人教版 高中化学 必修二 7.1.2 认识有机化合物（含解析）

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人教版 高中化学 必修二 7.1.2 认识有机化合物
一、单选题
1．“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述中错误的是（　　）
A．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源
B．“可燃冰”是一种比较洁净的能源
C．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证
D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
2．丙烷的分子结构可简写成键线式结构 ，有机物A的键线式结构为 ，有机物B与等物质的量的H2发生加成反应可得到有机物A。下列有关说法错误的是（　　）
A．有机物A的一氯取代物只有4种
B．用系统命名法命名有机物A，名称为2，2，3－三甲基戊烷
C．有机物A的分子式为C8H18
D．B的结构可能有3种，其中一种名称为3，4，4－三甲基－2－戊烯
3．下列各组物质互为同分异构体的是（　　）
A．白磷与红磷 B．甲烷与乙烷
C．正丁烷与异丁烷 D．1H与2H
4．碳原子数小于 6 的烷烃中，一氯代物只有一种的有（　　）
A．2 种 B．3 种 C．4 种 D．5 种
5．下列有机物命名不正确的是（　　）
A．2-甲基-4-乙基戊烷 B．2，2-二甲基-4-乙基己烷
C．2-甲基-1，3-丁二烯 D．4-甲基-1-戊烯
6．下列有机物的命名错误的是（　　）
A．乙烯苯 B． 3-甲基-1-丁烯
C．对二甲苯 D． 2-甲基丁烷
7．甲烷是天然气的主要成分，是一种高效、污染小的清洁能源。下列有关甲烷的说法正确的是（　　）
A．能使酸性溶液褪色
B．能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸
C．可以与氯气发生取代反应，可以使氯水褪色
D．分子的立体构型是正四面体，有两种不同构型
8．有机物结构复杂，种类繁多主要是因为有机物中碳原子的连接方式多种多样，且存在同分异构现象，下列有关有机物结构说法正确的是（　　）
A．和的一氯代物数相同(不考虑立体异构)
B．和是同一种物质
C．与互为同分异构体
D．与互为同系物
9．分子式为C5H12O并能与金属钠反应放出氢气的化合物有
A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
10．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。在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（　　）
A． B．
C． D．
11．某烷烃一个分子里含有九个碳原子，其一氯代物只有两种，这种烷烃的名称是（　　）
A．正壬烷 B．2，2，4，4-四甲基戊烷
C．2，6-二甲基庚烷 D．2，3，4-三甲基乙烷
12．分子式为C8H10O的芳香族化合物R可与金属钠反应且能与氯化铁溶液发生显色反应。则符合条件的R的结构(不考虑立体异构)有（　　）
A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
13．下列说法正确的是（　　）
A．与互为同素异形体
B．与互为同位素
C．与互为同分异构体
D．乙烯与互为同系物
14．《天工开物》记载古代四川“井火取盐”的过程:“临邛(地名)火井(废井，废气遇明火可燃)一所，纵广五尺，深二三丈”“取井火还煮井水”“一水得四五斗盐”，“井火”燃烧的物质是（　　）
A．天然气 B．煤炭 C．石油 D．石蜡
15．分子式为C7H6O2且属于芳香族化合物的同分异构体数目是（　　）
A．2 B．3 C．4 D．5
16．环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[2，2]戊烷（ ）是最简单的一种。下列关于该化合物的说法不正确的是（　　）
A．与环戊烯互为同分异构体
B．二氯代物超过两种
C．所有碳原子均处同一平面
D．1mol螺[2，2]戊烷充分燃烧需要7molO2
17．分子式C5H12O的同分异构体中，能与金属钠反应生成氢气，又能被氧化为醛有（　　）
A．种 B．种 C．种 D．种
二、多选题
18．现有三种有机化合物的结构简式(b)、 (d)、 (p)，下列说法错误的是（　　）
A．b、d、p互为同分异构体 B．d的二氯代物有4种
C．p的二氯代物有6种 D．b的同分异构体只有d和p
19．下列烷烃在光照下与氯气反应，能生成三种一氯代烃的是（　　）
A． B．
C． D．
20．工业合成环丁基甲酸的流程如图。下列说法正确的是（　　）
A．a和b互为同系物
B．a→b的反应类型为取代反应
C．c分子中所有碳原子均可共面
D．b的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
三、实验探究题
21．利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品制取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图所示：
完成下列填空：
（1）装置C中发生反应的化学方程式为　 　(只写第一步)。
