第3章 重要的有机化合物
第1节 认识有机化合物
第1课时 有机化合物的性质
1.关于取代反应和置换反应的下列说法中,正确的是( )
A.取代反应和置换反应中一定都有单质生成
B.取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应
C.取代反应大多是可逆的,反应速率慢,而置换反应一般是单向进行的,反应速率快
D.取代反应和置换反应的产物都是唯一的,不会有多种产物并存的现象
解析:取代反应不一定有单质生成,也不一定是氧化还原反应,产物会存在多种产物并存的现象。
答案:C
2.在光照条件下,下列各组混合物几乎没有反应发生的是( )
A.甲烷和溴蒸气 B.氢气和氯气
C.甲烷和氧气 D.甲烷和氯气
解析:甲烷与氧气反应的条件是点燃。
答案:C
3.下列关于碳氢化合物的说法正确的是( )
A.碳氢化合物的通式为CnH2n+2
B.燃烧产物为CO2和H2O的化合物一定是碳氢化合物
C.碳原子间以单键相连的烃是烷烃
D.碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数
解析:CnH2n+2是烷烃的通式,故A项错误;燃烧产物为CO2和H2O的化合物不一定是碳氢化合物,分子通式为CxHyOz的燃烧产物也是CO2和H2O,故B项错误;仅由碳和氢两种元素组成的物质称为烃,碳原子之间都以碳碳单键连接成链状,碳原子剩余价键全部跟氢原子相结合的烃,才称为烷烃,故C项错误;因为碳原子的相对原子质量是偶数,烃分子中的氢原子数也一定是偶数,所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数,故D项正确。
答案:D
4.下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是( )
A.都是有机物
B.都不溶于水
C.有一种气态物质,其余均是液体
D.除一种外均是四面体结构
解析:甲烷与Cl2反应的产物中HCl不是有机物,产物中CH3Cl、HCl是气态物质,除HCl外,其余产物均为四面体结构。
答案:D
5.如图所示,集气瓶内充满某混合气体,置于光亮处,将滴管内的水挤入集气瓶后,烧杯中的水进入集气瓶,集气瓶内气体是( )
①CO、O2 ②Cl2、CH4 ③NO2、O2
④N2、H2
A.①② B.②④
C.③④ D.②③
答案:D
6.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4,同温同压下乙管中注入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,气体在甲管中反应,针管放在光亮处一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象:
①气体最终变为无色;②实验过程中,甲管活塞向内移动;③甲管内壁有油珠;④产生火花。
其中正确的是________。
(2)甲管中发生化学反应的类型为________。
(3)反应后,甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是______。
A.水 B.NaOH溶液
C.AgNO3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________________,若再向其中滴入几滴石蕊试液,又观察到________________。
解析:在光照条件下,甲烷与氯气发生反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。
(1)理论上,甲烷与氯气体积比为1∶4时,二者恰好完全反应,而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1,说明氯气过量,反应后仍有氯气剩余。该反应进行缓慢,不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体,所以气体的总物质的量减小,内部压强减小,甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢,可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀,同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,因Cl2有剩余,若加入几滴石蕊,溶液会先变红后退色。
答案:(1)②③ (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层,产生白色沉淀 溶液先变红后退色
(时间:40分钟 分值:100分)
A级 基础巩固
基础题Ⅰ
1.由某气体发生装置导出的气体为甲烷、一氧化碳、氢气中的一种,下列判断中正确的是( )
A.将气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液颜色无变化,该气体一定是甲烷
B.在导管口点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用干燥的冷烧杯罩在火焰上方,杯壁有水滴产生,该气体一定是甲烷
C.点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用沾有澄清石灰水的冷烧杯罩在火焰上方,烧杯壁上有白色物质产生,该气体一定是甲烷
D.若上述B、C的现象均能出现,则可判断该气体一定是甲烷
解析:B项中现象变化说明有H2O生成,可知气体物质中含H元素;C项中现象变化说明有CO2生成,可知气体物质中含C元素;B项、C项中现象同时出现,说明既含H元素又含C元素,只有CH4气体符合。
答案:D
2.用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能,其主要成分的结构简式为:,它属于( )
A.烃类 B.无机物
C.有机物 D.烷烃
解析:该有机物除含碳、氢两种元素外,还含有硫元素,故不属于烃类,也不属于烷烃。
答案:C
3.氯仿(CHCl3)可做麻醉剂,但常因保存不妥而被氧气氧化,产生剧毒物质光气(COCl2):2CHCl3+O2―→2HCl+2COCl2,为了防止事故发生,在使用前需检验氯仿是否变质,应选用的试剂是( )
A.氢氧化钠溶液 B.AgNO3溶液
