第二章 烃 单元测试题（含解析）2023-2024学年高二下学期人教版（2019）选择性必修3

第二章 烃 单元测试题
一、单选题
1．下列反应不属于取代反应的是（　　）
A．C2H4＋Cl2 C2H4Cl2
B．2C2H5OH C2H5—O—C2H5＋H2O
C．C2H5Cl＋H2O C2H5OH＋HCl
D．CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl
2．化学在生产、生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（　　）
选项 化学性质 实际应用
A 乙烯能与KMnO4溶液反应 用浸泡过KMnO4溶液的硅土保存水果
B SO2具有还原性 用SO2漂白纸浆和草帽
C FeCl3具有氧化性 用FeCl3溶液刻蚀铜制印刷电路板
D 长链烷烃裂解可得短链烷烃和烯烃 用重油裂解制备有机化工原料
A．A B．B C．C D．D
3．有机化合物在生产生活中有重要的应用，下列有关说法正确的是（　　）
A．乙烯和聚乙烯均可使溴水褪色
B．苯及其同系物均不能使酸性溶液褪色
C．石油的催化裂化是为了提高轻质油的产量和质量
D．糖类、油脂、蛋白质在一定条件下均可水解
4．下列物质属于烷烃系列同系物的是（　　）
A． B．
C． D．
5．有关乙烯的下列叙述：①乙烯溶于水后可得乙醇　②乙烯能发生加聚反应　③乙烯能与溴水发生加成反应　④乙烯是无色、稍有气味、难溶于水的气体；其中正确的是（　　）
A．只有② B．①和③, C．②和③ D．②③④,
6．下列有机反应属于加成反应的是（）
A．CH4+2O2 CO2+2H2O
B．CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl
C． +Br2 +HBr
D．CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
7．下列关于苯、乙烯、聚乙烯、甲苯的描述中正确的是（　　）
A．甲苯、乙烯所有原子共平面
B．苯和甲苯互为同系物，均不能使酸性溶液褪色
C．聚乙烯的单体是乙烯
D．甲烷与氯气发生取代反应，生成4种产物
8．苯和甲苯相比较，下列叙述中错误的是（　　）
A．都属于芳香烃 B．都能使KMnO4酸性溶液褪色
C．都能在空气中燃烧 D．都能发生取代反应
9．有机物a、b、c的结构如图。下列说法正确的是（　　）
A．a的一氯代物有3种 B．b是 的单体
C．c中碳原子的杂化方式均为 D．a、b、c互为同分异构体
10．2020年1月南开大学周其林团队因《高效手性螺环催化剂的发现》获得国家自然科学一等奖。如图为两种简单碳螺环化合物，相关的说法错误的是（　　）
A．两种物质中所有碳原子一定不在同一平面
B．螺[3，3]庚烷的一氯代物有2种
C．螺[3，4]辛烷与3-甲基-1-庚烯体互为同分异构
D． 的名称为螺[4，5]癸烷
11．下列关于有机物的叙述正确的是（　　）
A．凡是含碳元素的化合物都属于有机物
B．所有的烷烃都互为同系物
C．凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物
D．组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体
12．下列实验不能获得成功的是（　　）
①用甲烷气体通入碘水制碘甲烷
②甲烷和溴蒸气混合光照制取纯净的一溴甲烷
③用酒精灯加热甲烷气体制取炭黑和氢气．
A．只有① B．只有③ C．只有② D．①②③
13．下列说法正确的是（　　）
A．天然植物油常温下一般呈液态，难溶于水，有恒定的熔点、沸点
B．麦芽糖与蔗糖的水解产物均含葡萄糖，故二者均为还原型二糖、
C．若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物不一致
D．乙醛、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体
14．下列说法正确的是（　　）
A．将煤暴露在空气中加强热可以得到煤焦油
B．乙烯和裂化汽油均能使溴水色，其原理不相同
C．使固态生物质与水蒸气高温反应生成热值较高的可燃气体，属于生物质能的热化学转化
D．可燃冰是一种可再生能源
15．下列说法错误的是（　　）
A．联苯( )属于芳香烃，其一溴代物有2种
B．甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应
C．沥青来自于石油经减压分馏后的剩余物质
D．煤的气化产物中含有CO、H2和CH4等
16．某烯烃与H2加成后得到2，2二甲基丁烷，该烯烃的名称是(　　)
A．2，2-二甲基-3-丁烯 B．2，2-二甲基-2-丁烯
C．2，2-二甲基-1-丁烯 D．3，3-二甲基-1-丁烯
二、综合题
17．按要求填空：
（1）有机物命名：
　 　；
　 　；
（2）依据名称写出物质：3，4-二甲基-4-乙基庚烷 　 　；
