高一化学暑期系统复习7甲烷的结构特点及性质附解析Word格式.docx

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下列说法不正确的是（）

A．可燃冰的主要成分是甲烷B．可燃冰的形成说明甲烷易溶于水

C．常温常压下可燃冰极易挥发D．可燃冰是一种极具潜力的能源

2．下列关于甲烷的说法中，不正确的是（）

A．甲烷分子的结构简式是CH4

B．甲烷分子中4个C－H键完全等同，键角不是90º

C．甲烷的氯代物分子都可以发生燃烧氧化反应

D．甲烷的二氯代物分子是四面体结构

3．有4种碳骨架如图所示的烃，下列说法正确的是（）

A．a和b互为同分异构体B．b和c互为同系物

C．a和b都能发生加成反应D．只有b和c能发生取代反应

4．下图为正丁烷的球棍模型。

下列说法正确的是（）

A．正丁烷的分子式为C4H8

B．分子中4个碳原子在同一条直线上

C．分子中含有4个C—C单键

D．分子中共含有13个共价键

5．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（）

A．

B．

C．

D．

6．一些烷烃的沸点如下。

甲烷：

−162℃；

乙烷：

−89℃；

丁烷：

−1℃；

戊烷：

36℃。

根据以上数据推断丙烷的沸点可能是（）

A．约−40℃B．低于−162℃

C．低于−89℃D．高于36℃

7．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

8．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（）

和

互为同分异构体

B．15g甲基（﹣CH3）含有的电子数是9NA

C．7.8g苯中含有的碳碳双键数为0.3NA

D．标准状况下，2.24LCCl4中的原子总数为0.5NA

9．1体积某气态烃只能与1体积氯气发生加成反应，生成氯代烷。

1mol此氯代烷可与6mol氯气发生完全的取代反应，则该烃的结构简式为（）

A．CH2=CH2B．CH3CH=CH2C．CH3CH3D．CH3CH2CH=CH2

10．有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16g/L，则关于此混合物组成的说法正确的是（）

A．一定有甲烷B．一定有乙烷

C．可能是甲烷和戊烷的混合物D．可能是乙烷和丙烷的混合物

11．按要求完成下面每一小题

（1）下列各物质中，互为同位素的是__________，互为同素异形体的是______，互为同分异构体的是____

___。

①金刚石与石墨②12C与l4C③乙酸和甲酸甲酯④

与

⑤

⑥

⑦CH3-CH3和

（2）写出在光照条件下，甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程式：

______。

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。

某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

试回答下列问题：

（1）请写出C装置中生成CH2Cl2的化学方程式：

_________________________________。

有人认为E中有氯化氢产生，不能证明甲烷与氯气发生了取代反应，你认为他的看法___________（填“正确”或“不正确”）。

（2）B装置有三种功能：

①混匀混合气体；

②___________；

③___________。

（3）D装置的名称为___________，其作用是___________。

（4）E装置中除盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为___________（填字母）。

a.分液法b.蒸馏法c.结晶法

（5）将1molCH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为________，生成HCl的总物质的量为______。

1.【答案】B

【解析】A项中环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；

C项中由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直线上；

D项中n（C）∶n（H）＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷。

2.【答案】B

【解析】CH4和Cl2在光照条件下生成CH3Cl（气体）、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，随着反应的进行，Cl2不断被消耗，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，故瓶壁上有油状液滴生成，所生成的HCl遇空气中的水分形成白雾，故②③④正确；

因为不是强光照射，混合物不会发生爆炸，故①不正确。

【解析】A．“可燃冰”是天然气的水合物，主要成分是甲烷，选项A正确；

B．甲烷不溶于水，选项B不正确；

C．常温常压下甲烷是气体，故可燃冰极易挥发产生甲烷气体，选项C正确；

D．“可燃冰”的开采，有助于解决人类面临的能源危机，所以可燃冰是一种极具潜力的能源，选项D正确。

答案选B。

2.【答案】C

【解析】A.CH4为甲烷的分子式或结构简式，故A正确；

B.甲烷分子中4个C－H键完全等同，键角为109°

28'

，故B正确；

C.甲烷的氯代物分子中，其中二氯甲烷是不可燃低沸点溶剂，不能发生燃烧氧化反应，故C错误；

D.二氯甲烷是甲烷的二氯代物，所以基本结构也是四面体但不是正四面体，故D正确。

故选C。

3.【答案】B

【解析】由碳架结构可知a的结构简式为（CH3）2C=CH2、名称为2—甲基丙烯，b的结构简式为C（CH3）4、名称为丁烷，c的结构简式为（CH3）3CH、名称为2，2—二甲基丙烷，d的名称为环丁烷。

