第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第3课时 烷烃的性质
1．丙烷常用作烧烤、便携式炉灶和机动车的燃料。下列有关丙烷的叙述不正确的是（ ）。
A．其空间填充模型为
B．光照下能够发生取代反应
C．与甲烷互为同系物
D．比丁烷更易液化
2．下列属于取代反应的是（ ）。
A．
B．
C．
D．
3. 甲烷是天然气的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。下列有关甲烷的说法正确的是（ ）。
①甲烷是一种正四面体结构的分子
②物质的量1：1的甲烷与氯气发生取代反应时，生成物只有CH3Cl和HCl
③0.5 mol甲烷完全燃烧时消耗氧气最多1mol
④1 mol甲烷全部生成CCl4，最多消耗2 mol氯气
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
4．有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。下列有关烷烃的叙述中，不正确的是（ ）。
A．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键
B．随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高
C．CH4、CH3Cl都是正四面体结构的烷烃，都能和氯气发生取代反应
D．CH4是最简单的有机化合物，其密度比空气小，难溶于水
5．下列有关说法不正确的是（ ）。
A．一定属于烷烃
B．烷烃中每个碳原子都形成四个共价单键
C．烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．某种烷烃完全燃烧后产生了和，则其分子式为
6．取一支硬质大试管，通过排饱和溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如图所示）。下列关于试管内发生的反应及现象的说法不正确的是（ ）。
A．和完全反应后试管内的液面会上升
B．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成
C．甲烷和反应后试管内壁的油状液滴含有、、
D．若与足量在光照下反应，如果生成相同物质的量的四种有机物，则消耗的物质的量为
7．下列关于和的叙述正确的是（ ）。
A．均能使高锰酸钾溶液褪色
B．二者互为同系物
C．都属于烷烃，分子中既有极性共价键又有非极性共价键
D．都是平面形分子，所有原子都处于同一平面内
8．CH4与Cl2混合在光照条件下发生反应生成多种氯代烃
(1)写出CH3Cl的电子式： 。
(2)写出CH4与Cl2反应直接生成氯仿(CHCl3)的化学方程式： ，其反应类型是 。
9. 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图所示。
根据设计要求回答下列问题：
（1）A装置中发生反应的离子方程式是___________。
（2）装置有三种功能：①___________；②均匀混合气体；③干燥混合气体。
（3）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：___________。
（4）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是___________。
（5）E装置的作用是___________(填字母)。
A．吸收氯气 B．吸收氯化氢 C．防止倒吸
（6）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气中主要的含氯有机物为___________(填字母)。
A. CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4
10．实验是科学研究的重要方法。化学实验可以分为定性实验和定量实验。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。
(1)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．
(2)若将1mol与一定量的反应，得到等物质的量的4种有机产物，则生成HCl的物质的量为 mol。
(3)能将氧化铜还原为铜单质，某兴趣小组用以下实验进行验证。
①点燃B处酒精灯前先通入甲烷气体的作用是 。
②反应过程中，C装置中的现象为 ，证明有水生成。
③装置D中澄清石灰水变浑浊，证明 。第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第3课时 烷烃的性质
1．丙烷常用作烧烤、便携式炉灶和机动车的燃料。下列有关丙烷的叙述不正确的是（ ）。
A．其空间填充模型为
B．光照下能够发生取代反应
C．与甲烷互为同系物
D．比丁烷更易液化
【答案】D
【解析】A．根据丙烷的结构简式可知其空间填充模型是 ，A正确；B．烷烃在光照条件下能和氯气发生取代反应，B正确；C．丙烷和甲烷都属于烷烃，互为同系物，C正确；D．一般来说，烷烃分子中碳原子数越多，烷烃的沸点越高，则丙烷的沸点比丁烷低，所以丙烷比丁烷更难液化，D错误；故选D。
2．下列属于取代反应的是（ ）。
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】A．辛烷高温条件下生成丁烷和丁烯，该反应属于裂解反应，故A错误；B．丙烷燃烧属于氧化反应，故B错误；C．氢氧化钠月硝酸反应属于酸碱中和反应，故C错误；D．环己醇与溴化氢生成溴代己烷和水，该反应中羟基被溴原子代替，属于取代反应，故D正确。
3. 甲烷是天然气的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。下列有关甲烷的说法正确的是（ ）。
