新课标人教版高中化学必修2第三章第一节《最简单的有机化合物——甲烷》同步练习.doc
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| 名称 | 新课标人教版高中化学必修2第三章第一节《最简单的有机化合物——甲烷》同步练习.doc |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 178.0KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2015-09-17 09:07:05 | ||
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文档简介
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人教版化学高一必修2第三章
第一节最简单的有机化合物—甲烷同步练习
一、选择题
1．为了解决东部地区的能源紧张的问题，我国从新疆开发天然气，并修建了贯穿东西引气至上海的“西气东输”工程，天然气的主要成分是( )。
A．CH4 B．CO2 C．CO D．H2
答案：A
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：天然气的主要成分是CH4。
分析：本题考查属于常识性知识点，记住天然气的主要成分即可。
2． 为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素，可将其燃烧产物通过①浓硫酸；②澄清石灰水；③无水硫酸铜。正确的顺序是( )。
A．①②③ B．②③ C．②③① D．③②
答案：D
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：要证明CH4中含有碳、氢两种元素，可通过证明CO2和H2O的存在来证明，可选择②和③；但应注意检验的先后顺序，即先证明水后证明CO2。
分析：本题考查甲烷燃烧产物的检验，需要注意的是首先需要检验水，以防止检验二氧化碳时水的干扰。
3． 下列说法正确的是 （ ）
A．含碳元素的化合物都是有机物
B．完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物都是烃
C．大多数有机物分子中碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键是非极性共价键和极性共价键
D．有机物完全燃烧只可能生成CO2和H2O
答案：C
知识点：有机物的结构和性质、有机化合物中碳的成键特征
解析：
解答：有机物通常是指含碳元素的化合物，但CO、CO2、Na2CO3等少数物质，虽含有碳元素，但其性质却跟无机物相似，故一般把它们归为无机物。完全燃烧只生成CO2和H2O，仅说明该化合物中含有C、H两种元素，但不一定说明只由C、H两种元素组成，例如，乙醇（C2H6O）完全燃烧也只生成CO2和H2O，但乙醇不是烃。有机物中碳与碳之间不论是单键、双键、三键，都是非极性共价键，而碳与其他原子间多为极性共价键，故C选项正确。有些有机物除含碳、氢、氧外，还含有氮、硫、卤素、磷等，它们完全燃烧可能还会生成SO2、氮的氧化物等物质。
分析：考查有机化合物和烃的概念及其性质的理解。
4． 在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是（ ）
A．CH3Cl B．CH2Cl C．CHCl3 D．HCl
答案：D
知识点：取代反应与加成反应
解析：
解答：光照条件下，甲烷和氯气的取代反应每一步都生成了HCl，故产物中HCl的物质的量最多。
分析：考查取代反应，熟练掌握甲烷与氯气的反应中甲烷分子的4个H原子都可以被取代。
5． 下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图，下列说法正确的是（ ）
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4都是正四面体结构
C．CH4和CCl4中的化学键均为非极性键
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
答案：B
知识点：有机化合物中碳的成键特征、常见有机化合物的结构
解析：
解答：CCl4分子的空间结构同CH4相似，为正四面体结构，CH3Cl中的C—H键和C—Cl键不同，不是正四面体结构。
分析：考查物质的结构和性质，熟练掌握有机化合物的球棍模型是解题的关键 。
6． 下列分子式只能表示一种物质的是( )。
A．C2H6 B．C4H10
C．C4H8Cl2 D．C
答案：A
知识点：同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：B、C均有同分异构体，D中碳有多种单质。
分析：本题考查有机化合物的同分异构现象和同素异形体的概念。
7． 标准状况下将35 mL某气态烷烃完全燃烧，恢复到原来状况下，得到140 mL二氧化碳气体，则该烃的分子式为( )。
A．C5H12 B．C4H10
C．C3H6 D．C3H8
答案：B
知识点：有机物实验式和分子式的确定
解析：
解答：相同状况下，气体体积与物质的量成正比。则1 mol该烷烃完全燃烧可得到4 mol CO2，所以该烷烃分子中碳原子数为4。
分析：根据烷烃燃烧规律判断该烷烃含有的碳原子数即可得出其分子式。
8． 下列各组物质互为同系物的是( )。
A．金刚石和石墨
B．CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3和
C．CH4和C2H6
D．16O和18O
答案：C
知识点：芳香烃、烃基和同系物
解析：
解答：同系物指结构相似，分子组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物。则C项符合题意。
