山东省聊城市2015-2016学年高一化学人教版必修2同步题组训练：第3章第1节 最简单的有机化合物——甲烷
文档属性
| 名称 | 山东省聊城市2015-2016学年高一化学人教版必修2同步题组训练：第3章第1节 最简单的有机化合物——甲烷 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 158.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-02-26 07:04:19 | ||
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文档简介
第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
[经典基础题]
题组1 有机物及其结构判断
1.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成
B.有机物只含有碳、氢两种元素
C.含碳元素的化合物不一定属于有机物
D.烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物
2.下列物质分子中，属于正四面体结构的是( )
A.CCl4 B.CHCl3
C.CH2Cl2 D.CH3Cl
3.对 ( http: / / www.21cnjy.com )的叙述正确的是( )
A.有两种结构 B.只有一种结构
C.含有非极性键 D.有四种结构
题组2 正确理解取代反应
4.下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是( )
A.CH3Cl B.CCl4 C.CH2Cl2 D.CH4
5.下列反应属于取代反应的是( )
A.C2H4＋3O22CO2＋2H2O
B.Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
C.NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D.CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
题组3 甲烷性质及其燃烧计算
6.在常温和光照条件下，可与甲烷发生反应的是( )
A.氧气 B.氯气
C.酸性高锰酸钾溶液 D.浓硫酸
7.瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15%(体积分数)时遇火所产生的，发生爆炸最剧烈时，甲烷在空气中的体积分数大约为( )
A.10.5% B.9.5% C.8% D.5%
8.一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和H2O的总质量为14.4 g，若其中水的质量为7.2 g，则CO的质量是( )
A.2.8 g B.4.4 g
C.5.6 g D.在2.8 g～5.6 g之间
9.验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A.只测定它的碳、氢原子个数比
B.只要证明它完全燃烧后的产物只有H2O和CO2
C.只测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量的比值
D.测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成H2O和CO2的质量
[能力提升题]
10.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AgNO3溶液的水槽中 ( http: / / www.21cnjy.com )，放在光亮处，片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是____________________，水槽中还观察到____________________，原因是______________________________________________(用离子方程式解释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊溶液又观察到________________，原因是
________________________________________________________________________。
11.如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭 ( http: / / www.21cnjy.com )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度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充 ( http: / / www.21cnjy.com )分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)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________(填字母序号，下同)。
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
(3)U形管左端的气柱变化是__________。
A.体积增大 B.体积减小
C.消失 D.不变
(4)试解释U形管右端的玻璃管中水柱变化的原因：________________________________。
12.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。某化学兴趣小组通过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____________(填编号)。
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )机物，从E中分离出有机物的最佳方法为________。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________(填编号)。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
第2课时 烷烃
[经典基础题]
题组1 烷烃及其性质判断
1.下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( )
A.烷烃同系物随着相对分子质量增大，熔点、沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态
B.烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大逐渐增大
C.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃燃烧时生成二氧化碳和水
D.烷烃都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
2.下列关于CH4和的叙述正确的是( )
A.均能用组成通式CnH2n＋2来表示
