高中化学复习知识点甲烷与氯气反应的四种产物结构性质及用途.docx

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高中化学复习知识点甲烷与氯气反应的四种产物结构性质及用途

高中化学复习知识点：

甲烷与氯气反应的四种产物结构、性质及用途

一、单选题

1．下列由实验得出的结论正确的是

实验

结论

A．

将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明

生成的1，2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳

B．

乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体

乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性

C．

用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除

乙酸的酸性小于碳酸的酸性

D．

甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红

生成的氯甲烷具有酸性

A．AB．BC．CD．D

2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）

A．

含有的电子数为NA

B．标准状况下，

的

中含有的氯原子数为0.4NA

C．常温常压下，

葡萄糖和冰醋酸的混合物中含有的原子总数为0.4NA

D．标准状况下，

的乙烯所含碳原子的个数为0.4NA

3．下列说法正确的是（）

A．甲烷分子的电子式为

，分子中各原子都达到最外层8电子的稳定结构

B．甲烷分子中化学键之间的夹角不相等

C．CH4分子比SiH4分子稳定，说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强

D．CH3Cl分子中四个化学键的长度和强度均相同，相互之间的夹角相等

4．已知正四面体形分子E与线形分子G反应，生成四面体形分子L和直线形分子M。

组成E分子中的元素的原子序数都小于10，组成G分子的元素为第三周期的元素。

反应过程示意图如下，则下列判断中正确的是（）。

A．常温常压下，E是一种液态有机物B．M是一种含有非极性键的分子

C．干燥的G能漂白湿润的有色物质D．上述反应的类型是加成反应

5．将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在光照条件下充分反应，生成物中物质的量最多的是（）

