A错误；
B．氨气极易溶于水，B正确；
C．难溶于水，C错误；
D．甲烷难溶于水，D错误；
故选B。
6．D
【分析】CH4与Cl2在光照条件下能生成CH3Cl和HCl，CH3Cl能继续和氯气发生取代反应生成二氯甲烷和HCl；CH3Cl能继续和氯气发生取代反应生成二氯甲烷和HCl；CH2Cl2能继续和氯气发生取代反应生成三氯甲烷和HCl；CHCl3能和氯气继续发生取代反应生成四氯化碳和HCl。
【详解】A．根据分析，反应产物中HCl的物质的量分数最大，故A错误；
B．光照条件下，甲烷和溴水不反应，故B错误；
C．反应生成四种有机产物，CH3Cl为气体，其余三种为难溶性油状液体，故C错误；
D．22.4L甲烷物质的量为1mol，1mol甲烷与氯气完全反应生成四种有机产物的物质的量相同，即分别生成了0.25molCH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据取代反应特点，每取代1molH原子，需要消耗1mol氯气，则总共消耗氯气的物质的量为：0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol，故D正确；
故选：D。
7．D
【详解】A．丙烷与甲烷都形成分子晶体，丙烷的相对分子质量比甲烷大，则丙烷的沸点比甲烷高，A正确；
B．丙烷与乙烷同属于烷烃，二者的分子组成上相差1个“CH2”，则丙烷与乙烷互为同系物，B正确；
C．直链烷烃分子中的碳原子呈折线形，所以丙烷分子中的碳原子不在一条直线上，C正确；
D．丙烷为饱和烃，分子中不含有碳碳不饱和键，能够发生取代和氧化反应，但不能发生加成反应，D不正确；
故选D。
8．C
【详解】A．乙烯的分子式为C2H4，其最简式为CH2，A错误；
B．表示甲烷分子的空间填充模型，不代表四氯化碳的，因为正确表示的填充模型中，周围的四个Cl原子半径应比C原子半径大，B错误；
C．乙烷的分子式为C2H6，其结构式是：，C正确；
D．的核外电子数为18，所以其微粒结构示意图为，D错误；
故选C。
9．C
【解析】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；结构相似的分子，其化学性质也相似；同系物的碳、氢原子个数比不一定相同，最简式不一定相同，物理性质不同，据此分析解答。
【详解】A. 同系物分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，因此，同系物的相对分子质量应相差14的整数倍，故A不符合；
B. 同系物的物理性质不同，如甲烷为气体，己烷为液体，故B不符合；
C. 由于同系物结构相似，所以化学性质相似，故C符合；
D. 同系物中的碳、氢原子个数比不一定相同，即同系物的最简式不一定相同，故D不符合；
故选C。
【点睛】同系物指结构相似，分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物，结构相似即同系物具有相同种类和数目的官能团，通式相同；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，这是常考点，也是学生们的易错点。
10．D
【详解】A．只有烷烃的通式为CnH2n+2，则符合通式CnH2n+2 的烃一定都是烷烃，分子中均只含单键，故A正确；
B．CH4为正四面体经过，正四面体的二元取代物不存在同分异构体，所以CH4的二氯代物只有一种，故B正确；
C．烷烃的通式为CnH2n+2，含碳量越高，完全燃烧生成的二氧化碳越多，因此等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着分子中碳的质量分数的增大而变大，故C正确；
D．烷烃分子结构中碳原子形成四个单键，每个碳原子形成的都是四面体结构，相邻的三个碳原子成V型，不可能在同一条直线上，故D错误；
故选D。
11． 正 CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ D HCl(或氯化氢)
【详解】(1)甲烷分子中C原子与4个H原子形成4个共价键，从而使分子中各原子都达到稳定结构，其电子式为；
(2)在甲烷燃料电池中，通入燃料CH4的电极为负极，负极失去电子，发生氧化反应；通入O2的电极为正极。根据图示可知：a电极失去电子，电子由a电极流向b电极，所以b电极为正极，通入O2；a电极为负极，通入CH4，由于电解质溶液为酸性，所以负极的电极反应式为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；
(3)CH4与Cl2在光照条件下可发生取代反应，产生CH3Cl、HCl，取代反应逐步进行，反应产生的CH3Cl会进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应产生的物质中HCl极容易溶于水，CH3Cl是难溶性气体，而CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是难溶性的液体，气体反应消耗，导致液面上升，同时看到难溶性的油状液体，故合理选项是D；
由于每一步取代反应都产生HCl，故反应中，所占物质的量分数最大的是HCl。
12．有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子或原子团)代替的反应
【解析】略
13．错误 ，甲烷与氯气在光照的作用下，生成物有一氯甲烷到四氯化碳及氯化氢
【详解】甲烷与氯气的混合气体在光照条件下发生取代反应是连锁的，产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，因此等体积与的混合气体在光照下反应，生成物是和HCl的说法是错误的；故答案为：错误 ，甲烷与氯气在光照的作用下，生成物有一氯甲烷到四氯化碳及氯化氢。