分析：本题考查同系物的概念的理解，注意观察有机化合物的结构简式。
9． 由两种烃组成的混合物，无论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧生成CO2的质量也一定，则此两种烃一定满足 （ ）
A．互为同分异构体 B．最简式相同 C．为同系物 D．符合同一通式
答案：B
知识点：芳香烃、烃基和同系物，同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：由题意可知两种烃中的C的质量分数相同，因烃仅含C、H两种元素，则H的
质量分数也应相同，从而可推知它们的最简式相同。
分析：考查同分异构体、同系物、最简式概念的辨析，熟练掌握同系物和同分异构体的概念是解题的关键 。
10． 下列说法中不正确的是（ ）
A．相对分子质量相同的有机物是同分异构体
B．分子组成相同、结构不相同的有机物是同分异构体
C．每个碳原子的化合价都已“饱和”，碳原子之间只以单键相结合的链烃一定是烷烃
D．分子式相同、结构相同的有机物一定是同一物质
答案：A
知识点：同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：分子组成相同（即分子式相同，相对分子质量也相同）、结构不相同的有机物是同分异构体；若分子式相同、结构也相同则必为同一物质。故A错误，B、D正确，C项正确。
分析：考查同分异构体、同种物质、烷烃概念知识。
11． 下列物质在一定条件下可跟CH4发生化学反应的是（ ）
A．酸性高锰酸钾溶液 B．溴水
C．氢氧化钠溶液 D．溴蒸气
答案：D
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：在通常情况下，CH4的化学性质比较稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂发生反应，不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色，但在光照条件下能与溴蒸气发生取代反应。
分析：考查甲烷的化学性质，明确甲烷的稳定性以及能够发生的化学反应是解题的关键 。
12． 一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O（g），此混合物的质量为49.6g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2g，则混合气中CO的质量为（ ）
A．24.4g B．13.2g C．12.5g D．11.2g
答案：D
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：n（H2O）＝＝1.4mol
由氢原子守恒得：n（CH4）＝＝0.70mol
由碳原子守恒得：n（CO）＋n（CO2）＝0.70mol
碳的氧化物总质量为49.6g－25.2g＝24.4g
设CO与CO2的物质的量分别为x和y。由碳原子物质的量守恒和质量守恒可得：
m（CO）＝0.4mol×28g·mol－1＝11.2g。
分析：考查甲烷燃烧产物质量的计算，意在考查化学反应前后原子守恒。
13． 将1mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，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0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为（ ）
A．1.5mol B.3mol C．4.5mol D.6mol
答案：B
知识点：甲烷的化学性质、取代反应和加成反应
解析：
解答： CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种取代物共1mol，设CH3Cl的物质的量为x，则x＋（x＋0.1mol）＋（x＋0.2mol）＋（x＋0.3mol）＝1mol，得x＝0.1mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，含Cl原子的物质的量共为0.1mol×1＋0.2mol×2＋0.3mol×3＋0.4mol×4＝3mol。而一个Cl2分子中只有一个Cl原子参加取代反应，因此消耗的Cl2也为3mol。
分析：考查质量守恒定律，取代反应产物的确定和化学方程式的计算，解答此题宜用原子守恒法。
14． 下列有机物中互为同分异构体的是（ ）
A．①和② B．①和③ C．①和④ D．⑤和⑥
答案：A
知识点：同分异构现象和同分异构体、辨识简单有机化合物的同分异构体
解析：
解答：①的分子式是C3H6，②的分子式是C3H6，③的分子式是C3H8，④的分子式是C3H4，⑤的分子式是C4H8，⑥的分子式是C4H10。只有①和②的分子式相同，结构不同，互为同分异构体。
分析：考查有机物的结构和同分异构体以及辨识简单有机化合物的同分异构体的能力。
15． 有机物与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有（ ）
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
答案：C
知识点：同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：该分子可以看成是在第2位C原子上连接有2个甲基和1个乙基，所以该分子中有4种不同位置的C原子，由于第2位C原子上没有H原子可以被取代，所以只有3种不同位置的H原子，因此其一氯代物有3种。
分析：考查同分异构体的书写，注意书写同分异构体的顺序问题，不能遗漏，也不能重复。
16． 下列叙述错误的是（ ）