3，4，4-三甲基-1-戊炔 　 　。
（3）已知有机物降冰片二烯的分子结构可表示为：
①降冰片二烯的分子式为 　 　；
②降冰片二烯属于 　 　；
a．环烃 b．不饱和烃 c．烷烃 d．烯烃
18．按要求完成题目：
（1）写出工业上以丙烯为原料生产聚丙烯的化学方程式：　 　，此反应属　 　反应，其链节为　 　．
（2）写出下列高聚物的单体，指出合成它所属反应类型．
单体是　 　和　 　，此合成反应属　 　反应．
19．以下为四种有机物的有关信息，根据表中信息回答问题。
A B C D
①由C、H、O三种元素组成；②能与钠反应，但不与氢氧化钠反应；③能与D反应生成相对分子质量为100的酯。 蒸汽密度是相同状况下氢气密度的14倍，其产量用来衡量一个国家的石油化工水平。 比例模型为： ①由C、H、O三种元素组成； ②球棍模型为：
（1）对A的描述正确的是　 　（填序号）。
①有毒②能与水以任意比互溶③密度比水小④与酸性高锰酸钾溶液反应使其褪色⑤在海带提碘实验中作萃取剂从碘水中提取碘单质⑥在热Cu丝作用下生成相对分子质量比它小2的有机物
（2）B的电子式为　 　，B与溴的四氯化碳溶液反应的生成物的名称为　 　。
（3）写出C在浓硫酸作用下，与浓硝酸反应的化学方程式　 　。
（4）写出D中含有的官能团的名称　 　，A与D反应生成相对分子质量为100的酯的反应方程式为 　 　。
20．氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的剧毒气体，是重要的工业原料。回答下列问题
（1）将钠切去氧化层并用滤纸吸干煤油，在石棉网上微热至熔化后，立即用盛满氯气的集气瓶倒扣在其上方。现象是　 　 ，该反应中反应物的能量　 　 （填“高于”或“低于”)生成物的能量。
（2）向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加新制的氯水，振荡后静置，CCl4层变成紫红色，用离子方程式解释: 　 　 ．
（3）光照下Cl2可与CH4反应，写出生成一氯甲烷的化学方程式: 　 　 。实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是　 　(填标号)
A． B． C． D．
21．
（1）正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是　 　。
（2）乙烯与加成，乙烯使酸性溶液褪色的原因是　 　，工业上制取乙醇的化学方程式是　 　。
（3）将下端绕成螺旋状的铜丝在酒精灯外焰上灼烧，铜丝表面会变黑。反应的化学方程式为　 　；将表面变黑的铜丝灼烧后立即插入盛有无水乙醇的试管中，可以看到乙醇沸腾，铜丝表面恢复红亮。反应的化学方程式为　 　；上述实验操作反复几次后，可以闻到有刺激性气味的物质生成。反应的总的化学方程式为　 　。铜是该反应的　 　，原因是　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A.C2H4＋Cl2 C2H4Cl2反应中，将Cl2分子加到C2H4上，属于加成反应，A符合题意；
B.2C2H5OH C2H5—O—C2H5＋H2O 反应中，乙醇—OH上的H原子被—C2H5取代生成乙醚，属于取代反应，B不符合题意；
C.C2H5Cl＋H2O C2H5OH＋HCl反应中， —OH代替了C2H5Cl中的Cl原子，属于取代反应，C不符合题意；
D.CH4＋4Cl2 CCl4＋4HCl反应中，Cl原子代替了CH4中的H原子，属于取代反应，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】此题是对取代反应的概念的分析，取代反应是指化合物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其他原子或原子团所替代的反应。据此结合选项所给反应的化学方程式分析即可。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．乙烯是一种植物生长调节剂，乙烯能与KMnO4溶液反应，故用浸泡过KMnO4溶液的硅土吸收乙烯，可保存水果，A不符合题意；
B．SO2能和有色物质结合成无色物质，具有漂白性，不是还原性体现，B符合题意；
C．FeCl3具有氧化性和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，可刻蚀铜制印刷电路板，C不符合题意；
D．长链烷烃裂解可得短链烷烃和烯烃，故可以裂解得到小分子烯烃制备有机原料，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.乙烯能被酸性高锰酸钾氧化；
B.二氧化硫用于漂白纸浆和草帽利用的是其漂白性；
C.氯化铁可刻蚀铜制印刷电路板利用的是其氧化性；