①甲烷是一种正四面体结构的分子
②物质的量1：1的甲烷与氯气发生取代反应时，生成物只有CH3Cl和HCl
③0.5 mol甲烷完全燃烧时消耗氧气最多1mol
④1 mol甲烷全部生成CCl4，最多消耗2 mol氯气
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】C
【解析】①甲烷分子中C原子与4个H原子形成四个共价键，键角是109°28′，因此CH4分子是一种正四面体结构的分子，①正确；②取代反应是逐步进行的，因此物质的量1：1的甲烷与氯气发生取代反应时，生成物不只有CH3Cl和HCl，生成的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分子，不是只有CH3Cl和HCl两种物质，②错误；③CH4完全燃烧的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O，根据物质反应转化关系可知：0.5 mol甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为1 mol，③正确；④甲烷与氯气发生取代反应，若最终变为CCl4，根据取代反应逐步进行的特点，可知1 mol甲烷全部生成CCl4，最多消耗4 mol氯气，④错误；综上所述可知：说法正确的是①③，故合理选项是C。
4．有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界，也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。烷烃是一类最基本的有机物，从结构上可以看作其他各类有机物的母体。烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。下列有关烷烃的叙述中，不正确的是（ ）。
A．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键
B．随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高
C．CH4、CH3Cl都是正四面体结构的烷烃，都能和氯气发生取代反应
D．CH4是最简单的有机化合物，其密度比空气小，难溶于水
【答案】C
【解析】A．因烷烃是饱和烃，在烷烃分子中，所有的化学键都为单键，A正确；B．因烷烃形成的晶体是分子晶体，随着碳原子数的增加，范德华力在增大，烷烃的熔沸点逐渐升高，B正确；C．CH4是正四面体结构的烷烃， CH3Cl不是正四面体结构，也不是烷烃， 二者都能和氯气在光照条件下发生取代反应，C错误；D．CH4是最简单的有机化合物，其密度比空气小，难溶于水，D正确；故选C。
5．下列有关说法不正确的是（ ）。
A．一定属于烷烃
B．烷烃中每个碳原子都形成四个共价单键
C．烷烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．某种烷烃完全燃烧后产生了和，则其分子式为
【答案】C
【解析】A．C20H42满足饱和烷烃的通式，所以C20H42一定属于烷烃，A正确；B．根据碳的四价原则，烷烃中每个碳原子都以四个共价单键与其他原子结合，B正确；C．烷烃属于饱和烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C错误；D．某种烷烃完全燃烧后产生了17.6g CO2，即CO2的物质的量为，9.0g H2O的物质的量为，碳原子的物质的量为0.4mol，氢原子的物质的量为1mol，烷烃的通式为CnH2n+2，则其分子式为C4H10，D正确。
6．取一支硬质大试管，通过排饱和溶液的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如图所示）。下列关于试管内发生的反应及现象的说法不正确的是（ ）。
A．和完全反应后试管内的液面会上升
B．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成
C．甲烷和反应后试管内壁的油状液滴含有、、
D．若与足量在光照下反应，如果生成相同物质的量的四种有机物，则消耗的物质的量为
【答案】B
【解析】A．CH4和Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl，其中HCl易溶于水，导致试管内压强减小，反应后液面上升，A正确；B．甲烷和氯气发生取代反应，须在光照条件下进行，但不需要采用强光照射，如采用强光照射，可能发生爆炸，B错误；C．CH4和Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，其中二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为油状液滴，C正确；D．甲烷和Cl2反应发生取代反应生成，相同物质的量的四种有机物，根据守恒可知生成，0.25mol、0.25mol 、0.25mol 、0.25mol ，发生反应时1mol氯气取代1molH，则有机物产物中氯原子的物质的量等于消耗氯气的物质的量，即为0.25×(1+2+3+4) mol=2.5mol，D正确。
7．下列关于和的叙述正确的是（ ）。
A．均能使高锰酸钾溶液褪色
B．二者互为同系物
C．都属于烷烃，分子中既有极性共价键又有非极性共价键
D．都是平面形分子，所有原子都处于同一平面内
【答案】B
【解析】A．和均为烷烃，不能使高锰酸钾溶液褪色，A错误；B．和均为烷烃，结构相似，分子式上相差4个“CH2”，二者互为同系物，B正确；C．和均为烷烃，CH4分子中只有极性共价键，没有非极性共价键，C错误；
D．CH4是正四面体结构，所有原子不可能处于同一平面，中含有甲基，具有四面体结构，所有原子不可能处于同一平面，D错误；故选B。