A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐升高
B．任何烷烃分子中碳氢原子个数比都是相同的
C．丙烷与Cl2发生取代反应后生成的一氯代物不只是一种
D．正丁烷的熔点、沸点比异丁烷的高
答案：B
知识点：烷烃及其命名、同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：烷烃的沸点随碳原子数的增加而升高，A正确；烷烃分子中C、H个数比为n：（2n＋2），碳原子数不同，比值不同，B不正确；丙烷与Cl2发生取代反应生成的一氯代物有2种，C正确；烷烃的支链越多，熔沸点越低，D正确。
分析：考查烷烃的性质和同分异构体，熟练掌握烷烃的结构是解题的关键 。
17． 关于CH4和的叙述正确的是（ ）
A．均能用组成通式CnH2n＋2来表示
B．与其他烷烃互为同素异形体
C．因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同
D．通常情况下它们都是气态烷烃
答案：A
知识点：芳香烃、烃基和同系物
解析：
解答：因为CH4和异戊烷都属于烷烃，所以符合通式CnH2n＋2；B项与其他烷烃互为同系物；C项化学性质相似，物理性质不同；D项碳原子数≤4时的烷烃常温常压下是气体（新戊烷为气体）。
分析：考查烷烃性质的对比和通式，熟练掌握烷烃的结构和性质是解题的关键 。
18． 黑煤矿经常发生瓦斯爆炸事故，造成多人伤亡，因此在矿井里，必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检查瓦斯的体积分数，如果空气中含甲烷5%～15%，遇到明火会发生爆炸。发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是（ ）
A．5% B．9．1% C．10．5% D．15%
答案：B
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：爆炸极限是指可燃性气体与空气的混合物点燃能发生爆炸的浓度范围。事实上在这个浓度范围内爆炸强弱程度不同，其中有一个爆炸最强点，它所要满足的条件是：在混合气体中，可燃性气体与助燃性气体的体积比恰好是完全反应时的比值。根据反应CH4＋2O2CO2＋2H2O，恰好完全反应时V（CH4）：V（O2）＝1：2，空气中氧气所占的体积比约为1/5，甲烷占混合气体的体积分数约为1/（1＋10）×100%＝9．1%。
分析：考查甲烷的可燃性和可燃物的爆炸极限。
19． 若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需用3 mol O2，则 （ ）
A．x＝2，y＝2 B．x＝2，y＝4
C．x＝3，y＝6 D．x＝3，y＝8
答案：B
知识点：有机物实验式和分子式的确定
解析：
解答：根据烃燃烧的通式：CxHy＋（x＋y/4）O2xCO2＋y/2H2O，得出x＋y/4＝3．将
选项逐一代入：A：x＝2，y＝2，x＋y/4＝2.5； B：x＝2，y＝4，x＋y/4＝3； C：x＝3，y＝6，x＋y/4＝4.5；D：x＝3，y＝8，x＋y/4＝5。所以，B正确。
分析：考查烃的燃烧和分子式的确定，熟练掌握有机物燃烧的通式是解题的关键 。
20． 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：有机物实验式和分子式的确定
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、非选择题
21． 如图某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题。
（1）若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是________。
（2）若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是________。
（3）若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X可能是________。
答案：（1）H2 ；（2）CO；（3）CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：此题主要考查根据洗气瓶中质量的变化，确定原气体X的成分。
2H2＋O2=2H2O，2CO＋O2=2CO2 CH4＋2O2=CO2＋2H2O
由浓H2SO4吸收水，石灰水吸收CO2得：
（1）若A瓶质量增加，B瓶质量不变，说明气体X燃烧只生成水，故X为H2。
（2）若A瓶质量不变，B瓶质量增加，说明气体X燃烧只有CO2生成，故X为CO。
（3）若A、B两瓶质量都增加，说明气体X燃烧产物既有H2O又有CO2，故X气体为不确定成分。它可以是CH4或以下组合：H2、CO；H2、CH4；CO、CH4；H2、CO、CH4。
分析：考查H2、CO、CH4气体的性质实验，注意分析三种气体燃烧后的成分是解题的关键 。
22． 按要求完成下面各题。
（1）写出下列各种烷烃的分子式：在标准状况下，相对分子质量最大的气态烷烃是_______；相对分子质量最小的液态烷烃是______；相对分子质量最小的固态烷烃是________。
（2）写出下列各种烷烃的分子式：含碳质量分数最低的烷烃是____；和CO2密度相同的烷烃是________；碳、氢质量比为5：1的烷烃是________。
（3）含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃的分子式是_____，其同分异构体的结构简式是________。
（4）等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；等质量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；若耗氧量相同，则二者的物质的量之比n（CH4）：n（C3H8）＝________。