14． 化合态和游离态 NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑ 8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe C5H12 CH3CH(CH3)CH2CH3 C(CH3)4
【详解】本题考查元素周期表的结构和元素周期律的应用，（1）根据元素④在周期表的位置，④为O，其原子结构示意图为：；元素⑦为S，自然界存在硫单质，也存在化合物如FeS2，因此S在自然界中以化合态和游离态存在；（2）⑤为Na，⑧为Cl，形成的化合物为NaCl，NaCl属于离子化合物，即形成化合物的过程为：；（3）①为H，③为N，形成最简单氢化物为NH3；实验室制备氨气，用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体共热制备，反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；（4）⑥为Al，发生反应方程式为8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe；（5）②为C，形成只有三种同分异构体的烷烃是C5H12，存在的同分异构体为CH3CH2CH2CH2CH3(正戊烷)、CH3CH2CH(CH3)2(异戊烷)、C(CH3)4(新戊烷)。
点睛：此题的易错点是问题（3）的第二个空，应注意是实验室制备氨气，因此采用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体共热制备。
15．(1)②③
(2)取代反应
(3)B
(4) 液体分为两层，产生白色沉淀 红
【分析】在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl，CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2CCl4+HCl。
【详解】（1）理论上，甲烷与氯气体积比为1:4时二者恰好完全反应，而该注射器里氯气与甲烷体积比为5:1>4:1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气，气体不为无色。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动，正确的为②③。
（2）甲烷分子中的四个氢原子光照条件下可被氯气中的氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。
（3）反应剩余的气体中含有氯气和氯化氢，两者都与氢氧化钠溶液反应，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体，答案选B。
（4）生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水，所以可以看到液体分为两层；所得溶液呈酸性，可观察到pH试纸变为红色。
16． 随着反应的进行，双氧水的浓度减少，反应速率减慢 0.11mol/L 4 苯 苯
【分析】I.相同时间内生成氧气越多，反应速率越快；由图可知最终生成氧气为60mL，结合反应及c= 计算。
II.(1)常温常压下气态直链烷烃含碳原子数≤4；
(2)根据其最简式判断含碳量高低；
(3)甲烷、苯燃烧生成二氧化碳和水，根据方程式判断消耗氧气的量大小；
(4)在溴化铁作催化剂条件下，苯和液溴发生取代反应生成溴苯和HBr。
【详解】I.相同时间内生成氧气越多，反应速率越快，气体体积20mL＞17mL＞13mL＞10mL，则反应速率为D＞C＞B＞A，反应速率变化的原因是由于随着反应的进行，双氧水的浓度减少，浓度越小，反应速率减慢；
H2O2完全反应放出60 mL O2，H2O2的分解反应为2H2O22H2O+O2↑，则n(H2O2)=2≈0.00536 mol，则H2O2的初始物质的量浓度为：c(H2O2)=
≈0.11 mol/L；
II.(1)常温常压下气态直链烷烃含碳原子数≤4；
(2)根据其最简式判断含碳量高低，甲烷的分子式和最简式都是CH4，苯的最简式为CH，可见苯中含碳量高；
(3)甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O，苯燃烧方程式为：C6H6+O26CO2+3H2O，则将等物质的量的苯和甲烷分别燃烧，耗氧量较大的是苯，
(4)在溴化铁作催化剂条件下，苯和液溴发生取代反应生成溴苯和HBr，反应方程式为 。
【点睛】本题考查了化学反应速率的测定实验及计算、甲烷和苯的性质，烃中含碳量的比较，可根据碳氢比来判断，比值越大，则含碳量越高。掌握化学基本概念和基本理论是本题解答的关键。
17．(1) B C D E
(2) 正丁烷 异丁烷
【详解】（1）A．O2和O3是O元素形成的两种不同的单质，两者互为同素异形体；
B．和是质子数相同、中子数不同的两种核素，两者互为同位素；
C．CH3CH2CH2CH3和的结构相似、分子组成上相差1个“CH2”原子团，两者互为同系物；
D．二氯甲烷为四面体结构，为同一物质；
E．CH3CH2CH2CH3和的分子式都是C4H10，结构不同，两者互为同分异构体；
所以互为同位素的是B；属于同系物的是C；属于同一物质的是D；互为同分异构体的是E。
（2）CH3CH2CH2CH3的名称为正丁烷，的名称为异丁烷。
18． H2、CO、CH4 CH4 CO H2、O2 N2 CO2
【详解】（A）氢气、一氧化碳、甲烷在空气中可以燃烧，可燃性气体与氧气混合后点火能爆炸，则混有空气后点火能爆炸的是H2、CO、CH4；
（B）天然气和沼气的主要成分是甲烷，其化学式为CH4；
（C）CO能与血红蛋白结合，使氧气失去与血红蛋白结合的机会，所以CO有毒；
（D）发射宇宙火箭可以用液氢作燃料、用液氧作助燃剂；
（E）空气中含量最多的气体是氮气，其化学式为N2；