D.长链烷烃裂解可得短链烷烃和烯烃。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．聚乙烯不含碳碳双键，乙烯含碳碳双键，则乙烯能使溴水褪色，发生加成反应，选项A不符合题意；
B．由于苯环对烃基的影响，甲苯等苯的同系物可被酸性高锰酸钾氧化，选项B不符合题意；
C．石油的催化裂化是将重油裂化，生成汽油，提高产量，选项C符合题意；
D．蛋白质、油脂在一定条件下均能发生水解反应，而糖类中单糖不能发生水解，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、聚乙烯不含碳碳双键；
B、苯的同系物可以被酸性高锰酸钾溶液氧化；
C、石油的催化裂化可以生成汽油；
D、单糖不能水解。
4．【答案】A
【解析】【解答】烷烃的同系物，应满足碳原子之间为单键连接且形成链状，分子中只含C和H两种各元素；
A、分子为烷烃，A正确；
B、分子为烯烃，B错误；
C、分子为炔烃，C错误；
D、分子为环烷烃，D错误；
故答案为：A
【分析】同系物指的是分子结构相似，官能团数目和种类相同，分子组成上相差若干个-CH2。
5．【答案】D
【解析】【解答】　乙烯需在一定条件下与水加成才能得到乙醇。,
故答案为：D
【分析】乙烯难溶于水，含有碳碳双键，可发生加成、加聚和氧化反应，乙烯是无色、稍有气味、难溶于水的气体
6．【答案】B
【解析】【解答】A.CH4分子结构中没有双键，且产物不止一种，该反应不属于加成反应，A不符合题意；
B.CH2=CH2分子结构中含有双键，且反应产物只有一种，该反应属于加成反应，B符合题意；
C.苯环具有双键的性质，能发生加成反应，与Br2的反应中，生成物不止一种，该反应不属于加成反应，C不符合题意；
D.该反应为酯化反应，酯化反应属于取代反应的一种，不属于加成反应，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】发生加成反应，则分子结构中含有双键或苯环，且反应后产物只有一种，据此结合选项所给反应的化学方程式进行分析。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．甲苯中有一个甲基，所有原子不可能处于同一平面上，A不符合题意；
B．甲烷、苯一定不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，苯的同系物不一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B不符合题意；
C．聚乙烯的单体是乙烯，C符合题意；
D．甲烷和氯气在光照条件下发生反应，生成有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 、HCl5种产物，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A．有甲基，所有原子不可能处于同一平面上；
B．甲烷、苯一定不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，苯的同系物不一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色；
C．聚乙烯的单体是乙烯；
D．甲烷和氯气在光照条件下发生反应，生成有5种产物。
8．【答案】B
【解析】【解答】由于受苯环的影响，甲苯中的甲基比较活泼，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，据此可以用来区别苯和苯的同系物，B符合题意；
故答案为：B
【分析】A.分析分子式是否满足芳香烃的通式CnH2n-6；
B.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色；
C.绝大多数有机物都能燃烧；
D.芳香烃都能发生取代反应；
9．【答案】A
【解析】【解答】A．根据等效氢原理可知，a的一氯代物有3种如图所示： ，A符合题意；
B．b的加聚产物是： ， 的单体是苯乙烯不是b，B不符合题意；
C．c中碳原子的杂化方式由6个 ，2个sp3，C不符合题意；
D．a、b、c的分子式分别为：C8H6，C8H6，C8H8，故c与a、b不互为同分异构体，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】
A.根据等效氢分析，含3种等效氢；
B.单体应是含碳碳双键；
C.杂化类型 、sp3两种；
D.分子式均不同，不属于同分异构。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．两种物质中均有4个碳原子连接在同一饱和碳原子上的结构，形成四面体结构，不可能所有碳原子在同一平面，故A不符合题意；
B．螺[3，3]庚烷结构对称，只有2种环境的H原子，所以一氯代物有2种，故B不符合题意；
C．螺[3，4]辛烷的分子式为C8H14，3-甲基-1-庚烯的分子式为C8H16，二者分子式不同，不是同分异构体，故C符合题意；