答案：（1）C4H10 C5H12 C17H36 （2）CH4 C3H8 C5H12 （3）C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3 （4）小于 大于 5:2
知识点：烷烃及其命名、同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：（1）相对分子质量最大的气态烷烃是丁烷，相对分子质量最小的液态烷烃是戊烷，相对分子质量最小的固态烷烃是十七烷。（2）在CnH2n＋2中，随着n的不断增大，碳的质量分数也逐渐增大，故含碳质量分数最低的是甲烷；与CO2密度相同的烷烃，其相对分子质量与CO2必须相同，丙烷的相对分子质量为44；由CnH2n＋2知，12n： （2n＋2）＝5：1，则n＝5，为戊烷。（3）甲烷、乙烷、丙烷均不存在同分异构现象，从丁烷开始有同分异构现象，故含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是丁烷。（4）等物质的量时，CH4的（x＋）的值小于C3H8，所以耗氧量前者小于后者。等质量时，由于CH4中氢的质量分数大于C3H8中氢的质量分数，所以耗氧量前者大于后者。由CH4～2O2，C3H8～5O2分析可知，若耗氧量相同，n（CH4） ：n（C3H8）＝5：2。
分析：考查烷烃的性质和同分异构体，熟练掌握烷烃的性质是解题的关键 。
23． 写出相应烷烃的分子式:
(1)同温同压下蒸气的密度是H236倍的烷烃 。
(2)分子中含有200个氢原子的烷烃 。
(3)1 L烷烃的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下的水蒸气15 L 。
(4)分子中含有22个共价键的烷烃 。
答案：(1)C5H12
(2)C99H200
(3)C14H30
(4)C7H16
知识点：烷烃及其命名
解析：
解答：(1)同温同压下气体密度与摩尔质量成正比，则该烃是相对分子质量为72的烷烃，即为C5H12。 (2)CnH2n+2中2n+2=200，n=99。(3)1个该烷烃分子中含30个H，即C14H30。(4)烷烃分子中含有共价键数为:(碳原子数-1)+氢原子数，所以含有22个共价键的烷烃的分子式为C7H16。
分析：根据相对密度计算烃的相对分子质量然后根据烷烃的通式得到分子式即可。
24． 下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
（1）图中属于烷烃的是_______（填字母）。
（2）在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成_______和_______ ；不仅可以形成_______ ，还可以形成碳环。
（3）上图中互为同分异构体的是：A与_______ ；B与_______ ；D与_______ （填字母）。
答案：（1）A、C （2）碳碳双键 碳碳三键 碳链
（3）C E、F、H G
知识点：烷烃及其命名、同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：根据球棍模型的含义及碳原子的成键特点可知A为CH3CH2CH2CH3，B为CH3CH==CH—CH3， C为 ，D为CH3C≡C—CH3，E为CH3CH2—CH==CH2，F为 ， G为CH3CH2C≡CH，H为 ，故A、C属于烷烃，这些分子中，碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可形成 碳碳双键，碳碳三键，不仅可以形成碳链，还可形成碳环。再根据同分异构体概念可判断出A与C，B与E、F或H，D与G分别互为同分异构体。
分析：根据有机化合物的球棍模型结合碳的价键特点判断有机物即可。
25． 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）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③______________。
（2）设V（Cl2）/V（CH4）＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________。
（3）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是____________。
（4）E装置的作用是________（填序号）。
A．收集气体 B．吸收氯气
C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
（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：___________________________________。
（6）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________（填序号）。
a．CH4 b．CH3Cl c．CH2Cl2 d．CHCl3 e．CCl4
答案：（1）干燥混合气体；（2）大于或等于4（3）吸收过量的氯气；（4）CD；（5）CH4＋2Cl2CCl4＋4HCl；（6）分液 ab
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：（1）B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。
（2）当发生反应：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证＝x≥4。