（F）CO2不能支持燃烧，使燃着的木条熄灭，CO2和石灰水反应生成碳酸钙沉淀，能使澄清的石灰水变浑浊。
19． C DF G ⑤⑥⑦ ②⑧ C3H6 4 C6H14
【详解】Ⅰ．16O、17O和18O质子数相同，中子数不同，三种微粒互为同位素，则互为同位素的选项是C；
CH4和CH3CH2CH3分子结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，因此二者互为同系物；和分子结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，因此二者也互为同系物，故互为同系物的选项是DF；
和分子式都是C5H12，结构不同，二者互为同分异构体，故互为同分异构体的选项是G；
Ⅱ．Na2O2、Ba(OH)2、NH4NO3都是离子化合物，含有离子键。在Na2O2和Ba(OH)2的阴离子中都含有共价键，在NH4NO3的阴离子、阳离子中也都含有共价键，故既含有离子键，又含有共价键的化合物的序号是⑤⑥⑦；
在C2H6中含有非极性键C-C和极性键C-H；在H2O2中含有非极性键O-O和极性键O-H，故既含有极性键、又有非极性键的物质序号是②⑧；
Ⅲ．(1) 0.1 mol某烃在足量的O2中燃烧，生成13.2 g CO2和5.4 g H2O，反应产生CO2的物质的量n(CO2)==0.3 mol，反应产生H2O的物质的量n(H2O)==0.3 mol，则根据反应过程中原子守恒，可知在1 mol该烃中含有C为，含有H为，故该烃的分子式为C3H6；
某烷烃C的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2，根据物质结构简式可知在该烃分子中含有4种不同位置的H原子，故该烷烃的一氯代物有4种；
(2)同温同压下某种烷烃A对H2的相对密度为43，则烷烃A的相对分子质量M=2×43=86，由于烷烃分子式通式是CnH2n+2，则14n+2=86，解得n=6，所以该烷烃分子式是C6H14。
20． CH4 正四面体结构
【详解】（1）该烃的物质的量为，该烃的摩尔质量，1 mol该烃中含氢原子的物质的量为 ，含碳原子的物质的量为，所以①分子式为CH4；②电子式为；③结构式为；④空间构型为正四面体结构；
（2）CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，在立方体中互不相邻的四个顶点即构成正四面体结构；即为。
21． 量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升 CH2Cl2、CHCl3、CCl4 CHCl3、CCl4
【分析】甲烷在光照条件下和氯气发生取代反应生成氯化氢，以及四种有机取代产物，其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体。
【详解】(1)甲烷发生取代反应生成氯化氢，氯气消耗所以量筒内颜色变浅，气体减少所以压强减小，量筒内的压强减小，量筒内液面上升。因生成的HCl易溶于水，溶液中Cl-浓度增大，使氯化钠的溶解平衡逆向移动，反应生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油液体，所以看到的现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，量筒内黄绿色气体颜色变浅，量筒内液面上升；
(2)反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体，所以实验中生成的油状液滴的化学式为CH2Cl2、CHCl3、CCl4，其中CHCl3、CCl4是工业上重要的溶剂。
【点睛】考查甲烷的性质，熟悉甲烷与氯气发生取代反应的原理是解题关键，注意②为易错选项，抓住取代产物的性质是解题关键。
22． 避光 无明显变化 气体颜色逐渐变浅，试管内壁出现油状液滴，试管内水面上升 CH4+Cl2CH3Cl+HCl 甲烷在光照条件下可与氯气发生反应
【详解】(1)将A试管用铝箔套上，不能进入光，而B试管放在光亮处，可见：A试管上铝箔的作用是避光；A试管用铝箔套上，不能进入光，则不能发生反应，因此A试管无明显现象；
(2)B试管中Cl2、CH4在光照条件下发生取代反应，产生CH3Cl、HCl，取代反应逐步进行，产生CH3Cl会与Cl2进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应消耗Cl2，使气体颜色逐步变浅；产生的四种有机物中只有CH3Cl是气体，其它气体都是无色难溶于水的液体，且HCl在饱和食盐水中会溶解，故同时还存在的现象是：试管内壁出现油状液滴，试管内水面上升；
其中第一步取代反应的化学方程式为：CH4+Cl2CH3Cl+HCl；
(3)通过对比A、B试管中的现象，能得出的结论是：在光照条件下甲烷可与氯气发生反应。
23． ②③ 取代反应 B 液体分为两层，产生白色沉淀 溶液先变红后褪色
【详解】(1)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，氯气逐渐减少，但不消失，因为氯气过量，所以氯气的颜色逐渐变浅，不会变成无色；反应后有油状液滴（二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷）出现；反应过程中气体的体积减小，导致试管内的压强低于外界大气压，体积减少，甲管活塞向内移动，故选②③；
(2)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl；
(3)反应后，甲管中剩余气体为氯气、氯化氢和CH3Cl，三者都能与碱反应，可以用氢氧化钠溶液溶液吸收，故选B；