（2）若C中参加反应的甲烷与氯气的体积之比为1∶2，两者反应后得到的产物中物质的量最大的是　 　(填化学式)。
（3）装置B有三种功能：①控制气体流速；②干燥气体；③　 　。
（4）装置D的石棉浸有足量KI溶液，其作用是　 　。
（5）甲同学认为若E中有氯化氢产生，则一定可以说明甲烷与氯气发生了取代反应，这个观点　 　(填“正确”或“不正确”)，理由是　 　。
（6）有机物M是甲烷的同系物，M的相对分子质量为86，则有机物M的结构有　 　种。
22．如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。向甲中注入10 mL CH4，同温同压下向乙中注入50 mL Cl2，将乙中气体推入甲中，用漫散光照射一段时间，气体在甲中反应。
（1）下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为红色；②实验过程中，甲中活塞向内移动；③甲中内壁有油珠；④甲中产生火花。其中正确的是　 　。
（2）甲管中发生反应的反应类型为　 　。
（3）反应后，下列试剂能用于吸收甲中剩余气体的是____。
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，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到　 　。
四、综合题
23．如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中不溶解。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢的反应一段时间。
（1）下列关于甲烷结构的说法中正确的是____。
A．甲烷的分子式是CH4，5个原子共面
B．甲烷分子的空间构型属于正四面体结构
C．甲烷中的任意三个原子都不共面
（2）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式　 　。
（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是____。
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
（4）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是　 　。
（5）丁烷与甲烷同属烷烃，其结构有两种，CH3CH2CH2CH3和　 　。
24．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．
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】可燃冰的主要成分是甲烷，ABD都是正确的，选项C不符合题意，
故答案为：C。
【分析】A.可燃冰属于重要能源；
B.可燃冰的主要成分是甲烷，甲烷属于洁净燃料；
C.甲烷并不是油；
D.可燃冰中的主要成分是甲烷。
2．【答案】A
【解析】【解答】A. 有机物A的一氯代物只有5种 ，A说法符合题意；
B. 用系统命名法命名有机物A，从左端开始，最长链有5个碳原子，甲基分别在2，2，3的位置上，名称为2，2，3－三甲基戊烷，B说法不符合题意；
C. 有机物A共有8个碳原子，18个氢原子，则分子式为C8H18，C说法不符合题意；
D. 符合B的碳碳双键出现的位置为 ，B的结构可能有3种，系统命名时，为双键数值小的一端开始，其中一种的名称为3，4，4－三甲基－2－戊烯，D说法不符合题意；
故答案为A。
【分析】根据结构式中氢原子的种类可以写出一氯取代物的种类，以及进行命名
3．【答案】C
【解析】【解答】A. 白磷与红磷是同一元素形成的不同种单质，互为同素异形体，A不符合题意；
B. 甲烷与乙烷，结构相似都是烷烃，分子组成上相差一个CH2，互为同系物，B不符合题意；
C. 正丁烷与异丁烷，分子式相同结构不同，互为同分异构体，C符合题意；
D.1H与2H，质子数相同，中子数不同的原子，互为同位素，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】分子式相同结构不同的有机物互为同分异构体。
4．【答案】B
【解析】【解答】烷烃分子中，同一个碳上的氢原子等效，连在同一个碳原子上的氢原子等效，具有镜面对称的碳原子上的氢原子等效，烷烃的一氯取代物只有一种，说明该烷烃中只有一种等效氢原子，在碳原子数n＜6的所有烷烃的同分异构体中，其一氯取代物只有一种的烷烃分别是：甲烷、乙烷、2，2-二甲基丙烷，共有3种，所以B符合题意。
故答案为：B。
【分析】烷烃的一氯代物只有一种，说明该烷烃中只有一种等效氢原子，根据等效氢原子的判断方法来解答即可。
5．【答案】A
【解析】【解答】A.2-甲基-4-乙基戊烷的正确命名是2，4-二甲基己烷，符合题意；
B. 2，2-二甲基-4-乙基己烷符合有机物命名原则，不符合题意；
C.2-甲基-1，3-丁二烯符合有机物命名原则，不符合题意；
D.4-甲基-1-戊烯符合有机物命名原则，不符合题意；
故本题选A。
【分析】烷烃命名原则：①选最长碳链为主链；②等长碳链时，支链最多的为主链；③离支链最近一端编号；④支链编号之和最小．看下面结构简式，从右端或左端看，均符合“离支链最近一端编号”的原则；⑤两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。
6．【答案】A
【解析】【解答】A.应该命名为苯乙烯，故错误。
故答案为：A.