A．CH3ClB．CH2Cl2C．CCl4D．HCl

6．下列有关甲烷的说法不正确的是（）。

A．

甲烷中含有4molC-H共价键

B．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构

C．光照条件下甲烷能与氯气发生取代反应

D．通常情况下，甲烷与强酸、强碱均不反应

7．氯仿可作麻醉剂，但常因保存不当而被空气氧化，产生剧毒物质光气（COCl2），发生的化学反应为2CHCl3+O2→2COCl2+2HCl。

为防止事故发生，在使用前需检验氯仿是否变质，应选用的试剂是（）

A．NaOH溶液B．AgNO3溶液C．HCl溶液D．H2O

8．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

③0.5mol甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为1mol

④1mol甲烷全部生成CCl4，最多消耗2mol氯气

A．①②B．③④C．①③D．②④

9．已知最简单的有机物E和直线型分子G在光照条件下反应，生成四面体型分子L和直线型分子M（组成G分子的元素为第三周期的元素），如下图。

则下列判断错误的是

A．常温常压下，E是一种无色无味的气体

B．上述反应类型是加成反应

C．在光照条件L能与G继续发生与上述类似的反应

D．上述反应类型是取代反应

二、多选题

10．下列由实验得出的结论正确的是

实验

结论

A．

将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，最终得

到无色透明的均匀液体

生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳

B．

乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性

气体

乙醇分子中的氢与水分子中的

氢具有相同的活性

C．

用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除

乙酸的酸性强于碳酸的酸性

D．

甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红

生成的氯代甲烷具有酸性

A．AB．BC．CD．D

三、综合题

11．按要求回答下列问题：

（1）苯、四氯化碳、乙醇、汽油是常见的有机溶剂，能与水互溶的是________；不溶于水，且密度比水小的是________。

（2）一瓶无色气体，可能含有CH4和CH2=CH2或其中的一种，与一瓶Cl2混合后光照，观察到黄绿色逐渐退去，瓶壁有少量无色油状小液滴。

①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4，你认为是否正确？

________（填“正确”或“不正确”），理由是______________________。

②上述实验可能涉及的反应类型有_________________________。

（3）含有

的化合物与CH2=CH2一样，在一定条件下可聚合成高分子化合物。

①广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料，是由

聚合而成的，其化学方程式是________________________。

②电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯

，它是由________（写结构简式）聚合而成的。

四、填空题

12．CH4和Cl2按照一定比例充入大试管中。

将此试管倒立在盛有AgNO3溶液的水槽中，放在光亮处，片刻后发现试管内液面上升且壁上有油状液滴出现。

（1）CH4的电子式为__。

（2）CH4和Cl2反应生成一氯甲烷的化学方程式___。

反应类型是___。

（3）此反应生成___种产物，产物中物质的量最多的是___。

（4）说明水槽中溶液的变化现象及原因___。

参考答案

1．A

【解析】

【详解】

A.乙烯与溴发生加成反应生成的1，2−二溴乙烷无色，可溶于四氯化碳，故A正确；

B.乙醇与Na反应不如水与Na反应剧烈，则水中羟基的氢活泼，故B错误；

C.乙酸与碳酸钙发生反应生成乙酸钙、二氧化碳和水，即强酸制取弱酸的原理，则乙酸的酸性大于碳酸的酸性，故C错误；

D.甲烷与氯气在光照下反应生成HCl溶于水显酸性，一氯甲烷不溶于水即不具有酸性，HCl能使湿润的石蕊试纸变红，故D错误；

故选A。

【点睛】

强酸制弱酸规律：

强酸+较弱酸盐=较弱酸+强酸盐；

醇、酚、拨酸中-OH上的H的活性：

R-COOH>R-OH。

2．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．1个甲烷中含有1个C和4个H，含有10个电子，所以1molCH4含有的电子数为10NA，故A错误；

B．标准状况下，四氯化碳为液体，不能用气体摩尔体积计算

的

中含有的氯原子数，故B错误；

C．葡萄糖和冰醋酸的最简式相同，均为CH2O，3.0g混合物含有CH2O的物质的量=

=0.1mol，含有的原子数=0.1×4×NA=0.4NA，故C正确；

D．标准状况下，2.24L乙烯的物质的量为

=

，乙烯的分子式为C2H4，含碳原子个数0.1mol×2×NA=0.2NA，故D错误；

故选C。

【点睛】

本题的易错点为B，要注意气体摩尔体积“

”的使用条件和适用范围。

3．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．甲烷分子中H原子最外层只有2个电子，A选项错误；

B．甲烷为正四面体形，分子中化学键之间的夹角相等，均为109°28′，B选项错误；

C．元素的非金属性越强，其简单氢化物越稳定，反正亦然，C选项正确；

D．CH3Cl分子中C—Cl键与C—H键的长度和强度均不相同，化学键之间的夹角也不完全相等，D选项错误；

答案选C。

4．C

【解析】

【分析】

从E的结构式看，中心原子形成4个共价键，则应为碳（C），其它原子为氢（H）；组成G分子的元素为第三周期的元素，两原子间形成一对共用电子，则其为氯（Cl）。

【详解】

A．常温常压下，E（CH4）是一种气态有机物，A不正确；

B．M（HCl）是一种含有极性键的分子，B不正确；

C．干燥的G遇到湿润的有色物质，能与水先反应生成HClO，从而漂白有色物质，C正确；

D．上述反应的类型是取代反应，D不正确；

故选C。

5．D

【解析】

【分析】

【详解】

假设甲烷和氯气的物质的量都是1mol，1mol甲烷和1mol氯气在光照条件下发生完全反应，生成有机物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，根据碳原子守恒知，生成的各种氯代烃的物质的量都小于1mol，但生成的氯化氢的物质的量1mol，所以生成物中物质的量最多的产物是HCl；

答案选D。

6．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．甲烷的结构式为

，则1mol甲烷中含有4molC-H共价键，A正确；

B．CH3Cl不是正四面体结构，B不正确；

C．光照条件下甲烷能与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，C正确；

D．通常情况下，甲烷不能表现出碱性、酸性，不能与强酸、强碱发生反应，D正确；

故选B。

7．B

【解析】

【分析】

根据方程式2CHCl3+O2→2COCl2+2HCl可以知道，如果氯仿变质会生成HCl，可以通过检验是否有HCl生成来判断氯仿是否变质，Cl-一般用Ag+检验，据此分析回答。

【详解】

A.加入NaOH溶液，没有明显的现象，不能用来检验，A选项错误；

B.氯仿被氧化时生成HCl，加入AgNO3溶液生成AgCl的白色沉淀，可以检验，B选项正确；

C.HCl就是盐酸的主要成分，两者混合无明显现象，不能用来检验，C选项错误；

D.加入水，HCl溶于水无明显现象，不能用来检验，D选项错误；

答案选B。

8．C

【解析】

【详解】

①甲烷分子中C原子是sp3杂化，形成4个能量等同的轨道，然后与4个H原子结合，形成CH4，因此CH4是一种正四面体结构的分子，①正确；

②甲烷与氯气发生取代反应的逐步进行的，因此即使是按物质的量1：

1的甲烷与氯气发生取代反应时，生成物也不是只有CH3Cl和HCl，还可能含有CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，②错误；

③甲烷化学式是CH4，1mol甲烷完全反应，消耗2molO2，则0.5mol甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为1mol，③正确；

④根据取代反应的特点，1mol甲烷全部生成CCl4，最多消耗4mol氯气，④错误；

故合理选项是C。

9．B

【解析】

【分析】

已知最简单的有机物E为甲烷，直线型分子G，组成G分子的元素为第三周期的元素，且G是双原子分子，所以G是Cl元素，该反应是甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，即L是一氯甲烷，M是氯化氢，以此解答该题。