(4)甲管中的氯气、氯化氢溶于水，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，溶液呈酸性，氯离子能与AgNO3溶液产生氯化银白色沉淀；其余有机物不溶于水，溶液分层，所以将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到液体分为两层，产生白色沉淀；溶液呈酸性，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察溶液变红，由于溶液含有次氯酸，红色褪去，所以滴入石蕊溶液先变红后褪色；
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列表示不正确的是
A．次氯酸的电子式 B．丁烷的球棍模型
C．乙烯的结构简式CH2＝CH2 D．原子核内有8个中子的碳原子146C
2．如图是常见四种有机物的比例模型示意图。下列说法不正确的是( )
A．甲能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．乙可与溴水发生加成反应使溴水褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D．丁能与金属钾反应放出氢气
3．目前有些中小学生喜欢使用涂改液，涂改液中含有许多挥发性的有害物质，二氯甲烷(CH2Cl2)就是其中一种。下面是关于二氯甲烷的几种说法：①它是由碳、氢、氯三种元素组成的化合物；②它是由氯气(Cl2)和甲烷组成的化合物；③它的分子中碳、氢、氯三种元素的原子个数比为1∶2∶2；④它是由多种原子构成的一种化合物。这些说法中正确的是
A．①③④ B．②④
C．②③④ D．①③
4．新能源的开发及应用是应对气候变化和优化能源结构的重要战略举措。下列选项不属于新能源的是
A．太阳能 B．天然气 C．地热能 D．生物质能
5．下列物质中，易溶于的是水
A．碘单质 B．氨气 C． D．甲烷
6．在标准状况下，22.4LCH4与Cl2在光照下发生取代反应，关于该反应的说法正确的是
A．反应容器中，一氯代物所占的物质的量分数最大
B．光照条件下，甲烷通入溴水中，可使溴水褪色
C．反应生成四种有机产物，且均为难溶性油状液体
D．若甲烷完全反应生成四种等物质的量的有机产物，则消耗的Cl2为2.5mol
7．北京奥运会 “祥云”火炬所用燃料为丙烷，下列有关丙烷叙述中不正确的是
A．比甲烷的沸点高 B．与乙烷互为同系物
C．分子中的碳原子不在一条直线上 D．可发生加成反应
8．下列化学用语正确的是
A．乙烯的最简式：
B．可以表示四氯化碳分子的空间填充模型
C．乙烷的结构式是：
D．的结构示意图：
9．在相同种类的有机物中，同系物具有
A．相同的相对分子质量 B．相同的物理性质
C．相似的化学性质 D．相同的最简式
10．下列关于烷烃的说法不正确的是
A．符合分子通式CnH2n+2的烃都是烷烃，分子中均只含单键
B．CH4的二氯代物只有一种结构
C．等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着碳的质量分数的增大而变大
D．烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上
二、填空题
11．CH4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
(1)甲烷的电子式为 。
(2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图所示，则通入b气体的电极名称为 ，通入a气体的电极反应式 (质子交换膜只允许H+通过)。
(3)CH4与Cl2在光照条件下可发生反应，实验室中用如图所示的装置进行实验。
在光照下反应一段时间后，图中装置示意图中能正确反映实验现象的是
A．B． C． D．
反应中，所占物质的量分数最大的是 。
12．取代反应： 。
13．等体积与的混合气体在光照下反应，生成物是和HCl。( )
14．下面为元素周期表的一部分,根据元素① ~⑧在表中的位置回答下列问题
（1）元素④的原子结构示意图为 ,元素⑦在自然界的存在形态是
（2）用电子式表示元素⑤ ⑧形成化合物的过程
（3）元素①③形成的最简单氢化物化学式是 ,写出实验室制备此物质的化学方程式
（4）元素⑥的单质与磁性氧化铁反应的化学方程式
（5）由元素②形成的只有三种同分异构体的烷烃是 (填化学式),这三种同分异构体的结构简式分别是CH3CH2CH2CH2CH3
15．如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4，同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中,将注射器用日光照射一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；
②实验过程中，甲管活塞向内移动；
③甲管内壁有油珠；
④产生火花。
其中正确的是 。
(2)甲管中发生的化学反应类型为 。
(3)反应后，甲管中剩余气体最好用下列的 吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 ，若用pH试纸测量甲管中溶液的酸碱性，可观察到pH试纸变 色。
16．I、将0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
解释反应速率变化的原因： ；计算H2O2的初始物质的量浓度为 。(保留两位有效数字)
Ⅱ、苯和甲烷是两类烃的代表物质，回答下列问题：
(1) 常温常压下，气态直链烷烃含碳原子数≤ 。
(2) 苯和甲烷中含碳量较高的是 。
(3) 若将等物质的量的苯和甲烷分别燃烧，耗氧量较大的是 。
(4)写出苯与溴单质反应的化学方程式 。
17．有下列各组微粒或物质：
A．O2和O3 B．和 C．CH3CH2CH2CH3和
D．和 E. CH3CH2CH2CH3和
(1)互为同位素的是 (填序号，下同)；属于同系物的是 ；属于同一种物质的是 ；互为同分异构体的是 。