B.与所有烷烃互为同分异构体
C.它们物理、化学性质相同
D.通常情况下前者是气体，后者是液体
3.下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是( )
A.氯气 B.溴水
C.氯水 D.酸性高锰酸钾溶液
4.在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是( )
①正丁烷 ②2 甲基丙烷[CH3CH(CH3)CH3]
③戊烷 ④2 甲基丁烷 ⑤2,2 二甲基丙烷[C(CH3)4]
A.①＞②＞③＞④＞⑤
B.⑤＞④＞③＞②＞①
C.③＞④＞⑤＞①＞②
D.②＞①＞⑤＞④＞③
题组2 同系物、同分异构体
5.下列关于同系物的说法中，错误的是( )
A.同系物具有相同的最简式
B.同系物能符合同一通式
C.同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化
6.下列说法中正确的一组是( )
A.H2和D2互为同位素
B. ( http: / / www.21cnjy.com )互为同分异构体
C.正丁烷和异丁烷是同系物
D.CH3CHCH3CH2CH3和CH3CHCH2CH3CH3是同一种物质
7.“立方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为________。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有________种，生成的二氯代物有________种。
(3)若要使1 mol该烷烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。
题组3 烃的燃烧计算
8.在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( )
A.CH4 B.C3H8
C.C4H10 D.C2H6
9.(1)乙烷的电子式为________________，分子式为CmH20的烷烃中m为________，分子式为C8Hn的烷烃中n为________，与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为________，若上述四种烃各为1 mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是________。
(2)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是________。
[能力提升题]
10.有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3
②CH3CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
④
⑤
⑥ ⑦ ( http: / / www.21cnjy.com )其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是__________；属于同种物质的是________。
A.①② B.②③ C.③④⑤⑥⑦ D.①③ E.③④⑤⑦ F.④⑥
11.已知某烷烃分子中电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为______________________________________________________。
(2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式
________________________________________________________________________。
(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是_____________________。(写结构简式)
12.(1)请写出烷烃CnH2n＋2(n≥1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：_________________。
有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答(2)～(4)题(填序号)：
(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2的量最多的是________。
(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是________。
(4)10 mL某气态烃， ( http: / / www.21cnjy.com )在50 mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL的混合气体(所有气体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是________。
答案精析
第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
1.C
2.A [只有CCl4是正四面体，另外三种物质都只是四面体，但不是正四面体。]
3.B [甲烷分子的空间结构是正四面体。若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替，其结构变为四面体，碳原子位于四面体的中心位置，两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连，它们都分别处在相邻的位置。故只有一种结构，如图所示。C—Cl、C—F均为极性键。若换成结构式 ( http: / / www.21cnjy.com )仍为一种而不是两种。CH2Cl2只有一种结构，可证明CH4是正四面体结构，而不是平面正方形结构。]
4.B
5.D [取代反应是有机 ( http: / / www.21cnjy.com )物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。A项C2H4的燃烧不是取代反应；B项为置换反应；C项为复分解反应；D项中Cl原子取代了CH2Cl2中的一个H原子，故属于取代反应。]
6.B [常温下甲烷性质稳定，与浓硫酸 ( http: / / www.21cnjy.com )、酸性高锰酸钾溶液不发生反应。在常温和光照条件下，氧气不能与甲烷发生反应，但氯气能与甲烷发生取代反应。]
7.B [由CH4＋2O2CO2＋2H2O可知，瓦斯爆炸最剧烈时，CH4和O2的体积比应为1∶2，因此CH4与空气的体积比为1∶(2×)≈1∶9.5，那么它在空气中的体积分数为×100%≈9.5%。]
8.A [甲烷燃烧时，当O2少量时 ( http: / / www.21cnjy.com )生成CO和H2O，当O2足量时生成CO2和H2O；所以在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2 mol。设CO和CO2的质量分别为x，y。
则
解得x＝2.8 g。]