A、2—甲基丙烯和丁烷分子式不同，不互为同分异构体，故A错误；

B、丁烷和2，2—二甲基丙烷结构相似，相差CH2个原子团，都属于烷烃，互为同系物，故B正确；

C、2—甲基丙烯为烯烃，能够与氢气、溴水等发生加成反应，丁烷为烷烃，不能发生加成反应，故C错误；

D、2—甲基丙烯和环丁烷也能发生取代反应，故D错误。

故选B。

4.【答案】D

【解析】由正丁烷的球棍模型可以写出其分子式为C4H10，属于烷烃，A错误；

甲烷分子为正四面体构型，因此该分子中4个碳原子形成的碳链为锯齿状，不可能4个碳原子在同一条直线上，B错误；

根据正丁烷的球棍模型可以知道，分子中含有3个C—C单键，C错误；

氢原子与碳原子间形成10条共价键，碳碳原子间形成3条共价键，共计含有13个共价键，D正确；

正确选项D。

5.【答案】D

【解析】在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代烃，氯化氢极易溶于水，所以液面会上升。

但氯代烃是不溶于水的气体或油状液体，所以最终水不会充满试管，答案选D。

6.【答案】A

【解析】依据烷烃熔、沸点的递变规律，随着碳原子的增加，烷烃的分子间作用力增大，所以烷烃的熔、沸点逐渐升高，因此丙烷的沸点是介于乙烷和丁烷

之间，即高于−89℃，低于−1℃。

A符合上述要求。

7.【答案】A

【解析】因二者均为烷烃，都符合通式CnH2n+2，所以A项正确。

它们都是烷烃与其他烷烃互为同系物，选项B错误。

化学性质相似，但物理性质不同，选项C错误。

碳原子数小于或等于4的烷烃常温下是气体，选项D错误。

8.【答案】B

【解析】A.

的结构相同，是同一种物质，故A错误；

B.甲基是甲烷失去一个H原子后剩余的部分，所以一个甲基中的电子数是9，15g甲基的物质的量是1mol，则1mol甲基（一CH3）所含的电子数应为9NA，故B正确；

C．7.8g苯的物质的量为0.1mol，苯中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键，不存在碳碳双键，故C错误；

D.标况下，四氯化碳为液态，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，故D错误；

9.【答案】B

【解析】1体积某气态烃只能与1体积氯气发生加成反应，生成氯代烷，说明该烃中只有一个碳碳双键，1mol该氯代烷可与6mol氯气发生完全的取代反应，说明未加成之前有6个氢原子，所以结构简式为CH3CH＝CH2。

10.【答案】A

【解析】该混合烃的平均摩尔质量为1.16g/L×

22.4L/mol=26g/mol，即平均相对分子质量为26，相对分子质量小于26的烷烃是甲烷，甲烷的相对分子质量为16，其他烷烃相对分子质量都大于26，所以混合物中一定有甲烷。

A．由上述分析可知，混合物中一定含有甲烷，选项A正确；

B．乙烷的相对分子质量为30，可能含有乙烷，也可能不含有乙烷，选项B错误；

C．戊烷不是气态烃，选项C错误；

D．乙烷与丙烷的相对分子质量都大于26，不可能是乙烷和丙烷的混合物，选项D错误；

答案选A。

11.【答案】

（1）②①③⑥

（2）CH4+Cl2

CH3Cl+HCl

【解析】

（1）①金刚石、石墨是碳元素形成的不同的单质，金刚石与石墨互为同素异形体；

②12C、14C是质子数相同、中子数不同的核素，12C与14C互为同位素；

③乙酸的结构简式为CH3COOH，甲酸甲酯的结构简式为HCOOCH3，两者分子式相同都是C2H4O2、结构不同，乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体；

④二氯甲烷为四面体结构，

为同一物质，都表示二氯甲烷；

⑤苯中碳碳键完全相同，是介于单键和双键之间的独特的键，

为同一物质，都表示邻二氯苯；

⑥

的分子式都是C10H8O、酚羟基的位置不同，两者互为同分异构体；

⑦CH3-CH3与

结构相似，分子组成上相差2个“CH2”原子团，两者互为同系物。

互为同位素的是②，互为同素异形体的是①，互为同系物的是⑦，互为同分异构体的是③⑥。

（2）甲烷与氯气光照下反应生成的气态有机物为CH3Cl，反应的化学方程式为CH4+Cl2

CH3Cl+HCl。

12.【答案】

（1）CH4+2Cl2

CH2Cl2+2HCl正确

（2）控制气流速率干燥气体

（3）干燥管防止倒吸

（4）a3mol3mol

【解析】在加热条件下，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气，浓硫酸具有吸水性，可以作干燥剂，C中甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成氯代烃和HCl，尾气中含有氯化氢，氯化氢能溶于水、碱性溶液，所以E装置是处理尾气，倒置的干燥管能防倒吸，据此分析解答。

（1）光照条件下，氯气和甲烷发生取代反应生成二氯甲烷和氯化氢，反应方程式为CH4+2Cl2

CH2Cl2+2HCl，在强光照射下，氯气与甲烷发生置换反应CH4+2Cl2

C+4HCl，也有氯化氢生成，所以E中有氯化氢产生，不能证明甲烷与氯气发生了取代反应，故答案为：

CH4+2Cl2

CH2Cl2+2HCl；

正确；

（2）浓硫酸具有吸水性，因为甲烷和氯气中含有水蒸气，所以浓硫酸干燥混合气体；

通过观察气泡能控制气流速率，故答案为：

控制气流速率；

干燥气体；

（3）装置D为干燥管，起防倒吸作用，故答案为：

干燥管；

防止倒吸；

（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，由于有机物都难溶于水，是互不相溶的两层液体物质，所以从E中分离出盐酸的最佳方法是分液，选a，故答案为：

a；

（5）将1molCH4与Cl2发生取代，四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，设生成CH3Cl的物质的量为x，则CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量分别为（x+0.1）、（x+0.2）、（x+0.3），根据碳原子守恒，有x+（x+0.1）+（x+0.2）+（x+0.3）=1，解得x=0.1，所以四种有机产物的物质的量分别为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，则根据取代反应的特点，消耗的氯气的物质的量是0.1mol×

1+0.2mol×

2+0.3mol×

3+0.4mol×

4=3mol；

生成HCl的总物质的量等于参加反应的氯气的物质的量为3mol，故答案为：

3mol；

3mol。