(2)E组中的两种物质的名称分别是 、 。
18．在氧气、氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷六种物质中（用化学式表示）：
（A）混有空气后点火能爆炸的是 ；
（B）天然气和沼气的主要成分是 ；
（C）有剧毒的是 ；
（D）能用于发射宇宙火箭的是 ；
（E）空气中含量最多的气体是 ；
（F）使燃着的木条熄灭，还能使澄清的石灰水变浑浊的是 。
19．回答下列问题
Ⅰ．下面列出了几组物质，请将物质的合适组号填写在空格上。
A．金刚石和石墨 B．.氧气(O2)与臭氧(O3) C．16O、17O和18O
D．CH4和CH3CH2CH3 E．乙烯和乙烷 F．和
G．和
其中互为同位素的是 ，互为同系物的是 ，互为同分异构体的是 。
Ⅱ．在①CaCl2 ②C2H6 ③CO2 ④H2SO4 ⑤Na2O2 ⑥Ba(OH)2 ⑦NH4NO3 ⑧H2O2中，其中同时含有离子键、共价键的有 (填序号，下同)，既含有极性键、又有非极性键的是 。
Ⅲ．(1)0.1 mol某烃在足量的O2中燃烧，生成13.2 g CO2和5.4 g H2O，分子式为 ，某烷烃C的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2，则该烃的一氯代物有 种。
(2)同温同压下某种烷烃A对H2的相对密度为43，则该烃的分子式为 。
20．（1）某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L，其质量为2 g，该烃中氢元素的质量分数为25%，则该烃的分子式为 ，电子式为 ，结构式为 ，其立体构型为 。
（2）如图立方体中心的“●”表示甲烷分子中的碳原子，请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的4个氢原子的位置。
三、实验探究题
21．甲烷是一种优质气体燃料，也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。请回答下列问题。某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：
(1)实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出， ， 等。
(2)实验中生成的油状液滴的化学式为 ，其中 是工业上重要的溶剂。
22．取A、B两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好(如图)。将A试管用铝箔套上，B试管放在光亮处，静置。一段时间后取下A试管上的铝箔，观察两支试管中的现象。
(1)A试管上铝箔的作用是 ，A试管中的现象是 。
(2)B试管中的现象是 ，有关反应的化学方程式是(写一个) 。
(3)对比A、B试管中的现象能得出的结论是 。
23．如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管放在光亮处一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。
其中正确的是 。
(2)甲管中发生化学反应的类型为 。
(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是 。
A．水 B．NaOH溶液
C．AgNO3溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 ，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A.次氯酸中Cl最外层为7个电子，为达到8电子稳定结构，需要拿出一个电子与其他原子形成一个共用电子对，O原子最外层为6个电子，为达到8电子稳定结构，需要拿出两个电子与其他原子形成两对共用电子对，因而次氯酸的电子式为 ，A项错误。B、C、D等3个选项均正确。
故答案选A。
2．A
【详解】A项，根据模型判断甲为甲烷，甲烷无不饱和键，不能使酸性高锰酸钾褪色，故A项错误；
B项，根据模型判断乙为乙烯，含有不饱和键，使溴水褪色是乙烯与溴发生的加成反应，故B项正确；
C项，根据模型判断丙为苯，苯环不含碳碳双键，苯中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，故C项正确；
D项，根据模型判断丁为乙醇，含有羟基，与金属钾反应放出氢气，故D项正确；
综上所述，本题选A。
【点睛】苯分子中含有特殊的碳碳键，既不同于单键，也不同于双键，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，因此苯的主要性质是：易取代，能加成，难氧化。
3．A
【详解】①二氯甲烷(CH2Cl2)是由碳、氢、氯三种元素组成的化合物，①正确；
②二氯甲烷(CH2Cl2)是由碳、氢、氯三种元素组成的化合物，由氯气(分子式为Cl2)和甲烷发生取代反应所得，②错误；
③二氯甲烷(CH2Cl2)的分子中碳、氢、氯三种元素的原子个数比为1∶2∶2，③正确；
④二氯甲烷(CH2Cl2)是由C、H、O三种原子构成的一种化合物，④正确；
综上，①③④正确；
故选A。
4．B
【详解】太阳能、地热能、生物质能等都属于新能源，而石油、煤、天然气都属于传统能源，故B符合题意；故答案为B。
5．B
【详解】A．碘单质难溶于水，易溶于有机溶剂，A错误；
B．氨气极易溶于水，B正确；
C．难溶于水，C错误；
D．甲烷难溶于水，D错误；
故选B。
6．D
【分析】CH4与Cl2在光照条件下能生成CH3Cl和HCl，CH3Cl能继续和氯气发生取代反应生成二氯甲烷和HCl；CH3Cl能继续和氯气发生取代反应生成二氯甲烷和HCl；CH2Cl2能继续和氯气发生取代反应生成三氯甲烷和HCl；CHCl3能和氯气继续发生取代反应生成四氯化碳和HCl。