（3）KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI＝2KCl＋I2。
（4）E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。
（5）根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为CH4＋2Cl2CCl4＋4HCl。
（6）分离难溶于水的油状液体可用分液法。
分析：考查氯气的制取，甲烷的性质，化学方程式的书写，化学实验基本操作和装置的作用等知识。
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人教版化学高一必修2第三章
第一节最简单的有机化合物—甲烷同步练习
一、选择题
1．为了解决东部地区的能源紧张的问题，我国从新疆开发天然气，并修建了贯穿东西引气至上海的“西气东输”工程，天然气的主要成分是( )。
A．CH4 B．CO2 C．CO D．H2
答案：A
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：天然气的主要成分是CH4。
分析：本题考查属于常识性知识点，记住天然气的主要成分即可。
2． 为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素，可将其燃烧产物通过①浓硫酸；②澄清石灰水；③无水硫酸铜。正确的顺序是( )。
A．①②③ B．②③ C．②③① D．③②
答案：D
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：要证明CH4中含有碳、氢两种元素，可通过证明CO2和H2O的存在来证明，可选择②和③；但应注意检验的先后顺序，即先证明水后证明CO2。
分析：本题考查甲烷燃烧产物的检验，需要注意的是首先需要检验水，以防止检验二氧化碳时水的干扰。
3． 下列说法正确的是 （ ）
A．含碳元素的化合物都是有机物
B．完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物都是烃
C．大多数有机物分子中碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键是非极性共价键和极性共价键
D．有机物完全燃烧只可能生成CO2和H2O
答案：C
知识点：有机物的结构和性质、有机化合物中碳的成键特征
解析：
解答：有机物通常是指含碳元素的化合物，但CO、CO2、Na2CO3等少数物质，虽含有碳元素，但其性质却跟无机物相似，故一般把它们归为无机物。完全燃烧只生成CO2和H2O，仅说明该化合物中含有C、H两种元素，但不一定说明只由C、H两种元素组成，例如，乙醇（C2H6O）完全燃烧也只生成CO2和H2O，但乙醇不是烃。有机物中碳与碳之间不论是单键、双键、三键，都是非极性共价键，而碳与其他原子间多为极性共价键，故C选项正确。有些有机物除含碳、氢、氧外，还含有氮、硫、卤素、磷等，它们完全燃烧可能还会生成SO2、氮的氧化物等物质。
分析：考查有机化合物和烃的概念及其性质的理解。
4． 在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是（ ）
A．CH3Cl B．CH2Cl C．CHCl3 D．HCl
答案：D
知识点：取代反应与加成反应
解析：
解答：光照条件下，甲烷和氯气的取代反应每一步都生成了HCl，故产物中HCl的物质的量最多。
分析：考查取代反应，熟练掌握甲烷与氯气的反应中甲烷分子的4个H原子都可以被取代。
5． 下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图，下列说法正确的是（ ）
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4都是正四面体结构
C．CH4和CCl4中的化学键均为非极性键
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
答案：B
知识点：有机化合物中碳的成键特征、常见有机化合物的结构
解析：
解答：CCl4分子的空间结构同CH4相似，为正四面体结构，CH3Cl中的C—H键和C—Cl键不同，不是正四面体结构。
分析：考查物质的结构和性质，熟练掌握有机化合物的球棍模型是解题的关键 。
6． 下列分子式只能表示一种物质的是( )。
A．C2H6 B．C4H10
C．C4H8Cl2 D．C
答案：A
知识点：同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：B、C均有同分异构体，D中碳有多种单质。
分析：本题考查有机化合物的同分异构现象和同素异形体的概念。
7． 标准状况下将35 mL某气态烷烃完全燃烧，恢复到原来状况下，得到140 mL二氧化碳气体，则该烃的分子式为( )。
A．C5H12 B．C4H10
C．C3H6 D．C3H8
答案：B
知识点：有机物实验式和分子式的确定
解析：
解答：相同状况下，气体体积与物质的量成正比。则1 mol该烷烃完全燃烧可得到4 mol CO2，所以该烷烃分子中碳原子数为4。
分析：根据烷烃燃烧规律判断该烷烃含有的碳原子数即可得出其分子式。
8． 下列各组物质互为同系物的是( )。
A．金刚石和石墨
B．CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3和
C．CH4和C2H6
D．16O和18O
答案：C
知识点：芳香烃、烃基和同系物
解析：
解答：同系物指结构相似，分子组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物。则C项符合题意。
分析：本题考查同系物的概念的理解，注意观察有机化合物的结构简式。