9.D [烃仅含碳和氢两种元素，完全燃烧 ( http: / / www.21cnjy.com )的产物为CO2和H2O，但燃烧产物只有CO2和H2O的有机物不一定是烃，它可能含有碳、氢、氧三种元素。]
10.CH2Cl2、CHCl3、CCl4 有白色沉淀产生 Ag＋＋Cl－===AgCl↓ 溶液变红 因反应生成HCl溶于水使溶液显酸性
解析 CH4和Cl2光照生成CH3C ( http: / / www.21cnjy.com )l(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升，HCl溶于水后，与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时溶液中溶质为HCl，故加入紫色石蕊溶液后溶液变红。
11.(1)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl
(2)B
(3)BC(注意：体积消失是体积减小的极限)
(4)反应中气体的物质的量减小，且生成的HCl能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱降低
解析 CH4与Cl2发生取代反应是一个连续的取代过程，生成4种有机物。当限定只产生1种有机物时，可认为CH4中的氢原子完全被取代。
12.(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＋2Cl2C＋4HCl
(6)分液 ab
解析 (1)B装置的三个作用为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)据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为
CH4＋2Cl2C＋4HCl。
(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。
第2课时 烷 烃
1.D [烷烃不能与溴水、酸性KMnO4溶液反应。]
2.A [A项，因二者均为烷烃，都符合 ( http: / / www.21cnjy.com )通式CnH2n＋2；B项，它们与其他烷烃互为同系物；C项，化学性质相似，但物理性质不同；D项，碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气体。]
3.A [类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。]
4.C [根据烃类的熔沸点大小 ( http: / / www.21cnjy.com )判断规律：在有机物同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，熔沸点越低。分析各选项，①②均只有4个C原子，③④⑤均只有5个碳原子，故①②的沸点小于③④⑤的沸点；②有1个支链，而①无，故①>②；③无支链，④只有1个支链，⑤有2个支链，故③>④>⑤；综上所述：③>④>⑤>①>②。]
5.A [结构相似，必属同一类物质，因 ( http: / / www.21cnjy.com )此有同一通式，但不一定有相同的最简式，A错误，B正确；相邻同系物组成上相差一个CH2原子团，C正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，D正确。]
6.D [A项中，H2和D2都是氢的单质； ( http: / / www.21cnjy.com )B项中，由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质；C项中，正丁烷和异丁烷属于同分异构体。]
7.(1)C8H8 (2)1 3 (3)8
解析 (1)1个立方烷分子中 ( http: / / www.21cnjy.com )有8个碳原子，分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个C—C键，故只能与1个氢原子结合。
(2)由于是正方体，8个顶点的位置全部 ( http: / / www.21cnjy.com )一样，所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况，所以二氯代物应有三种结构。
(3)根据取代反应的特点，完全取代8 mol H原子，需8 mol Cl原子，同时又生成8 mol氯化氢。
8.C [设此气态烃的分子式为CxHy ( http: / / www.21cnjy.com )，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋O2xCO2＋H2O，则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为mol，上述选项分别代入mol，比较可知C4H10耗氧量最多。]
9.(1) ( http: / / www.21cnjy.com ) 9 18 C3H8 C9H20
(2)CH4
解析 (1)根据烷烃通式为CnH2n＋2 ( http: / / www.21cnjy.com )可求出m为9，n为18，密度与CO2相同的烷烃式量为44，由14n＋2＝44可求出n为3，即分子式为C3H8。若同为1 mol烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“x＋”的大小，“x＋”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是C9H20。
(2)若同为1 g烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小，“”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是CH4。
10.BD E AF
解析 7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互 ( http: / / www.21cnjy.com )为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为①C5H12 ②C5H12 ③C6H14 ④C6H14 ⑤C6H14 ⑥C6H14 ⑦C6H14。所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；①②结构相同，属于同种物质，④⑥结构相同，属于同种物质；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。
11.(1)C5H12
(2)CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、
( http: / / www.21cnjy.com )
(3) ( http: / / www.21cnjy.com )
解析 (1)烷烃分子通式为CnH2n＋2，则其分子中电子数为6n＋(2n＋2)＝42，n＝5，烷烃分子式为C5H12。
(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、、 ( http: / / www.21cnjy.com )。
(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12三种同分异构体中， ( http: / / www.21cnjy.com )沸点最低。