【详解】A．根据分析，反应产物中HCl的物质的量分数最大，故A错误；
B．光照条件下，甲烷和溴水不反应，故B错误；
C．反应生成四种有机产物，CH3Cl为气体，其余三种为难溶性油状液体，故C错误；
D．22.4L甲烷物质的量为1mol，1mol甲烷与氯气完全反应生成四种有机产物的物质的量相同，即分别生成了0.25molCH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据取代反应特点，每取代1molH原子，需要消耗1mol氯气，则总共消耗氯气的物质的量为：0.25mol+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol，故D正确；
故选：D。
7．D
【详解】A．丙烷与甲烷都形成分子晶体，丙烷的相对分子质量比甲烷大，则丙烷的沸点比甲烷高，A正确；
B．丙烷与乙烷同属于烷烃，二者的分子组成上相差1个“CH2”，则丙烷与乙烷互为同系物，B正确；
C．直链烷烃分子中的碳原子呈折线形，所以丙烷分子中的碳原子不在一条直线上，C正确；
D．丙烷为饱和烃，分子中不含有碳碳不饱和键，能够发生取代和氧化反应，但不能发生加成反应，D不正确；
故选D。
8．C
【详解】A．乙烯的分子式为C2H4，其最简式为CH2，A错误；
B．表示甲烷分子的空间填充模型，不代表四氯化碳的，因为正确表示的填充模型中，周围的四个Cl原子半径应比C原子半径大，B错误；
C．乙烷的分子式为C2H6，其结构式是：，C正确；
D．的核外电子数为18，所以其微粒结构示意图为，D错误；
故选C。
9．C
【解析】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；结构相似的分子，其化学性质也相似；同系物的碳、氢原子个数比不一定相同，最简式不一定相同，物理性质不同，据此分析解答。
【详解】A. 同系物分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，因此，同系物的相对分子质量应相差14的整数倍，故A不符合；
B. 同系物的物理性质不同，如甲烷为气体，己烷为液体，故B不符合；
C. 由于同系物结构相似，所以化学性质相似，故C符合；
D. 同系物中的碳、氢原子个数比不一定相同，即同系物的最简式不一定相同，故D不符合；
故选C。
【点睛】同系物指结构相似，分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物，结构相似即同系物具有相同种类和数目的官能团，通式相同；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，这是常考点，也是学生们的易错点。
10．D
【详解】A．只有烷烃的通式为CnH2n+2，则符合通式CnH2n+2 的烃一定都是烷烃，分子中均只含单键，故A正确；
B．CH4为正四面体经过，正四面体的二元取代物不存在同分异构体，所以CH4的二氯代物只有一种，故B正确；
C．烷烃的通式为CnH2n+2，含碳量越高，完全燃烧生成的二氧化碳越多，因此等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着分子中碳的质量分数的增大而变大，故C正确；
D．烷烃分子结构中碳原子形成四个单键，每个碳原子形成的都是四面体结构，相邻的三个碳原子成V型，不可能在同一条直线上，故D错误；
故选D。
11． 正 CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ D HCl(或氯化氢)
【详解】(1)甲烷分子中C原子与4个H原子形成4个共价键，从而使分子中各原子都达到稳定结构，其电子式为；
(2)在甲烷燃料电池中，通入燃料CH4的电极为负极，负极失去电子，发生氧化反应；通入O2的电极为正极。根据图示可知：a电极失去电子，电子由a电极流向b电极，所以b电极为正极，通入O2；a电极为负极，通入CH4，由于电解质溶液为酸性，所以负极的电极反应式为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；
(3)CH4与Cl2在光照条件下可发生取代反应，产生CH3Cl、HCl，取代反应逐步进行，反应产生的CH3Cl会进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应产生的物质中HCl极容易溶于水，CH3Cl是难溶性气体，而CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是难溶性的液体，气体反应消耗，导致液面上升，同时看到难溶性的油状液体，故合理选项是D；
由于每一步取代反应都产生HCl，故反应中，所占物质的量分数最大的是HCl。
12．有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子或原子团)代替的反应
【解析】略
13．错误 ，甲烷与氯气在光照的作用下，生成物有一氯甲烷到四氯化碳及氯化氢
【详解】甲烷与氯气的混合气体在光照条件下发生取代反应是连锁的，产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，因此等体积与的混合气体在光照下反应，生成物是和HCl的说法是错误的；故答案为：错误 ，甲烷与氯气在光照的作用下，生成物有一氯甲烷到四氯化碳及氯化氢。
14． 化合态和游离态 NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑ 8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe C5H12 CH3CH(CH3)CH2CH3 C(CH3)4
