化学必修2《化石燃料与有机化合物》第1课时同步测试.docx

化学必修2《化石燃料与有机化合物》第1课时同步测试.docx

《化学必修2《化石燃料与有机化合物》第1课时同步测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学必修2《化石燃料与有机化合物》第1课时同步测试.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化学必修2《化石燃料与有机化合物》第1课时同步测试

3.1.1天然气的利用甲烷（苏教版必修2）

【典例导悟】

【典例1】如图所

示，集气瓶内充满

甲烷和氯气的混合气体，置于光亮

处，让混合气体缓慢地反应一段时

间。

（1）写出甲烷发生一氯取代反应的化学方程式________

_________________________________________。

（2）光照后将滴管内的

水挤入集气瓶中将会看到什么现象？

请解释产生有关现象的原因_____________________________________________________________。

【思路点拨】解答本题应注意以下两点：

（1）CH4与Cl2取代后的产物中HCl最多。

（2）HCl极易溶于水。

【自主解答】

（1）甲烷和氯气发生一氯取代形成一氯甲烷，其反应的化学方程式为：

CH4+Cl2

CH3Cl+HCl。

（2）甲烷和氯气发生反应后生成HCl，HCl极易溶于水，故将滴管内的水挤入集气瓶后，使集气瓶内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯内的水会流入集气瓶中。

答案：

（1）CH4+Cl2

CH3Cl+HCl

（2）烧杯内的水会流入集气瓶中。

因为甲烷和氯气发生反应后生成HCl,HCl极易溶于水，将滴管内的水挤入集气瓶后，使集气瓶内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯内的水会流入集气瓶中

【互动探究】若将烧杯内的水改为AgNO3溶液，将会有什么实验现象？

提示：

AgNO3溶液会流入集气瓶中，并且会产生白色沉淀。

AgNO3+HCl====AgCl↓+HNO3。

【典例2】有下列各组微粒或物质，请按要求填空：

A．O2和O3

B．12C和13C

E.甲烷和庚烷

（1）______（填字母代号，下同）互为同位素。

（2）______互为同素异形体

（3）______属同系物。

（4）______互为同分异构体。

（5）______是同一物质。

【规范解答】

（1）12C和13C是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，互为同位素。

（2）O2和O3是由氧元素形成的性质不同的单质，互为同素异形体。

（3）甲烷和庚烷都属于烷烃，结构相似，在组成上相差6个“CH2”原子团，互为同系物。

答案：

（1）B

（2）A（3）E（4）C（5）D

【变式训练】下列叙述正确的是（）

A．分子式相同的物质一定是同种物质

B．通式相同的不同物质一定属于同系物

C．分子式相同的不同物质一定是同分异构体

D．相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体

【解析】选C。

分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6等，因此不一定是同分异构体。

【学业达标训练】

1.下列有关化石燃料的说法正确的是（

）

A.石油属于可再生矿物能源

B.石油主要含有碳、氢两种元素

C.煤的主要成分是碳

D.石油有固定的沸点

【解析】选B。

化石燃料都是不可再生的，A错误。

石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，无固定沸点，故B正确，D错误。

煤是由有机物和无

机物组成的复杂混合物，C错误。

【解析】选D。

A为分解反应，B为置换反应，C为CH4的

燃烧反应，都不为取代反应；D属于取代反应。

3.（2018·湛江高一检测）在光照条件下，将1

molCH4与1molCl2混合充分反应后，得到的产物是（）

A.CH3ClHCl

B.CCl4HCl

C.CH3ClCH2Cl2

D.CH3ClC

H2Cl2CHCl3CCl4HCl

【解析】选D。

CH4与Cl2的取代反应体系中，各步的取代同时发生，因此得到的产物是含多种成分的混合物。

4.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是（）

A.CH3Cl只代表一种物质

B.CH2Cl2只代表一种物质

C.CHCl3只代表一种物质

D.CCl4只代表一种物质

【解析】选B。

CH4分子

中有四个等同的C—H键，

在空间可能有两种对称

分布：

正四面体结构和

平面正方形结构，如图：

对于甲烷的正四面体的立体结构，因为其四个顶点的位置完全相同，所以它的一氯代物（CH3Cl）、二氯代物（CH2Cl2）、三氯代物（CHCl3）、四氯代物（CCl4）都只有一种。