8．CH4与Cl2混合在光照条件下发生反应生成多种氯代烃
(1)写出CH3Cl的电子式： 。
(2)写出CH4与Cl2反应直接生成氯仿(CHCl3)的化学方程式： ，其反应类型是 。
【答案】(1) (2) 取代反应
【解析】（1）CH3Cl的电子式为；（2）CH4与Cl2反应直接生成氯仿(CHCl3)，发生的是取代反应，化学方程式为。
9. 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图所示。
根据设计要求回答下列问题：
（1）A装置中发生反应的离子方程式是___________。
（2）装置有三种功能：①___________；②均匀混合气体；③干燥混合气体。
（3）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：___________。
（4）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是___________。
（5）E装置的作用是___________(填字母)。
A．吸收氯气 B．吸收氯化氢 C．防止倒吸
（6）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气中主要的含氯有机物为___________(填字母)。
A. CH3Cl B. CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4
【答案】（1）MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O （2）控制气体流速 （3）CH4+2Cl2C+4HCl （4）吸收过量的Cl2 （5）BC （6）A
【解析】装置A中，MnO2与浓盐酸在加热条件下发生反应制得Cl2，Cl2中混有HCl和水蒸气；装置B中，CH4、Cl2均匀混合，同时吸收水蒸气，由气泡逸出的快慢，可调整通入CH4、生成Cl2的速率；装置C中发生CH4与Cl2的取代反应；装置D用于除去混合气体中的Cl2；装置E用于吸收HCl尾气。
【小问1详解】A装置中，MnO2与浓盐酸在加热条件下发生反应制得Cl2等，离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
【小问2详解】由分析可知，B装置有三种功能：①控制气体流速；②均匀混合气体；③干燥混合气体。
【小问3详解】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，此物质为碳，发生置换反应还生成HCl，化学方程式：CH4+2Cl2C+4HCl。
【小问4详解】D装置的石棉中均匀混有KI粉末，与Cl2发生反应2KI+Cl2=2KCl+I2，则其作用是：吸收过量的Cl2。
【小问5详解】Cl2被吸收后，还有HCl未处理，则E装置的作用是吸收氯化氢、防止倒吸，故选BC。
【小问6详解】常温下，CH3Cl呈气态，CH2Cl2、CHCl3、CCl4呈液态。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气中主要的含氯有机物为CH3Cl，故选A。
【点睛】在漫射光照射下，CH4与Cl2发生反应时，四步取代反应都可能发生。
10．实验是科学研究的重要方法。化学实验可以分为定性实验和定量实验。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。
(1)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．
(2)若将1mol与一定量的反应，得到等物质的量的4种有机产物，则生成HCl的物质的量为 mol。
(3)能将氧化铜还原为铜单质，某兴趣小组用以下实验进行验证。
①点燃B处酒精灯前先通入甲烷气体的作用是 。
②反应过程中，C装置中的现象为 ，证明有水生成。
③装置D中澄清石灰水变浑浊，证明 。
【答案】(1)D (2)2.5 (3)①排尽装置内的空气防止加热时发生爆炸 ②白色固体变为蓝色 ③有二氧化碳生成
【解析】（1）甲烷会和氯气在光照条件下发生取代反应生成卤代烃，其中一氯甲烷为气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷均为油状液体；光照下反应一段时间后，气体颜色变浅，反应生成两种气体和三种液体，氯化氢溶于水，压强减小，液面上升，因此装置示意图中能正确反映实验现象的是D；（2）若将1mol与一定量的反应，得到等物质的量的4种有机产物，则为等量CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，且均为0.25mol，根据氯守恒可知，生成HCl的物质的量为(0.25×1+0.25×2+0.25×3+0.25×4)mol=2.5mol。
(3)反应前先通入甲烷能够排出装置内的空气，防止甲烷气体与空气混合在加热时可能出现爆炸，浓硫酸吸收甲烷中的水分，防止干扰后续对还原产物的检验，甲烷还原氧化铜得到铜单质，故B装置的黑色粉末变红，若C装置白色无水硫酸铜变蓝，则证明产物中有水生成，若D装置内澄清石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成，据此分析答题。
①由于甲烷气体与空气混合在加热时可能出现爆炸，因此，在进行加热前要把玻璃管中空气全部排出，所以在点燃 B 处酒精灯之前应先通入甲烷排出管内空气然后再进行加热；
②水可以与白色无水硫酸铜反应生成蓝色的五水硫酸铜，所以C 装置中白色固体变为蓝色，证明有水生成；③二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，D 装置内澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。