【详解】本题考查元素周期表的结构和元素周期律的应用，（1）根据元素④在周期表的位置，④为O，其原子结构示意图为：；元素⑦为S，自然界存在硫单质，也存在化合物如FeS2，因此S在自然界中以化合态和游离态存在；（2）⑤为Na，⑧为Cl，形成的化合物为NaCl，NaCl属于离子化合物，即形成化合物的过程为：；（3）①为H，③为N，形成最简单氢化物为NH3；实验室制备氨气，用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体共热制备，反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；（4）⑥为Al，发生反应方程式为8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe；（5）②为C，形成只有三种同分异构体的烷烃是C5H12，存在的同分异构体为CH3CH2CH2CH2CH3(正戊烷)、CH3CH2CH(CH3)2(异戊烷)、C(CH3)4(新戊烷)。
点睛：此题的易错点是问题（3）的第二个空，应注意是实验室制备氨气，因此采用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体共热制备。
15．(1)②③
(2)取代反应
(3)B
(4) 液体分为两层，产生白色沉淀 红
【分析】在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl，CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2CCl4+HCl。
【详解】（1）理论上，甲烷与氯气体积比为1:4时二者恰好完全反应，而该注射器里氯气与甲烷体积比为5:1>4:1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气，气体不为无色。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动，正确的为②③。
（2）甲烷分子中的四个氢原子光照条件下可被氯气中的氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。
（3）反应剩余的气体中含有氯气和氯化氢，两者都与氢氧化钠溶液反应，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体，答案选B。
（4）生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水，所以可以看到液体分为两层；所得溶液呈酸性，可观察到pH试纸变为红色。
16． 随着反应的进行，双氧水的浓度减少，反应速率减慢 0.11mol/L 4 苯 苯
【分析】I.相同时间内生成氧气越多，反应速率越快；由图可知最终生成氧气为60mL，结合反应及c= 计算。
II.(1)常温常压下气态直链烷烃含碳原子数≤4；
(2)根据其最简式判断含碳量高低；
(3)甲烷、苯燃烧生成二氧化碳和水，根据方程式判断消耗氧气的量大小；
(4)在溴化铁作催化剂条件下，苯和液溴发生取代反应生成溴苯和HBr。
【详解】I.相同时间内生成氧气越多，反应速率越快，气体体积20mL＞17mL＞13mL＞10mL，则反应速率为D＞C＞B＞A，反应速率变化的原因是由于随着反应的进行，双氧水的浓度减少，浓度越小，反应速率减慢；
H2O2完全反应放出60 mL O2，H2O2的分解反应为2H2O22H2O+O2↑，则n(H2O2)=2≈0.00536 mol，则H2O2的初始物质的量浓度为：c(H2O2)=
≈0.11 mol/L；
II.(1)常温常压下气态直链烷烃含碳原子数≤4；
(2)根据其最简式判断含碳量高低，甲烷的分子式和最简式都是CH4，苯的最简式为CH，可见苯中含碳量高；
(3)甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O，苯燃烧方程式为：C6H6+O26CO2+3H2O，则将等物质的量的苯和甲烷分别燃烧，耗氧量较大的是苯，
(4)在溴化铁作催化剂条件下，苯和液溴发生取代反应生成溴苯和HBr，反应方程式为 。
【点睛】本题考查了化学反应速率的测定实验及计算、甲烷和苯的性质，烃中含碳量的比较，可根据碳氢比来判断，比值越大，则含碳量越高。掌握化学基本概念和基本理论是本题解答的关键。
17．(1) B C D E
(2) 正丁烷 异丁烷
【详解】（1）A．O2和O3是O元素形成的两种不同的单质，两者互为同素异形体；
B．和是质子数相同、中子数不同的两种核素，两者互为同位素；
C．CH3CH2CH2CH3和的结构相似、分子组成上相差1个“CH2”原子团，两者互为同系物；
D．二氯甲烷为四面体结构，为同一物质；
E．CH3CH2CH2CH3和的分子式都是C4H10，结构不同，两者互为同分异构体；
所以互为同位素的是B；属于同系物的是C；属于同一物质的是D；互为同分异构体的是E。
（2）CH3CH2CH2CH3的名称为正丁烷，的名称为异丁烷。
18． H2、CO、CH4 CH4 CO H2、O2 N2 CO2
【详解】（A）氢气、一氧化碳、甲烷在空气中可以燃烧，可燃性气体与氧气混合后点火能爆炸，则混有空气后点火能爆炸的是H2、CO、CH4；
（B）天然气和沼气的主要成分是甲烷，其化学式为CH4；
（C）CO能与血红蛋白结合，使氧气失去与血红蛋白结合的机会，所以CO有毒；
（D）发射宇宙火箭可以用液氢作燃料、用液氧作助燃剂；
（E）空气中含量最多的气体是氮气，其化学式为N2；
（F）CO2不能支持燃烧，使燃着的木条熄灭，CO2和石灰水反应生成碳酸钙沉淀，能使澄清的石灰水变浑浊。
19． C DF G ⑤⑥⑦ ②⑧ C3H6 4 C6H14
【详解】Ⅰ．16O、17O和18O质子数相同，中子数不同，三种微粒互为同位素，则互为同位素的选项是C；