12.(1)CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O
(2)④ (3)① (4)②
解析 (1)烷烃CnH2n＋2燃烧的 ( http: / / www.21cnjy.com )化学方程式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O；(2)相同状况下，等体积即物质的量相同，消耗O2的量取决于，即丁烷消耗O2的量最多；(3)等质量时耗O2量取决于氢的含量，即甲烷耗O2量最多；(4)反应前后体积之差为25 mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。
第1课时 甲烷的性质
[经典基础题]
题组1 有机物及其结构判断
1.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成
B.有机物只含有碳、氢两种元素
C.含碳元素的化合物不一定属于有机物
D.烃是指燃烧后只生成CO2和H2O的有机物
2.下列物质分子中，属于正四面体结构的是( )
A.CCl4 B.CHCl3
C.CH2Cl2 D.CH3Cl
3.对 ( http: / / www.21cnjy.com )的叙述正确的是( )
A.有两种结构 B.只有一种结构
C.含有非极性键 D.有四种结构
题组2 正确理解取代反应
4.下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是( )
A.CH3Cl B.CCl4 C.CH2Cl2 D.CH4
5.下列反应属于取代反应的是( )
A.C2H4＋3O22CO2＋2H2O
B.Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
C.NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D.CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
题组3 甲烷性质及其燃烧计算
6.在常温和光照条件下，可与甲烷发生反应的是( )
A.氧气 B.氯气
C.酸性高锰酸钾溶液 D.浓硫酸
7.瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15%(体积分数)时遇火所产生的，发生爆炸最剧烈时，甲烷在空气中的体积分数大约为( )
A.10.5% B.9.5% C.8% D.5%
8.一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和H2O的总质量为14.4 g，若其中水的质量为7.2 g，则CO的质量是( )
A.2.8 g B.4.4 g
C.5.6 g D.在2.8 g～5.6 g之间
9.验证某有机物属于烃，应完成的实验内容是( )
A.只测定它的碳、氢原子个数比
B.只要证明它完全燃烧后的产物只有H2O和CO2
C.只测定其燃烧产物中H2O和CO2的物质的量的比值
D.测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成H2O和CO2的质量
[能力提升题]
10.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AgNO3溶液的水槽中 ( http: / / www.21cnjy.com )，放在光亮处，片刻后发现试管壁上有油状液滴出现，该油状液滴可能是____________________，水槽中还观察到____________________，原因是______________________________________________(用离子方程式解释)。若向水槽中再滴入几滴紫色石蕊溶液又观察到________________，原因是
________________________________________________________________________。
11.如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭 ( http: / / www.21cnjy.com )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度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充 ( http: / / www.21cnjy.com )分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)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________(填字母序号，下同)。
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
(3)U形管左端的气柱变化是__________。
A.体积增大 B.体积减小
C.消失 D.不变
(4)试解释U形管右端的玻璃管中水柱变化的原因：________________________________。
12.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。某化学兴趣小组通过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____________(填编号)。
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )机物，从E中分离出有机物的最佳方法为________。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________(填编号)。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
第2课时 烷烃
[经典基础题]
题组1 烷烃及其性质判断
1.下列关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( )
A.烷烃同系物随着相对分子质量增大，熔点、沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态
B.烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大逐渐增大
C.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃燃烧时生成二氧化碳和水
D.烷烃都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
2.下列关于CH4和的叙述正确的是( )
A.均能用组成通式CnH2n＋2来表示
B.与所有烷烃互为同分异构体
C.它们物理、化学性质相同
D.通常情况下前者是气体，后者是液体
3.下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是( )
A.氯气 B.溴水
C.氯水 D.酸性高锰酸钾溶液