D． 共含10个碳原子，左侧环上除共用的碳原子还有4个碳，右侧环除共用的碳原子还有5个碳，所以名称为螺[4，5]癸烷，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.两种物质均含有饱和碳原子，故均不共面
B.对称结构，可以找出氢原子的种类
C.根据名称写出结构式，根据结构式写出分子式即可判断
D.根据碳螺环化合物的命名规则进行命名即可
11．【答案】D
【解析】【解答】A.碳的氧化物、碳酸盐都含有碳元素，但都不属于有机物，因此含有碳元素的化合物不都是有机物，A不符合题意；
B.环烷烃和链状烷烃的结构不同，因此不属于同系物，B不符合题意；
C.同系物要求结构相似，因此若结构不相似，则不为同系物，如乙烯和环丁烷，二者的分子式相差2个CH2，但结构不相似，不属于同系物，C不符合题意；
D.组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，其分子式相同，因此互为同分异构，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、碳的氧化物、碳酸盐都不属于有机物；
B、环状的烷烃和链状的烷烃不属于同系物；
C、同系物是指结构相似，分子组成上相差一个或多个CH2的有机物；
D、组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，则其分子式相同；
12．【答案】D
【解析】【解答】解：①甲烷的取代反应条件是光照，且是和碘蒸汽反应，不是和碘水反应，故错误；②甲烷和溴蒸气在光照条件下能发生取代反应生成一溴甲烷、二溴甲烷、三溴甲烷和四溴甲烷和HBr的混合物，不能得到纯净的一溴甲烷，故错误；③甲烷气体分解制炭黑和氢气是在高温条件下，酒精灯的温度达不到，故错误．
故选D．
【分析】①甲烷的取代反应条件是光照；②甲烷和溴蒸气在光照条件下能发生取代反应生成一溴甲烷、二溴甲烷、三溴甲烷和四溴甲烷；③甲烷气体分解制炭黑和氢气是在高温条件下．
13．【答案】D
【解析】【解答】A.天然植物油均为高级脂肪酸甘油酯，但多是混甘油酯，没有固定的熔沸点，A不符合题意；
B.蔗糖虽能水解得到葡萄糖，但其本身无还原性，B不符合题意；
C.CH3CH2（NH2）CONHCH2COOH和CH2（NH2）CONHCH（CH3）COOH，均水解得到CH2（NH2）COOH、CH3CH（NH2）COOH，C不符合题意；
D.乙醛可以制取聚乙醛等、氯乙烯可以合成聚氯乙烯，乙二醇可以和乙二酸缩聚，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.混合物没有固定的熔点和沸点
B.水解产物均含有葡萄糖，葡萄糖为还原性糖
C.两者二肽的结构不同，但其可能水解得到相同的水解产物
D.乙醛和氯乙烯均含有双键可发生加聚反应得到高分子，而乙二醇可以发生缩聚反应获得高聚物
14．【答案】C
【解析】【解答】A．将煤在隔绝空气的条件下加强热称为煤的干馏，可以得到煤焦油，A不符合题意；
B．裂化汽油中含有碳碳双键，乙烯中也含有碳碳双键，均可以使溴水褪色，原理相同，B不符合题意；
C．生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，使固态生物质与水蒸气高温反应生成热值较高的可燃气体，属于生物质能的热化学转化，C符合题意；
D．可燃冰是甲烷的结晶水合物，虽然在海底储量巨大，但属于不可再生能源，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据煤的干馏解答;
B．裂化汽油中含烯烃；
C．生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的能源;
D．可燃冰不可再生。
15．【答案】A
【解析】【解答】A．由联苯( )的分子结构可知，其分子由2个苯基直接相连，故其属于芳香烃；根据对称分析法可知，其一溴代物共有3种，A说法符合题意；
B．甲烷与氯气在光照下发生反应，氯气分子先吸收光能转化为自由基氯原子，然后由氯原子引发自由基型链反应，B说法不符合题意；
C．石油经常压分馏后可以得到的未被蒸发的剩余物叫重油，重油经经减压分馏可以得到重柴油、石蜡、燃料油等，最后未被气化的剩余物叫沥青，C说法不符合题意；
D．煤的气化是指煤与水蒸气在高温下所发生的反应，其产物中含有CO、H2和CH4等，D说法不符合题意。
故答案为：A。
【分析】联苯是高度对称的结构，因此找出氢原子得种类为3种，因此一氯取代物有3种，其他选项均正确
16．【答案】D
【解析】【解答】先由烷烃的名称写出结构简式为 ，双键只能在3号和4号碳原子之间，即
【分析】 根据烯的加成原理，双键中的一个键断开，结合H原子，生成2， 2-二甲基丁烷，采取倒推法相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键，即得到烯烃.