四个C—H键完全相等。

而如果甲烷是正方形结构，虽然四个C—H键也都相同，但四个顶点的H原子的位置关系却不同，可能相邻，也可能是对角关系，所以虽然CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种，但CH2Cl2却有两种，一种是两个Cl原子相邻，另一种是两个Cl原子处于对角关系。

由这一点可以判断，CH4应为正四面体的立体结构，而不是正方形的平面结构。

5.（2018·青岛高一检测）下列说法正确的是（）

A.碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃

B.分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃

C.正戊烷分子中所有原子均在一条直线

上

D.新戊烷的一氯取代物有2种

6.（2018·南通高一检测）下列性质中，属于烷烃特征性质的是（）

A.完全燃烧的产物为二氧化碳和水

B.它们几乎不溶于水

C.它们是非电解质

D.分子的通式为CnH2n+2，能与氯气发生取代反应

【解析】选D。

烃完全燃烧产物均为二氧化碳和水，因此A不是烷烃的特征性质；烃几乎都不溶于水，都是非电解质，所以B、C也不正确。

7.（2018·晋中同步检测）下列关于同系物的说法

中错误的是（）

A.同系物都符合同一通式

B.相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团

C.同系物具有相同的最简式

D.同系物的化学性质基本相似，物理性质随着碳原子数增加呈现出规律性的变化

【解析】选C。

分子结构相似，而在组成上相差1个或若干个“CH2”原子团的有机物互称为同系物。

互为同系物的物质化学性质相似，物理性质不同。

但同系物的最简式不同，如甲烷的最简式为CH4，乙烷的最简式为CH3。

故C项错误。

8.等质量的下列烷烃完全燃烧生成CO2和H2O，耗氧量最多的是（）

A.C2H6B.C3H8C.C4H10D.C6H14

9.把1体积CH4和1体积Cl2组成的

混合气体充入大试管中，将此试

管倒立在盛有饱和食盐水的水槽

里，放在光亮处。

（1）试推测可观察到的现象是：

①_________________________________________；

②_________________________________________；

③_________________________________________；

④_________________________________________。

（2）若向饱和食盐水中加入紫色石蕊试液又有什么现象__________________________________________。

（3）若将食盐水改为Na2SiO3、AgNO3溶液又有什么现象__________________________________________。

【解析】虽然CH4与Cl2等体积混合，但不是只发生下列反应：

CH4+Cl2

CH3Cl+HCl，而且同时进行另三个反应，生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl。

随着Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，由于CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，试管壁上有黄色油珠生成。

因生成的HCl易溶于水，最后量筒内气体只剩CH3Cl，反应后试管内气体压强减小，水位在试管内上升。

（1）HCl溶于水后，饱和食盐水中Cl-物质的量浓度增大，使结晶速率>溶解速率。

故水槽内有少量NaCl晶体析出。

（2）HCl溶于水后溶液显酸性，使石蕊试液变红。

（3）溶于水的HCl与Na2SiO3、AgNO3分别发生反应：

Na2SiO3+2HCl====H2SiO3↓+2NaCl、

AgNO3+HCl====AgCl↓+HNO3，故有白色沉淀产生。

答案：

（1）①黄绿色逐渐消失②试管壁上有黄色油珠

③水位在试管内上升④水槽内有少量白色晶体析出

（2）溶液变红色（3）均出现白色沉淀

10.如图是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题：

（1）A、B、C三者的关系是_____________。

（2）A的分

子式为_______，C的名称为______。

（3）写出C

的同分异构体的结构简式_____________。

（4）B是2018年北京奥运会火炬燃料的主要成分，若1molB气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，放出

2217.8kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为______。

【解析】本题考查了学生将图形信息转化为文字信息并且进行迁移的能力，实际上考查了烷烃的结构特点、分子式的书写、命名、同系物、同分异构体的书写以及热化学方程式的书写等基础知识。