9． 由两种烃组成的混合物，无论以何种比例混合，只要混合物的总质量一定，完全燃烧生成CO2的质量也一定，则此两种烃一定满足 （ ）
A．互为同分异构体 B．最简式相同 C．为同系物 D．符合同一通式
答案：B
知识点：芳香烃、烃基和同系物，同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：由题意可知两种烃中的C的质量分数相同，因烃仅含C、H两种元素，则H的
质量分数也应相同，从而可推知它们的最简式相同。
分析：考查同分异构体、同系物、最简式概念的辨析，熟练掌握同系物和同分异构体的概念是解题的关键 。
10． 下列说法中不正确的是（ ）
A．相对分子质量相同的有机物是同分异构体
B．分子组成相同、结构不相同的有机物是同分异构体
C．每个碳原子的化合价都已“饱和”，碳原子之间只以单键相结合的链烃一定是烷烃
D．分子式相同、结构相同的有机物一定是同一物质
答案：A
知识点：同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：分子组成相同（即分子式相同，相对分子质量也相同）、结构不相同的有机物是同分异构体；若分子式相同、结构也相同则必为同一物质。故A错误，B、D正确，C项正确。
分析：考查同分异构体、同种物质、烷烃概念知识。
11． 下列物质在一定条件下可跟CH4发生化学反应的是（ ）
A．酸性高锰酸钾溶液 B．溴水
C．氢氧化钠溶液 D．溴蒸气
答案：D
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：在通常情况下，CH4的化学性质比较稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂发生反应，不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色，但在光照条件下能与溴蒸气发生取代反应。
分析：考查甲烷的化学性质，明确甲烷的稳定性以及能够发生的化学反应是解题的关键 。
12． 一定量的CH4燃烧后得到的产物是CO、CO2、H2O（g），此混合物的质量为49.6g，当其缓缓通过足量的无水CaCl2时气体质量减少25.2g，则混合气中CO的质量为（ ）
A．24.4g B．13.2g C．12.5g D．11.2g
答案：D
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：n（H2O）＝＝1.4mol
由氢原子守恒得：n（CH4）＝＝0.70mol
由碳原子守恒得：n（CO）＋n（CO2）＝0.70mol
碳的氧化物总质量为49.6g－25.2g＝24.4g
设CO与CO2的物质的量分别为x和y。由碳原子物质的量守恒和质量守恒可得：
m（CO）＝0.4mol×28g·mol－1＝11.2g。
分析：考查甲烷燃烧产物质量的计算，意在考查化学反应前后原子守恒。
13． 将1mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，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0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为（ ）
A．1.5mol B.3mol C．4.5mol D.6mol
答案：B
知识点：甲烷的化学性质、取代反应和加成反应
解析：
解答： CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种取代物共1mol，设CH3Cl的物质的量为x，则x＋（x＋0.1mol）＋（x＋0.2mol）＋（x＋0.3mol）＝1mol，得x＝0.1mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，含Cl原子的物质的量共为0.1mol×1＋0.2mol×2＋0.3mol×3＋0.4mol×4＝3mol。而一个Cl2分子中只有一个Cl原子参加取代反应，因此消耗的Cl2也为3mol。
分析：考查质量守恒定律，取代反应产物的确定和化学方程式的计算，解答此题宜用原子守恒法。
14． 下列有机物中互为同分异构体的是（ ）
A．①和② B．①和③ C．①和④ D．⑤和⑥
答案：A
知识点：同分异构现象和同分异构体、辨识简单有机化合物的同分异构体
解析：
解答：①的分子式是C3H6，②的分子式是C3H6，③的分子式是C3H8，④的分子式是C3H4，⑤的分子式是C4H8，⑥的分子式是C4H10。只有①和②的分子式相同，结构不同，互为同分异构体。
分析：考查有机物的结构和同分异构体以及辨识简单有机化合物的同分异构体的能力。
15． 有机物与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有（ ）
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
答案：C
知识点：同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：该分子可以看成是在第2位C原子上连接有2个甲基和1个乙基，所以该分子中有4种不同位置的C原子，由于第2位C原子上没有H原子可以被取代，所以只有3种不同位置的H原子，因此其一氯代物有3种。
分析：考查同分异构体的书写，注意书写同分异构体的顺序问题，不能遗漏，也不能重复。
16． 下列叙述错误的是（ ）
A．烷烃的沸点随碳原子数增加而逐渐升高
B．任何烷烃分子中碳氢原子个数比都是相同的
C．丙烷与Cl2发生取代反应后生成的一氯代物不只是一种
D．正丁烷的熔点、沸点比异丁烷的高
答案：B