17．【答案】（1）2，4-二甲基-2-己烯；苯乙烯
（2）CH3CH2CH（CH3）（CH3）C（C2H5）CH2CH2CH3；CH≡CCH（CH3）C（CH3）3
（3）C7H10；ab
【解析】【解答】（1） ，该有机物为烯烃，含有碳碳双键的最长碳链含有6个C，主链为己烯，编号从距离碳碳双键最近的一端开始，碳碳双键在2号C，在2、4号C各含有1个甲基，该有机物命名为：2，4-二甲基-2-己烯； ，该有机物可以看作乙烯基取代了苯环上的1个H，该有机物名称为苯乙烯；
（2）3，4-二甲基-4-乙基庚烷，主链有7个碳原子，3号、4号碳上各有一个甲基，4号碳上有一个乙基，结构简式为：CH3CH2CH（CH3）（CH3）C（C2H5）CH2CH2CH3；3，4，4-三甲基-1-戊炔，主链为戊炔，最长碳链含有5个C，在1、2号C含有碳碳三键，在3、4、4号C上有一个甲基，该有机物的结构简式为：CH≡CCH（CH3）C（CH3）3；
（3）①由有机物结构简式可知有机物分子式为C7H10；
②由结构简式可知有机物含有环状结构，并含有碳碳双键，则属于环烃和不饱和烃，所以ab正确；
故答案为：（1）2，4-二甲基-2-己烯；苯乙烯；（2）CH3CH2CH（CH3）（CH3）C（C2H5）CH2CH2CH3；CH≡CCH（CH3）CH（CH3）3；（3）C7H10；ab
【分析】（1）根据有机物的系统命名法进行命名；
（2）由名字写结构简式时，应先根据名字确定主链，再确定官能团的位置、取代基的位置；
（3）用键线式表示有机物结构简式时，起点、拐点、终点表示碳原子，氢原子个数结合碳原子周围四个化学键确定；
18．【答案】（1）；加聚；
（2）对苯二甲酸；乙二醇；缩聚
【解析】【解答】解：（1）聚丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键，在一定条件下能够发生加聚反应得到聚丙烯，反应的化学方程式为：
，该高聚物的链节为 ；
故答案为： 加聚 ；（2）根据 的结构可知，合成该缩聚产物的单体为对苯二甲酸和乙二醇；
故答案为：对苯二甲酸 乙二醇 缩聚．
【分析】（1）丙烯分子中含有碳碳双键，在一定条件下能够发生加聚反应生成聚丙烯，据此写出该反应的化学方程式；（2）根据缩聚物的结构分析．
19．【答案】（1）②③④⑥
（2）；1，2 二溴乙烷
（3） +HNO3(浓) +H2O
（4）碳碳双键、羧基；CH3CH2OH+ +H2O
【解析】【解答】 (1)根据分析，A为乙醇。
①乙醇为无毒物质，故①错误；
②乙醇能与H2O以任意比例互溶，故②正确；
③乙醇密度比水小，故③正确；
④乙醇具有还原性，能够使酸性KMnO4溶液褪色，故④正确；
⑤乙醇能与水互溶，故不能作碘的萃取剂，故⑤错误；
⑥乙醇在热Cu丝作用下生成乙醛，乙醛(CH3CHO)比乙醇(CH3CH2OH)的相对分子质量少2，故⑥正确；
综上所述②③④⑥正确，故选②③④⑥；
(2)相同状况下，气体的密度之比=气体的摩尔质量之比，故B的摩尔质量为：14×28g/mol，又已知B可以用来衡量一个国家的石油化工水平高低，则B为乙烯，其电子式，乙烯与溴的四氯化碳发生加成反应生成CH2BrCH2Br，其名称为1，2-二溴乙烷；