CH4和CH3CH2CH3分子结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，因此二者互为同系物；和分子结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，因此二者也互为同系物，故互为同系物的选项是DF；
和分子式都是C5H12，结构不同，二者互为同分异构体，故互为同分异构体的选项是G；
Ⅱ．Na2O2、Ba(OH)2、NH4NO3都是离子化合物，含有离子键。在Na2O2和Ba(OH)2的阴离子中都含有共价键，在NH4NO3的阴离子、阳离子中也都含有共价键，故既含有离子键，又含有共价键的化合物的序号是⑤⑥⑦；
在C2H6中含有非极性键C-C和极性键C-H；在H2O2中含有非极性键O-O和极性键O-H，故既含有极性键、又有非极性键的物质序号是②⑧；
Ⅲ．(1) 0.1 mol某烃在足量的O2中燃烧，生成13.2 g CO2和5.4 g H2O，反应产生CO2的物质的量n(CO2)==0.3 mol，反应产生H2O的物质的量n(H2O)==0.3 mol，则根据反应过程中原子守恒，可知在1 mol该烃中含有C为，含有H为，故该烃的分子式为C3H6；
某烷烃C的结构简式为CH3CH2CH(CH3)2，根据物质结构简式可知在该烃分子中含有4种不同位置的H原子，故该烷烃的一氯代物有4种；
(2)同温同压下某种烷烃A对H2的相对密度为43，则烷烃A的相对分子质量M=2×43=86，由于烷烃分子式通式是CnH2n+2，则14n+2=86，解得n=6，所以该烷烃分子式是C6H14。
20． CH4 正四面体结构
【详解】（1）该烃的物质的量为，该烃的摩尔质量，1 mol该烃中含氢原子的物质的量为 ，含碳原子的物质的量为，所以①分子式为CH4；②电子式为；③结构式为；④空间构型为正四面体结构；
（2）CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，在立方体中互不相邻的四个顶点即构成正四面体结构；即为。
21． 量筒内黄绿色气体颜色变浅 量筒内液面上升 CH2Cl2、CHCl3、CCl4 CHCl3、CCl4
【分析】甲烷在光照条件下和氯气发生取代反应生成氯化氢，以及四种有机取代产物，其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体。
【详解】(1)甲烷发生取代反应生成氯化氢，氯气消耗所以量筒内颜色变浅，气体减少所以压强减小，量筒内的压强减小，量筒内液面上升。因生成的HCl易溶于水，溶液中Cl-浓度增大，使氯化钠的溶解平衡逆向移动，反应生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油液体，所以看到的现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，量筒内黄绿色气体颜色变浅，量筒内液面上升；
(2)反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色油状液体，所以实验中生成的油状液滴的化学式为CH2Cl2、CHCl3、CCl4，其中CHCl3、CCl4是工业上重要的溶剂。
【点睛】考查甲烷的性质，熟悉甲烷与氯气发生取代反应的原理是解题关键，注意②为易错选项，抓住取代产物的性质是解题关键。
22． 避光 无明显变化 气体颜色逐渐变浅，试管内壁出现油状液滴，试管内水面上升 CH4+Cl2CH3Cl+HCl 甲烷在光照条件下可与氯气发生反应
【详解】(1)将A试管用铝箔套上，不能进入光，而B试管放在光亮处，可见：A试管上铝箔的作用是避光；A试管用铝箔套上，不能进入光，则不能发生反应，因此A试管无明显现象；
(2)B试管中Cl2、CH4在光照条件下发生取代反应，产生CH3Cl、HCl，取代反应逐步进行，产生CH3Cl会与Cl2进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应消耗Cl2，使气体颜色逐步变浅；产生的四种有机物中只有CH3Cl是气体，其它气体都是无色难溶于水的液体，且HCl在饱和食盐水中会溶解，故同时还存在的现象是：试管内壁出现油状液滴，试管内水面上升；
其中第一步取代反应的化学方程式为：CH4+Cl2CH3Cl+HCl；
(3)通过对比A、B试管中的现象，能得出的结论是：在光照条件下甲烷可与氯气发生反应。
23． ②③ 取代反应 B 液体分为两层，产生白色沉淀 溶液先变红后褪色
【详解】(1)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，氯气逐渐减少，但不消失，因为氯气过量，所以氯气的颜色逐渐变浅，不会变成无色；反应后有油状液滴（二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷）出现；反应过程中气体的体积减小，导致试管内的压强低于外界大气压，体积减少，甲管活塞向内移动，故选②③；
(2)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl；
(3)反应后，甲管中剩余气体为氯气、氯化氢和CH3Cl，三者都能与碱反应，可以用氢氧化钠溶液溶液吸收，故选B；
(4)甲管中的氯气、氯化氢溶于水，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，溶液呈酸性，氯离子能与AgNO3溶液产生氯化银白色沉淀；其余有机物不溶于水，溶液分层，所以将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到液体分为两层，产生白色沉淀；溶液呈酸性，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察溶液变红，由于溶液含有次氯酸，红色褪去，所以滴入石蕊溶液先变红后褪色；
答案第1页，共2页
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