知识点：烷烃及其命名、同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：烷烃的沸点随碳原子数的增加而升高，A正确；烷烃分子中C、H个数比为n：（2n＋2），碳原子数不同，比值不同，B不正确；丙烷与Cl2发生取代反应生成的一氯代物有2种，C正确；烷烃的支链越多，熔沸点越低，D正确。
分析：考查烷烃的性质和同分异构体，熟练掌握烷烃的结构是解题的关键 。
17． 关于CH4和的叙述正确的是（ ）
A．均能用组成通式CnH2n＋2来表示
B．与其他烷烃互为同素异形体
C．因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同
D．通常情况下它们都是气态烷烃
答案：A
知识点：芳香烃、烃基和同系物
解析：
解答：因为CH4和异戊烷都属于烷烃，所以符合通式CnH2n＋2；B项与其他烷烃互为同系物；C项化学性质相似，物理性质不同；D项碳原子数≤4时的烷烃常温常压下是气体（新戊烷为气体）。
分析：考查烷烃性质的对比和通式，熟练掌握烷烃的结构和性质是解题的关键 。
18． 黑煤矿经常发生瓦斯爆炸事故，造成多人伤亡，因此在矿井里，必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检查瓦斯的体积分数，如果空气中含甲烷5%～15%，遇到明火会发生爆炸。发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是（ ）
A．5% B．9．1% C．10．5% D．15%
答案：B
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：爆炸极限是指可燃性气体与空气的混合物点燃能发生爆炸的浓度范围。事实上在这个浓度范围内爆炸强弱程度不同，其中有一个爆炸最强点，它所要满足的条件是：在混合气体中，可燃性气体与助燃性气体的体积比恰好是完全反应时的比值。根据反应CH4＋2O2CO2＋2H2O，恰好完全反应时V（CH4）：V（O2）＝1：2，空气中氧气所占的体积比约为1/5，甲烷占混合气体的体积分数约为1/（1＋10）×100%＝9．1%。
分析：考查甲烷的可燃性和可燃物的爆炸极限。
19． 若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需用3 mol O2，则 （ ）
A．x＝2，y＝2 B．x＝2，y＝4
C．x＝3，y＝6 D．x＝3，y＝8
答案：B
知识点：有机物实验式和分子式的确定
解析：
解答：根据烃燃烧的通式：CxHy＋（x＋y/4）O2xCO2＋y/2H2O，得出x＋y/4＝3．将
选项逐一代入：A：x＝2，y＝2，x＋y/4＝2.5； B：x＝2，y＝4，x＋y/4＝3； C：x＝3，y＝6，x＋y/4＝4.5；D：x＝3，y＝8，x＋y/4＝5。所以，B正确。
分析：考查烃的燃烧和分子式的确定，熟练掌握有机物燃烧的通式是解题的关键 。
20． 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：有机物实验式和分子式的确定
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、非选择题
21． 如图某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题。
（1）若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是________。
（2）若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是________。
（3）若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则气体X可能是________。
答案：（1）H2 ；（2）CO；（3）CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：此题主要考查根据洗气瓶中质量的变化，确定原气体X的成分。
2H2＋O2=2H2O，2CO＋O2=2CO2 CH4＋2O2=CO2＋2H2O
由浓H2SO4吸收水，石灰水吸收CO2得：
（1）若A瓶质量增加，B瓶质量不变，说明气体X燃烧只生成水，故X为H2。
（2）若A瓶质量不变，B瓶质量增加，说明气体X燃烧只有CO2生成，故X为CO。
（3）若A、B两瓶质量都增加，说明气体X燃烧产物既有H2O又有CO2，故X气体为不确定成分。它可以是CH4或以下组合：H2、CO；H2、CH4；CO、CH4；H2、CO、CH4。
分析：考查H2、CO、CH4气体的性质实验，注意分析三种气体燃烧后的成分是解题的关键 。
22． 按要求完成下面各题。
（1）写出下列各种烷烃的分子式：在标准状况下，相对分子质量最大的气态烷烃是_______；相对分子质量最小的液态烷烃是______；相对分子质量最小的固态烷烃是________。
（2）写出下列各种烷烃的分子式：含碳质量分数最低的烷烃是____；和CO2密度相同的烷烃是________；碳、氢质量比为5：1的烷烃是________。
（3）含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃的分子式是_____，其同分异构体的结构简式是________。
（4）等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；等质量的CH4和C3H8完全燃烧时，耗氧量前者________后者；若耗氧量相同，则二者的物质的量之比n（CH4）：n（C3H8）＝________。
答案：（1）C4H10 C5H12 C17H36 （2）CH4 C3H8 C5H12 （3）C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3 （4）小于 大于 5:2