(3)依据C的比例模型为平面正六边形结构可知C为苯，苯在浓硫酸的作用下与浓硝酸反应生成和水，该反应的化学方程式为： +HNO3(浓) +H2O ；
(4)由D的球棍模型可知，D的结构简式为；D中所含官能团的名称为碳碳双键、羧基；乙醇与在浓硫酸加热条件下发生酯化反应的化学方程式为：CH3CH2OH+ +H2O。
【分析】已知A由C、H、O三种元素组成，能与Na反应但不与NaOH溶液反应，说明A中含有醇羟基；又已知A能与D()发生反应生成相对分子质量为100的酯（），则确定R为-CH2CH3，即有机物A为乙醇。
20．【答案】（1）剧烈燃烧，产生白烟；高于
（2）Cl2+2I-=I2+2Cl-
（3）Cl2+CH4 CH3Cl+HCl；D
【解析】【解答】（1）金属钠在氯气中剧烈燃烧，产生白烟；该反应过程中放出大量热，因此反应物的能量高于生成物的能量；
（2）CCl4层变成紫红色，说明有碘单质生成，该反应的化学方程式为：Cl2+2I-=I2+2Cl-；
（3）光照条件下， CH4与Cl2发生取代反应生成CH3Cl和HCl，该反应的化学方程式为： Cl2+CH4 CH3Cl+HCl；
CH4与Cl2的取代反应为多步同时进行的反应，生成物中CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4都为有机液体，不溶于水，同时反应生成的HCl能溶于水；故反应后试管内有部分水进入，同时试管内液体出现分层、试管内有部分气体剩余，D符合题意；
【分析】（1）根据钠在氯气中燃烧的现象分析；
（2）CCl4层变成紫红色，说明有碘单质生成，结合氯气的氧化性强于碘单质的氧化性，书写反应的离子方程式；
（3）光照条件下， CH4与Cl2发生取代反应生成CH3Cl和HCl，据此写出反应的化学方程式；
CH4与Cl2的取代反应为多步同时进行的反应，根据生成物的性质分析；
21．【答案】（1）分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
（2）乙烯含有碳碳双键；
（3）；；；催化剂；铜参与了反应，但在反应前后其质量不变
【解析】【解答】(1)正丁烷与异丁烷分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同，故二者互为同分异构体；
(2)乙烯中含有碳碳双键，能使酸性溶液褪色；工业上，利用乙烯和水发生加成反应制取乙醇，化学方程式为；
(3)将下端绕成螺旋状的铜丝在酒精灯外焰上灼烧，铜丝表面会变黑，是铜被氧化为氧化铜，化学方程式为；将表面变黑的铜丝灼烧后立即插入盛有无水乙醇的试管中，可以看到乙醇沸腾，铜丝表面恢复红亮，是乙醇的催化氧化，将氧化铜还原为铜，化学方程式为；反应的总的化学方程式为；铜参与了反应，但在反应前后其质量不变，故铜是该反应的催化剂。
【分析】（1）同分异构体的特点是：①分子式相同；②结构不同的化合物。
（2）乙烯具有还原性，酸性高锰酸钾具有氧化性，二者能发生氧化还原反应；工业上常用乙烯与水反应制取乙醇，注意反应条件的书写。
（3）铜与氧气在一定条件下反应得到黑色的氧化铜；乙醇具有还原性，能将氧化铜还原为铜。