4.在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是( )
①正丁烷 ②2 甲基丙烷[CH3CH(CH3)CH3]
③戊烷 ④2 甲基丁烷 ⑤2,2 二甲基丙烷[C(CH3)4]
A.①＞②＞③＞④＞⑤
B.⑤＞④＞③＞②＞①
C.③＞④＞⑤＞①＞②
D.②＞①＞⑤＞④＞③
题组2 同系物、同分异构体
5.下列关于同系物的说法中，错误的是( )
A.同系物具有相同的最简式
B.同系物能符合同一通式
C.同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化
6.下列说法中正确的一组是( )
A.H2和D2互为同位素
B. ( http: / / www.21cnjy.com )互为同分异构体
C.正丁烷和异丁烷是同系物
D.CH3CHCH3CH2CH3和CH3CHCH2CH3CH3是同一种物质
7.“立方烷”是一种新合成的烃，其分子为正方体结构，其碳架结构如图所示。
(1)立方烷的分子式为________。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有________种，生成的二氯代物有________种。
(3)若要使1 mol该烷烃的所有氢原子全部被氯原子取代，需要________mol氯气。
题组3 烃的燃烧计算
8.在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是( )
A.CH4 B.C3H8
C.C4H10 D.C2H6
9.(1)乙烷的电子式为________________，分子式为CmH20的烷烃中m为________，分子式为C8Hn的烷烃中n为________，与CO2密度(同温同压)相同的烷烃分子式为________，若上述四种烃各为1 mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是________。
(2)若CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种烃各为1 g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是________。
[能力提升题]
10.有下列结构的物质：①CH3(CH2)3CH3
②CH3CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH2CH3
④
⑤
⑥ ⑦ ( http: / / www.21cnjy.com )其中，属于同系物的是________；属于同分异构体的是__________；属于同种物质的是________。
A.①② B.②③ C.③④⑤⑥⑦ D.①③ E.③④⑤⑦ F.④⑥
11.已知某烷烃分子中电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为______________________________________________________。
(2)写出该烷烃分子的所有同分异构体的结构简式
________________________________________________________________________。
(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是_____________________。(写结构简式)
12.(1)请写出烷烃CnH2n＋2(n≥1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：_________________。
有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答(2)～(4)题(填序号)：
(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2的量最多的是________。
(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是________。
(4)10 mL某气态烃， ( http: / / www.21cnjy.com )在50 mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL的混合气体(所有气体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是________。
答案精析
第三章 有机化合物
第一节 最简单的有机化合物——甲烷
第1课时 甲烷的性质
1.C
2.A [只有CCl4是正四面体，另外三种物质都只是四面体，但不是正四面体。]
3.B [甲烷分子的空间结构是正四面体。若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替，其结构变为四面体，碳原子位于四面体的中心位置，两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连，它们都分别处在相邻的位置。故只有一种结构，如图所示。C—Cl、C—F均为极性键。若换成结构式 ( http: / / www.21cnjy.com )仍为一种而不是两种。CH2Cl2只有一种结构，可证明CH4是正四面体结构，而不是平面正方形结构。]
4.B
5.D [取代反应是有机 ( http: / / www.21cnjy.com )物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。A项C2H4的燃烧不是取代反应；B项为置换反应；C项为复分解反应；D项中Cl原子取代了CH2Cl2中的一个H原子，故属于取代反应。]
6.B [常温下甲烷性质稳定，与浓硫酸 ( http: / / www.21cnjy.com )、酸性高锰酸钾溶液不发生反应。在常温和光照条件下，氧气不能与甲烷发生反应，但氯气能与甲烷发生取代反应。]
7.B [由CH4＋2O2CO2＋2H2O可知，瓦斯爆炸最剧烈时，CH4和O2的体积比应为1∶2，因此CH4与空气的体积比为1∶(2×)≈1∶9.5，那么它在空气中的体积分数为×100%≈9.5%。]
8.A [甲烷燃烧时，当O2少量时 ( http: / / www.21cnjy.com )生成CO和H2O，当O2足量时生成CO2和H2O；所以在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2 mol。设CO和CO2的质量分别为x，y。
则
解得x＝2.8 g。]
9.D [烃仅含碳和氢两种元素，完全燃烧 ( http: / / www.21cnjy.com )的产物为CO2和H2O，但燃烧产物只有CO2和H2O的有机物不一定是烃，它可能含有碳、氢、氧三种元素。]
10.CH2Cl2、CHCl3、CCl4 有白色沉淀产生 Ag＋＋Cl－===AgCl↓ 溶液变红 因反应生成HCl溶于水使溶液显酸性
解析 CH4和Cl2光照生成CH3C ( http: / / www.21cnjy.com )l(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴；因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升，HCl溶于水后，与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时溶液中溶质为HCl，故加入紫色石蕊溶液后溶液变红。