【分析】苯环上有取代基时命名规则：如果是烃基苯这类简单的烃基，以苯环为母体，烃基为取代基。若烃基较为复杂或有不饱和键时，则把链烃当母体，苯环做取代基。所以苯环上有乙烯基，苯环作为取代基，乙烯作为母体，命名为苯基乙烯，简称为苯乙烯。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．甲烷化学性质稳定，一般不与强酸、强碱、氧化物发生反应，故甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色，A不符合题意；
B．甲烷能够燃烧，不纯的甲烷点燃易爆炸，B符合题意；
C．甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，但是和氯水不反应，C不符合题意；
D．甲烷是正四面体构型，CH2Cl2不存在两种构型，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.甲烷不能与酸性高锰酸钾反应；
C.甲烷和氯水不反应；
D.甲烷是正四面体构型，CH2Cl2只有一种结构。
8．【答案】B
【解析】【解答】A、 中含有4种不同环境的氢原子，其一律代物有4种， 中含有3种不同环境的氢原子，其一氯代物有3种，故A错误；
B、 和 分子式和结构均相同，属于同一种物质，故B正确；
C、 与 分子式不同，不互为同分异构体，故C错误；
D、 属于醇类， 属于酚，两者结构不相似，不互为同系物，故D错误；
故答案为：B。
【分析】A、 和中所含氢原子种类不同；
B、分子式和结构均相同的物质属于同种物质；
C、分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体；
D、结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
9．【答案】B
【解析】【解答】能与金属钠反应放出氢气说明含羟基，满足条件的结构为（只画碳骨架，数字代表羟基位置）：、、，共8种；
故答案为：B。
【分析】依据能与金属钠反应放出氢气说明含羟基分析。
10．【答案】D
【解析】【解答】甲烷和氯气 在光照下反应的现象是：试管内氯气的黄绿色气体逐渐变淡，有白雾生成，试管内壁上有油状液滴生成，试管中液面上升，食盐水中白色晶体析出。
故答案为：D
【分析】甲烷和氯气在光照下反应的产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，其中只有一氯甲烷常温下呈气态，所以现象是：试管内壁上有油状液滴生成，试管中液面上升，但液体不能充满试管，因为一氯甲烷是气体；食盐水中白色晶体析出是因为反应中生成的氯化氢极易溶于水，溶于水后增加了水中氯离子的浓度，使氯化钠晶体析出。
11．【答案】B
【解析】【解答】某烷烃的1个分子中含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，说明该有机物结构对称，且对称结构为-C(CH3)3，有机物整体结构简式为(CH3)3C-CH2-C(CH3)3，名称为2，2，4，4-四甲基戊烷，综上所述，答案为B。
【分析】烷烃的1个分子中含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，说明该有机物只有2个环境的氢原子，结构具有对称轴，据此回答问题。
12．【答案】C
【解析】【解答】芳香族化合物的分子式为C8H10O，故含有1个苯环，遇三氯化铁溶液显色，含有酚羟基，能与金属钠反应放出氢气，则含酚羟基，侧链可能是 OH与 CH2CH3，有邻间对三种结构，侧链可能有 OH、 CH3、 CH3有6种位置异构，共有9种同分异构体，
故答案为：C。
【分析】芳香族化合物的分子式为 C8H10O ，则含有1个苯环，遇氯化铁溶液显色，说明含有酚羟基，且能与金属钠反应，则侧链可能是-CH2CH3或2个-CH3，2个取代基时在苯环的位置有邻、间、对三种，据此分析解答。
13．【答案】D
【解析】【解答】A． 与互为同位素 ，A不符合题意；
B． 与互为同素异形体，B不符合题意；
C． 与 为同种物质，C不符合题意；
D．由分析可知，乙烷与 的结构不同，不互为同系物，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.同素异形体是指由同种元素组成的不同单质。
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的原子。
C.同分异构体的分子式相同，结构不同。
D.同系物的结构相似，分子量相差n个CH2。
14．【答案】A