在书写热化学方程式时，要特别注意标明反应物和生成物的聚集状态，并且标明变化。

答案：

（1）同系物

（2）C2H6丁烷

（4）C3H8（g）+5O2（g）====3CO2（g）+4H2O（l）

ΔH＝－2217.8kJ/mol

【素能综合检测】

一、选择题（本题包括5个小题，每小题4分，共20分）

1.（2018·如东高一检测）有机化合物与人类生活水平的提高和人类社会的发展密不可分。

下列对有机化合物的认识

正确的是（）

A.有机化合物都是共价化合物

B.有机化合物都含有碳、氢元素

C.有机化合物都具有同分异构现象

D.有机物种类多是由碳原子的成键特征决定的

【解析】选D。

有机化合物如CH3COONa中存在离子键，故A错。

有的有机化合物中不含氢元素，如CCl4，故B错；甲烷只有一种结构，故C错；碳原子间可以形成单键，双键或叁键，同时也可形成链状结构或环状结构，故D正确。

2.（2018·湖南师大附中高一检测）正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是（）

A.具有相似的化学性质

B.具有相同的物理性质

C.分子具有相同的空间结构

D.分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同

【解析】选D。

分子式相同、结构不同的物质互称同分异构体，同分异构体空间结构不同，化学性质也不一定相似，物理性质不相同。

3.1molCH4与一定量的Cl2在光照条件下发生取代反应，生成的四种氯代甲烷的物质的量相等，则参加反应的Cl2的物质的量是（）

A.2molB.2.5molC.3molD.4mol

【解析】选B。

因为生成的四种氯代甲烷的物质的量相等，即生成的氯代甲烷每种为0.25mol，而每取代一个氢原子，则需要一个氯气分子，故所需氯气的物质的量为

0.25mol×（1+2+3+4）=2.5mol。

4.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为

1.16g·L-1，则关于该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.可能是甲烷和己烷的混合物

D.可能是乙烷和丙烷的混合物

【解析】选A。

混合物的平均摩尔质量为1.16g·L-1×

22.4L·mol-1=26.0g·mol-1，在所有烷烃中，只有甲烷的相对分子质量小于26，所以A正确，B、D错误；因己烷（C6H14）在标准状况下为液体，故C也错误。

5.（2018·长春高一检测）已知丙烷的二氯代物有4种同分异构体，则其六氯代物的同分异构体的数目为（）

A.2种B.3种C.4种D.5种

【解析】选C。

某烃CxHy与Cl2发生取代反应，m氯取代物和n氯取代物，当m+n=y时，种类个数相同。

丙烷有8个氢，则其二氯代物和六氯代物的同分异构体的数目相同，故选C。

二、非选择题（本题包括3个小题，共30分）

6.（

6分）实验室制CH4是用无水醋酸钠和碱石灰固体共

热制取，其方程式为：

H3COONa+NaOH

Na2CO3+CH4↑。

回答：

（1）实验室制取下列气体时，气体发生装置与实验室制取甲烷气体发生装置相同的是_______。

①H2②O2③NH3④NO⑤Cl2

（2）现有如图所示的装置，可用它来收集CH4

气体。

收集时，配以不同的操作方法，会形成

不同的收集方式。

请简述CH4的三种收集方式。

（3）已知CH4分子在空间呈四面体形状，1个C原子与4个H原子各共用一对电子形成4条共价键，C原子位于中心，4个H原子位于4个顶点。

如图所示为一个立方体，已画出1个

C原子（在立方体中心）、1个H原子（在立方体顶点）和1条共价键（实线表示），请画出另3个H原子的合适位置和3条共价键。

（2）瓶口朝上时可采用排空气法和排水法收集CH4，瓶口朝下时也可采用排空气法收集CH4。

（3）由于碳原子在立方体中心，1个H原子在顶点，又因为CH4为正四面体构型，所以另3个H原子也应在立方体的顶点上，立方体余下的7个顶点可分成三类；与已知H原子同在一条棱上有3个H原子；与已知氢原子为面对

角线的位置上有3个H原子；与已知H原子为体对角线位置上有1个H原子。

显然三个面对角线上的顶点即为另3个H原子的位置。

答案：

（1）②、③

（2）①瓶口朝上，B口进气；②瓶口朝上，瓶内盛满水，B口进气；③瓶口朝下，A口进气。

（3）

［实验·探究］

8.（10分）为测定一种气态烃A的分子式，取一定量的A置于密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。

学生甲、乙设计了如下两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。

他们测得的有关数据如下（图中的箭头表示气体的流向，实验前系统内的空气已排除）：

试回答：

（1）根据两方案，你认为能否求出A分子中的原子个数比？

（2）请根据你选出的方案，通过计算求出A分子中的碳原子和氢原子的原子个数比。

（3）若要确定A的分子式，是否还需要测定其他数据？

如果需要，需测定哪些数据？

（4）还可以如何设计方案测定，求A的最简式，写出你的方案。