【详解】

A.E为甲烷，在常温下为无色无味的气体，A正确；

B.甲烷中的氢原子被氯原子取代生成一氯甲烷，属于取代反应，而不是加成；B错误；

C.甲烷与氯气的取代反应为连锁反应，L中的H原子仍能被Cl取代，所以在光照条件L能与G继续发生与上述类似的反应，C正确；

D.甲烷中的氢原子被氯原子取代生成一氯甲烷，属于取代反应，D正确；

故合理选项是B。

【点睛】

本题以物质的推断为载体考查了元素化合物的性质、有机反应等知识点，侧重考查学生的分析能力，能根据原子半径大小及分子中含有的原子数目正确推断物质是解本题的关键，注意卤代烃不溶于水。

10．AC

【解析】

【分析】

【详解】

A．乙烯含有碳碳双键，可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，生成1，2-二溴乙烷，溶液最终变为无色透明，A选项正确；

B．乙醇的结构简式为CH3CH2OH，只有羟基可与钠反应，且-OH中H的活性比水的弱，B选项错误；

C．用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除，说明醋酸可与碳酸钙等反应，从强酸制备弱酸的角度判断，乙酸的酸性大于碳酸，C选项正确；

D．甲烷与氯气在光照条件下反应生成的气体有一氯甲烷和氯化氢，使湿润的石蕊试纸变红的气体为氯化氢，一氯甲烷为非电解质，不能电离，D选项错误；

答案选AC。

11．乙醇苯、汽油不正确因为CH2=CH2也可以与Cl2发生加成反应，而使黄绿色逐渐退去，生成的CH2ClCH2Cl也是油状液体取代反应、加成反应

【解析】

【分析】

（1）大多数有机物不溶于水，而乙醇与水混溶，苯、汽油的密度比水小；

（2）①乙烯和氯气发生反应，甲烷和氯气发生反应；

②乙烯和氯气发生加成反应，甲烷和氯气发生取代反应；

（3）①聚氯乙烯塑料不具有可塑性，为线型分子，由氯乙烯发生加聚反应制取；

②聚苯乙烯由苯乙烯

发生加聚反应产生。

【详解】

（1）苯、四氯化碳、乙醇、汽油是常见的有机溶剂，能与水互溶的是含羟基的物质-乙醇；而不溶于水，且密度比水小的纯净物为苯，汽油为混合物。

即不溶于水、密度比水小的物质有汽油、苯；

（2）①乙烯可以和氯气发生加成反应，而使黄绿色逐渐褪色，生成的CH2ClCH2Cl是油状液体；而甲烷也可以和氯气发生取代反应，生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是无色油状液体，都能使黄绿色逐渐褪去；因此不能由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4；

②乙烯和氯气发生加成反应，甲烷和氯气发生取代反应；

（3）①聚氯乙烯塑料为线型分子，可由氯乙烯发生加聚反应制取，该反应为

；

②苯乙烯

发生加聚反应产生聚苯乙烯。

【点睛】

本题考查有机物的结构与性质及反应现象的关系的知识，有机物的结构决定性质，可以根据所学知识进行回答，熟记官能团的性质是解题的关键。

12．

CH4+Cl2

CH3Cl+HCl取代反应5HClCH4和Cl2在光照条件下一开始生成CH3Cl（气体），随着Cl2的不断消耗，生成难溶于水的CH2Cl2、CHCl3、CCl4（均为油状液体）附着在试管壁上，试管内压强减小，水位在试管内上升，但不完全充满试管，同时生成的HCl溶于水后与AgNO3溶液反应，HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3，溶液中产生白色沉淀

【解析】

【分析】

【详解】

（1）甲烷为共价化合物，C原子与氢原子形成共用电子对，电子式为

，故答案为

；

（2）CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷，化学方程式为CH4+Cl2

CH3Cl+HCl，故答案为：

CH4+Cl2

CH3Cl+HCl；取代反应；

（3）CH4和Cl2在光照条件下生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl共5中产物，其中HCl含量最高，故答案为：

5；HCl；

（4）根据实验现象分析可知，CH4和Cl2在光照条件下一开始生成CH3Cl（气体），随着Cl2的不断消耗，生成难溶于水的CH2Cl2、CHCl3、CCl4（均为油状液体）附着在试管壁上，试管内压强减小，水位在试管内上升，但不完全充满试管，同时生成的HCl溶于水后与AgNO3溶液反应，HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3，溶液中产生白色沉淀，故答案为：

CH4和Cl2在光照条件下一开始生成CH3Cl（气体），随着Cl2的不断消耗，生成难溶于水的CH2Cl2、CHCl3、CCl4（均为油状液体）附着在试管壁上，试管内压强减小，水位在试管内上升，但不完全充满试管，同时生成的HCl溶于水后与AgNO3溶液反应，HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3，溶液中产生白色沉淀。