C.盐酸 D.水
解析:CHCl3中的Cl不是以Cl-形式存在的,而AgNO3溶液检验的是Cl-。根据题中所给反应的生成物中有HCl可知,若CHCl3已变质,则遇AgNO3溶液会产生白色沉淀,故可用AgNO3溶液来检验。
答案:B
4.将试管中的甲烷和氯气光照一段时间后,拔开橡胶塞,实验过程中不可能观察到的现象是( )
A.试管中气体的黄绿色变浅
B.试管中有火星出现
C.试管壁上有油状液滴出现
D.试管口有白雾
解析:甲烷和氯气光照一段时间后试管内气体颜色逐渐变浅,内壁有油状液滴出现,拔开橡胶塞试管口有少量白雾出现。故选B。
答案:B
5.将标准状况下的11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合点燃,恢复到原状况后,气体的体积为( )
A.11.2 L B.22.4 L C.33.6 L D.44.8 L
解析:CH4+2O2CO2+2H2O,因此11.2 L甲烷与22.4 L氧气恰好完全反应生成11.2 L的CO2气体。
答案:A
基础题Ⅱ
6.有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应的是( )
A.CH2Cl2+Br2CHBrCl2+HBr
B.CH3OH+HClCH3Cl+H2O
C.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
D.CH3—CH2—Br+H2OCH3—CH2—OH+HBr
解析:取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的反应为置换反应。
答案:C
7.天然气作为清洁能源,在助力节能减排的同时,也出现了“油改气”或“煤改气”,于是带来“气荒”等问题。
(1)天然气主要成分的分子式是________,电子式为________,结构式为________;分子里各原子的空间分布呈________结构。
(2)天然气主要成分在空气中燃烧的实验现象是______________
________。反应的化学方程式为_____________________。
解析:天然气的主要成分是甲烷,甲烷的分子式、电子式、结构式分别为CH4、,甲烷分子是正四面体结构。
答案:(1)CH4 正四面体 (2)产生淡蓝色火焰 CH4+2O2CO2+2H2O
B级 能力提升
8. 3个装有CH4和Cl2混合气体的集气瓶,用玻璃片盖好瓶口后,分别作如下处理,各有怎样的现象发生?
(1)①置于黑暗中:________________;
②将点燃的镁条靠近集气瓶外壁:________________;
③放在有光线的房子里:________________________。
(2)CH4和Cl2发生的一系列反应都是________(填反应类型)反应,请写出CH4和Cl2反应生成一氯甲烷的化学方程式:__________。
(3)若要使0.5 mol CH4完全和Cl2发生取代反应,并生成相同物质的量的四种取代产物,则生成HCl的物质的量为________。
A.2.5 mol B.2 mol
C.1.25 mol D.0.5 mol
解析:对于有机反应,反应条件非常重要,通过控制反应条件,可使CH4和Cl2的取代反应发生的现象不同。0.5 mol CH4生成等物质的量的4种取代产物,即0.125 mol CH3Cl、0.125 mol CH2Cl2、0.125 mol CHCl3、0.125 mol CCl4,生成HCl的物质的量为n(HCl)=0.125 mol×1+0.125 mol×2+0.125 mol×3+0.125 mol×4=1.25 mol,故选C项。
答案:(1)①无明显现象 ②爆炸 ③黄绿色逐渐变浅,有油状液滴生成 (2)取代 CH4+Cl2CH3Cl+HCl (3)C
9.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,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭混合气体的装置放置在有光亮的地方,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分,且只产生一种有机物,请写出反应的化学方程式:________________________________________。
(2)若甲烷与氯气的体积比为1∶1,则得到的产物为______。
A.CH3Cl、HCl
B.CCl4、HCl
C.CH3Cl、CH2Cl2
D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
(3)反应一段时间后,U形管右端的液面变化是________。
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
(4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端可观察到___________
_____________________________________________________。
(5)右端玻璃管的作用是________________________________。
解析:(1)因氯气足量,若充分反应,则甲烷中的四个氢原子可完全被取代,生成四氯化碳和氯化氢,反应的化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl。(2)甲烷与氯气的取代反应,是四步反应同时发生,故得到四种氯代产物和氯化氢。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应,U形管左端生成的氯化氢气体易溶于水且生成的有机物中只有CH3Cl为气体,所以压强减小,U形管右端液面下降,左端液面升高。(4)因左端生成的氯化氢溶于水后发生反应2HCl+Na2SiO3===H2SiO3(胶体)+2NaCl,所以可观察到有白色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压,在U形管右端插有一个玻璃管。
答案:(1)CH4+4Cl2CCl4+4HCl (2)D (3)B (4)有白色胶状沉淀生成 (5)平衡气压
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