11.(1)CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl
(2)B
(3)BC(注意：体积消失是体积减小的极限)
(4)反应中气体的物质的量减小，且生成的HCl能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱降低
解析 CH4与Cl2发生取代反应是一个连续的取代过程，生成4种有机物。当限定只产生1种有机物时，可认为CH4中的氢原子完全被取代。
12.(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＋2Cl2C＋4HCl
(6)分液 ab
解析 (1)B装置的三个作用为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)据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为
CH4＋2Cl2C＋4HCl。
(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。
第2课时 烷 烃
1.D [烷烃不能与溴水、酸性KMnO4溶液反应。]
2.A [A项，因二者均为烷烃，都符合 ( http: / / www.21cnjy.com )通式CnH2n＋2；B项，它们与其他烷烃互为同系物；C项，化学性质相似，但物理性质不同；D项，碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气体。]
3.A [类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。]
4.C [根据烃类的熔沸点大小 ( http: / / www.21cnjy.com )判断规律：在有机物同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，熔沸点越低。分析各选项，①②均只有4个C原子，③④⑤均只有5个碳原子，故①②的沸点小于③④⑤的沸点；②有1个支链，而①无，故①>②；③无支链，④只有1个支链，⑤有2个支链，故③>④>⑤；综上所述：③>④>⑤>①>②。]
5.A [结构相似，必属同一类物质，因 ( http: / / www.21cnjy.com )此有同一通式，但不一定有相同的最简式，A错误，B正确；相邻同系物组成上相差一个CH2原子团，C正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，D正确。]
6.D [A项中，H2和D2都是氢的单质； ( http: / / www.21cnjy.com )B项中，由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质；C项中，正丁烷和异丁烷属于同分异构体。]
7.(1)C8H8 (2)1 3 (3)8
解析 (1)1个立方烷分子中 ( http: / / www.21cnjy.com )有8个碳原子，分布在立方烷各顶点。氢原子数目可根据碳原子最多形成4个价键来考虑。由于每个碳原子与其他碳原子均已形成3个C—C键，故只能与1个氢原子结合。
(2)由于是正方体，8个顶点的位置全部 ( http: / / www.21cnjy.com )一样，所以立方烷只有一种一氯代物。根据正方体中两顶点的相对位置只有3种情况，所以二氯代物应有三种结构。
(3)根据取代反应的特点，完全取代8 mol H原子，需8 mol Cl原子，同时又生成8 mol氯化氢。
8.C [设此气态烃的分子式为CxHy ( http: / / www.21cnjy.com )，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋O2xCO2＋H2O，则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为mol，上述选项分别代入mol，比较可知C4H10耗氧量最多。]
9.(1) ( http: / / www.21cnjy.com ) 9 18 C3H8 C9H20
(2)CH4
解析 (1)根据烷烃通式为CnH2n＋2 ( http: / / www.21cnjy.com )可求出m为9，n为18，密度与CO2相同的烷烃式量为44，由14n＋2＝44可求出n为3，即分子式为C3H8。若同为1 mol烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“x＋”的大小，“x＋”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是C9H20。
(2)若同为1 g烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小，“”的值越大，消耗O2越多，此题中消耗O2最多的是CH4。
10.BD E AF
解析 7种物质均为烷烃，若碳原子数不同，则互 ( http: / / www.21cnjy.com )为同系物；若碳原子数相同，而结构不同，则互为同分异构体；若碳原子数相同，且结构也相同，则为同一种物质。7种物质的分子式分别为①C5H12 ②C5H12 ③C6H14 ④C6H14 ⑤C6H14 ⑥C6H14 ⑦C6H14。所以①②中任一物质与③④⑤⑥⑦中任一物质均属于同系物；①②结构相同，属于同种物质，④⑥结构相同，属于同种物质；③④⑤⑦或③⑤⑥⑦互为同分异构体。
11.(1)C5H12
(2)CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、
( http: / / www.21cnjy.com )
(3) ( http: / / www.21cnjy.com )
解析 (1)烷烃分子通式为CnH2n＋2，则其分子中电子数为6n＋(2n＋2)＝42，n＝5，烷烃分子式为C5H12。
(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3、、 ( http: / / www.21cnjy.com )。
(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12三种同分异构体中， ( http: / / www.21cnjy.com )沸点最低。
12.(1)CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O
(2)④ (3)① (4)②
解析 (1)烷烃CnH2n＋2燃烧的 ( http: / / www.21cnjy.com )化学方程式为CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O；(2)相同状况下，等体积即物质的量相同，消耗O2的量取决于，即丁烷消耗O2的量最多；(3)等质量时耗O2量取决于氢的含量，即甲烷耗O2量最多；(4)反应前后体积之差为25 mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。