【解析】【解答】根据题给信息可知井中废气遇明火可燃，“井火”燃烧的物质是可燃性气体。天然气的主要成分为甲烷，甲烷是可燃性的气体，故A符合题意。
【分析】火井中废气遇明火可燃，井火是燃烧废气形成的，据此分析解答。
15．【答案】D
【解析】【解答】芳香族化合物的分子式为C7H6O2，说明分子中含有苯环，同碳原子数的一元酸、一元酯、羟基醛为同分异构体，所以该物质有苯甲酸、甲酸苯酚酯、邻羟基醛、间羟基醛、对羟基醛，共5种；
故答案为：D．
【分析】芳香族化合物A的分子式为C7H6O2说明分子中含有苯环同碳原子数的一元酸和一元酯为同分异构体。
16．【答案】C
【解析】【解答】A.螺（2，2）戊烷、环戊烯的分子式都为C5H8，环戊烯结构简式为 ，二者分子式相同结构不同，互为同分异构体，A不符合题意；
B.螺（2，2）戊烷 的分子中只有一种位置的H原子，其二氯化物中两个氯原子可能位于1号碳原子上、可能位于1号和2号碳原子上、可能位于1号和3号碳原子上、可能位于1号和4号C原子上，所以其二氯化物超过2种，B不符合题意；
C.螺[2，2]戊烷分子中的所有碳原子上具有甲烷结构特点，因此该分子中所有C原子不可能共平面，C符合题意；
D.螺[2，2]戊烷分子式为C5H8，1mol该物质完全燃烧，耗氧量为(5+2)mol=7mol，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.二者分子式相同，而结构不同；
B.根据定一动一的方法判断二氯代物的种类数；
C.含有饱和碳原子，连接在饱和碳原子上的碳原子不可能共平面；
D.根据有机物的燃烧方程式计算即可。
17．【答案】B
【解析】【解答】分子式为C5H12O的有机物，可能为醇，可能为醚；能与金属钠反应生成氢气，则其为醇；能被氧化为醛，则分子中含有-CH2OH，由此得出该有机物可写成C4H9-CH2OH。C4H9-可能为CH3CH2CH2CH2-、(CH3)2CHCH2-、CH3CH2CH(CH3)-、(CH3)3C-，所以共有4种可能结构，
故答案为：B。
【分析】能与金属钠反应生成氢气，又能被氧化为醛，则分子中含有-CH2OH结构。
18．【答案】B,D
【解析】【解答】A．三种有机化合物分子式相同都是C6H6，互为同分异构体，A不符合题意；
B．d的二氯代物有3种，B符合题意；
C．p的二氯代物，是对称结构有6种，C不符合题意；
D．b的同分异构体还有链状，有两个三键和一个碳碳双键，D符合题意；
故答案为：BD
【分析】A．分子式相同，可互为同分异构体；
B.二氯代物的判断；
C．二氯代物的判断；
D．同分异构体的书写。
19．【答案】B,C
【解析】【解答】 烷烃在光照下与氯气反应，生成一氯代烷的种类与烃分子中含有的氢原子种类有关，分子中含有几种位置不同的氢原子，其一氯代烷就有几种。
A. 该分子中，左右对称，含有2种位置不同的氢原子，所以生成的一氯代烃有2种，A错误；
B. 该分子中，左右对称，含有3种位置不同的氢原子，所以生成的一氯代烃有3种，B正确；
C. 该分子中，上下对称，一个碳原子上连接的三个甲基是相同位置，所以含有3种位置不同的氢原子，所以生成的一氯代烃有3种，C正确；
D. 该分子中，左右对称，一个碳原子上连接的三个甲基是相同位置，含有1种位置不同的氢原子，所以生成的一氯代烃有1种，D错误；
故答案为：B、C。
【分析】 本题考查了有机物的取代反应产物种类计算，会确定烷烃的对称中心找出等效氢原子是解本题的关键。
A.2种位置不同的氢原子：1.2号碳上氢原子；
B.含有3种位置不同的氢原子：1.2.3号碳上氢原子；
C.含有3种位置不同的氢原子：1.3.4号碳上氢原子；
D.含有1种位置不同的氢原子：1号碳上氢原子。
20．【答案】B,D
【解析】【解答】A．根据a、b结构简式可知a分子式是C7H12O4，b分子式是C10H16O4，二者不是相差CH2的整数倍，因此二者不是同系物，A不符合题意；
B．a与Br-CH2CH2CH2Cl在一定条件下发生取代反应产生b和HCl、HBr，故a→b的反应类型为取代反应，B符合题意；
C．c分子中含有饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此c分子中所有碳原子不可能共平面，C不符合题意；
D．b物质以中心碳原子为对称轴，含有4种不同位置的H原子，因此其一氯代物有4种(不考虑立体异构)，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】A.a和b分子结构不同，不能互为同系物
B.根据反应物和生成物即可判断
C.c中存在多个饱和碳原子，故碳原子不共面
D.找出b中氢原子的种类即可