知识点：烷烃及其命名、同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：（1）相对分子质量最大的气态烷烃是丁烷，相对分子质量最小的液态烷烃是戊烷，相对分子质量最小的固态烷烃是十七烷。（2）在CnH2n＋2中，随着n的不断增大，碳的质量分数也逐渐增大，故含碳质量分数最低的是甲烷；与CO2密度相同的烷烃，其相对分子质量与CO2必须相同，丙烷的相对分子质量为44；由CnH2n＋2知，12n： （2n＋2）＝5：1，则n＝5，为戊烷。（3）甲烷、乙烷、丙烷均不存在同分异构现象，从丁烷开始有同分异构现象，故含碳原子数最少且存在同分异构体的烷烃是丁烷。（4）等物质的量时，CH4的（x＋）的值小于C3H8，所以耗氧量前者小于后者。等质量时，由于CH4中氢的质量分数大于C3H8中氢的质量分数，所以耗氧量前者大于后者。由CH4～2O2，C3H8～5O2分析可知，若耗氧量相同，n（CH4） ：n（C3H8）＝5：2。
分析：考查烷烃的性质和同分异构体，熟练掌握烷烃的性质是解题的关键 。
23． 写出相应烷烃的分子式:
(1)同温同压下蒸气的密度是H236倍的烷烃 。
(2)分子中含有200个氢原子的烷烃 。
(3)1 L烷烃的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下的水蒸气15 L 。
(4)分子中含有22个共价键的烷烃 。
答案：(1)C5H12
(2)C99H200
(3)C14H30
(4)C7H16
知识点：烷烃及其命名
解析：
解答：(1)同温同压下气体密度与摩尔质量成正比，则该烃是相对分子质量为72的烷烃，即为C5H12。 (2)CnH2n+2中2n+2=200，n=99。(3)1个该烷烃分子中含30个H，即C14H30。(4)烷烃分子中含有共价键数为:(碳原子数-1)+氢原子数，所以含有22个共价键的烷烃的分子式为C7H16。
分析：根据相对密度计算烃的相对分子质量然后根据烷烃的通式得到分子式即可。
24． 下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
（1）图中属于烷烃的是_______（填字母）。
（2）在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成_______和_______ ；不仅可以形成_______ ，还可以形成碳环。
（3）上图中互为同分异构体的是：A与_______ ；B与_______ ；D与_______ （填字母）。
答案：（1）A、C （2）碳碳双键 碳碳三键 碳链
（3）C E、F、H G
知识点：烷烃及其命名、同分异构现象和同分异构体
解析：
解答：根据球棍模型的含义及碳原子的成键特点可知A为CH3CH2CH2CH3，B为CH3CH==CH—CH3， C为 ，D为CH3C≡C—CH3，E为CH3CH2—CH==CH2，F为 ， G为CH3CH2C≡CH，H为 ，故A、C属于烷烃，这些分子中，碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可形成 碳碳双键，碳碳三键，不仅可以形成碳链，还可形成碳环。再根据同分异构体概念可判断出A与C，B与E、F或H，D与G分别互为同分异构体。
分析：根据有机化合物的球棍模型结合碳的价键特点判断有机物即可。
25． 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）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③______________。
（2）设V（Cl2）/V（CH4）＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________。
（3）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是____________。
（4）E装置的作用是________（填序号）。
A．收集气体 B．吸收氯气
C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
（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：___________________________________。
（6）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________（填序号）。
a．CH4 b．CH3Cl c．CH2Cl2 d．CHCl3 e．CCl4
答案：（1）干燥混合气体；（2）大于或等于4（3）吸收过量的氯气；（4）CD；（5）CH4＋2Cl2CCl4＋4HCl；（6）分液 ab
知识点：甲烷的化学性质
解析：
解答：（1）B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。
（2）当发生反应：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证＝x≥4。
（3）KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI＝2KCl＋I2。
（4）E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。
（5）根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为CH4＋2Cl2CCl4＋4HCl。
（6）分离难溶于水的油状液体可用分液法。
分析：考查氯气的制取，甲烷的性质，化学方程式的书写，化学实验基本操作和装置的作用等知识。
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