21．【答案】（1）
（2）HCl
（3）使气体混合均匀
（4）吸收过量的
（5）不正确；可能是装置A中挥发出的HCl气体进入E中
（6）5
【解析】【解答】(1) 装置C中反应 ；
(2) 若C中参加反应的甲烷与氯气的体积之比为1：2，两者反应后得到的产物中物质的量最大的是HCl；
(3) B装置有浓硫酸的洗气瓶，有三种功能③是使气体混合均匀 ；
(4) Cl2有强氧化性，能将KI氧化，D装置的作用是吸收过量的Cl2；
(5) 甲同学认为若E中有氯化氢产生，则一定可以说明甲烷与氯气发生了取代反应，这个观点不正确， 可能是装置A中挥发出的HCl气体进入E中 ；
(6) 相对分子质量是84的烷烃为己烷，同分异构体有5种；
【分析】(1) 甲烷的取代反应方程式 ；
(2) 若甲烷与氯气的体积之比为1：2，得到的产物中物质的量最大的是HCl；
(3)浓硫酸的洗气瓶，有三种功能 ①控制气体流速；②干燥气体；③是使气体混合均匀 ；
(4) Cl2有强氧化性，能将KI氧化， 浸有足量KI溶液的石棉可吸收过量的Cl2；
(5) 有氯化氢产生，可能是挥发出的HCl气体 ；
(6) 己烷同分异构体有5种。
22．【答案】（1）②③
（2）取代反应
（3）B
（4）液体分为两层，产生白色沉淀
【解析】【解答】(1)①因为Cl2过量，所以气体最终变为黄绿色，①不正确；②实验过程中，甲中气体体积减小，活塞向内移动，②正确；③甲中生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色油状液体，所以内壁有油珠，③正确；④甲中不可能产生火花，④不正确；
其中正确的是②③。答案为：②③；(2)甲管中发生的四个反应，都为取代反应，所以反应类型为取代反应。答案为：取代反应；(3)A．常温常压下，1体积水能溶解2体积的Cl2，且吸收比较慢，不适宜于吸收Cl2，A不合题意；
B．氢氧化钠溶液与Cl2反应，吸收效果好，B正确；
C．硝酸银溶液能与Cl2、H2O反应的产物HCl反应，从而促进Cl2在水中的溶解，但Cl2的溶解速率仍然比较慢，C不合题意；
D．Cl2难溶于饱和食盐水，不能吸收Cl2，D不合题意；
故答案为：B。答案为：B；(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，油状液体不溶，HCl及Cl2会与AgNO3溶液反应，所以会观察到液体分为两层，产生白色沉淀。答案为：液体分为两层，产生白色沉淀。
【分析】CH4中通入Cl2，在光照条件下发生以下四个反应：CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl，其中只有Cl2呈黄绿色，其它物质都为无色，HCl、CH3Cl为无色气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色油状液体，且反应后Cl2有剩余。
23．【答案】（1）B
（2）CH4+4Cl2CCl4+4HCl
（3）B
（4）CH4+2O2CO2+2H2O
（5）
【解析】【解答】(1)A.甲烷的分子式是CH4，甲烷为正四面体结构，5个原子不可能共面，故A不正确；
B.甲烷分子的空间构型属于正四面体结构，四个氢原子位于正四面体的顶点，碳原子位于正四面体中心，故B正确；
C.甲烷中的任意三个原子都在同一个共面上，故C不正确；
故答案为：B；
(2)甲烷中的氢原子可以被氯原子取代，甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物即四氯化碳，化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；
(3)经过几个小时的反应后，消耗氯气，反应中气体的物质的量减少，所以压强减小，且生成的HCl能够溶解于水，U形管右端的玻璃管中水柱降低；故答案为：B；
(4)甲烷通常用来作燃料，其完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O；
(5)丁烷有两种同分异构体，CH3CH2CH2CH3和。
【分析】(1)A.CH4空间结构为正四面体结构，四个H在四面体的顶点，C在体心
(2)甲烷与氯气反应充分，产生只有一种，则为CCl4；
(3)甲烷和氯气取代反应，压强会减小；
(4)甲烷完全燃烧产物为二氧化碳和水；
(5)丁烷的两种同分异构体：正丁烷和异丁烷。
24．【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；
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