?8.1.1天然氣的利用甲烷同步練習-蘇教版高中化學必修第二冊
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一、單選題
1．既可以用來鑒別乙烯和甲烷，又可用來除去甲烷中混有的乙烯的方法是
A．通入足量溴水中 B．與足量的液溴反應
C．通入酸性高錳酸鉀溶液 D．—定條件下與H2反應
2．二氯甲烷的結構式為 ，下列敘述錯誤的是
A．該物質只有一種結構，則可證明甲烷的結構不是平面形，而是正四面體形
B．二氯甲烷可由甲烷與氯氣在光照下發(fā)生取代反應而得到
C．標準狀況下3.36L二氯甲烷的物質的量為0.15mol
D．二氯甲烷屬于烴的衍生物，其官能團為碳氯鍵
3．下列實驗裝置能達到實驗目的是




A．實驗室制少量氨氣
B．中和反應熱的測定
C．甲烷與氯氣的取代反應
D．檢驗碳酸氫鈉分解產物
A．A B．B C．C D．D
4．下列屬于加成反應的是
A．CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH
B．CH4 + Cl2CH3Cl + HCl
C．2CH3CH2OH + O2CH3COOH + H2O
D．2CH3CH2OH＋2Na 2CH3CH2ONa + H2↑
5．利用Sonogashira反應機理合成苯乙炔的基本過程如圖，其中，表示配體

下列敘述錯誤的是
A．和CuI共同作為該過程的催化劑
B．該反應中存在極性鍵的斷裂和形成
C．步驟④過程中，Pd元素被還原
D．該過程的總反應為加成反應
6．W、X、Y、Z四種短周期元素，它們在周期表中位置如圖所示，下列說法不正確的是

A．Z、Y、X的原子半徑依次減小，非金屬性依次降低
B．Z、Y、W的最高價氧化物對應水化物的酸性依次降低
C．WH4與Z元素的單質在一定條件下可能發(fā)生化學反應
D．X的單質能與H2Y的水溶液反應，產生淡黃色渾濁
7．下列表示不正確的是
A．硫離子的結構示意圖：?? B．甲烷的空間充填模型：??
C．丙烷的結構簡式：CH3CH2CH3 D．氯化氫的電子式：??
8．下列關于CH4的說法錯誤的是
A．CH4是沼氣、天然氣和煤礦坑道氣的主要成分 B．甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
C．收集甲烷可以用向下排空氣法 D．甲烷和氯水光照時發(fā)生取代反應
9．如圖所示，U形管的左端被飽和食鹽水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1∶4)的混合氣體。將該裝置放在光亮的地方，使混合氣體緩慢地反應一段時間。 下列說法不正確的是

A．一段時間后，可觀察到U形管內壁出現(xiàn)油狀液滴
B．此實驗可制得純凈的一氯甲烷
C．此反應必須在有光照的條件下才能進行
D．反應一段時間后，U形管右端的液面會降低
10．甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和坑道氣的主要成分，下列說法正確的是
A．沼氣是有機廢棄物(樹葉、秸稈、草類及垃圾、糞便等)在富氧條件下發(fā)酵分解而成的氣體，是一種清潔能源
B．有一套以天然氣為燃料的灶具，現(xiàn)改燒液化石油氣(主要成分是丙烷)，應采取的措施是減少空氣進入量，增大石油氣進入量
C．將甲烷和氯氣以物質的量之比1：4混合光照可得到純凈的CCl4
D．CH2Cl2無同分異構體說明甲烷為正四面體結構而非平面正方形

二、填空題
11．寫出下列烷烴的分子式：
(1)寫出烷烴的通式
(2)含有30個氫原子的烷烴： 。
(3)試寫出三氯甲烷在光照條件下與氯氣反應的化學方程式： 。
12．下列各圖均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題.

（1）甲烷的球棍模型是 ，甲烷的電子式是 （填序號）。
（2）寫出甲烷與氯氣反應的化學方程式： （只寫第一步），該反應的反應類型是 。
（3）甲烷與丙烷互為 （填序號）。
a.同位素?????b.同素異形體?????c.同系物?????d.同分異構體
（4）相對分子質量為72的烷烴的分子式是 。
13．甲烷的空間構型是怎樣的呢？假設甲烷是平面結構(碳位于正方形的中心，4個氫原子位于正方形的四個頂點)。試畫出可能有的結構 。實驗測定二氯甲烷的熔點和沸點，發(fā)現(xiàn)只可能有一種二氯甲烷，因此它只有一種結構。試推測甲烷的空間結構： 。
14．回答下列問題
Ⅰ．下面列出了幾組物質，請將物質的合適組號填寫在空格上。
A．金剛石和石墨???????B．.氧氣(O2)與臭氧(O3) C．16O、17O和18O
D．CH4和CH3CH2CH3 E．乙烯和乙烷??????????F．和
G．和
其中互為同位素的是 ，互為同系物的是 ，互為同分異構體的是 。
Ⅱ．在①CaCl2 ②C2H6 ③CO2 ④H2SO4 ⑤Na2O2 ⑥Ba(OH)2 ⑦NH4NO3 ⑧H2O2中，其中同時含有離子鍵、共價鍵的有 (填序號，下同)，既含有極性鍵、又有非極性鍵的是 。
Ⅲ．(1)0.1 mol某烴在足量的O2中燃燒，生成13.2 g CO2和5.4 g H2O，分子式為 ，某烷烴C的結構簡式為CH3CH2CH(CH3)2，則該烴的一氯代物有 種。
(2)同溫同壓下某種烷烴A對H2的相對密度為43，則該烴的分子式為 。
15．如圖分別是烴A、B、C的模型。

請回答下列問題：
(1)A、B兩種模型分別是有機物的 模型和 模型。
(2)A的分子式為 ，B的官能團名稱為 ，C的結構簡式為 。
(3)下列關于烴A、B、C的說法中不正確的是 (填字母)。
aA在光照條件下與Cl2發(fā)生取代反應，得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物
bB、C燃燒時都會產生黑煙
cC能因發(fā)生化學反應而使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
dB分子中含有極性鍵和非極性鍵
(4)B與溴水反應的化學方程式為 。
16．按要求完成下列填空
(1)寫出氨氣的電子式 ，乙炔的結構式 ，氫原子數(shù)為12的鏈狀烷烴分子式 。
(2)用電離方程式表示氨水溶液顯堿性的原因 。
(3)寫出銅與濃硫酸反應的化學方程式 。
17．甲烷的物理性質
顏色
氣味
狀態(tài)
密度
水溶性



比空氣


18．根據(jù)要求書寫下列方程式
(1)甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生反應生成氣態(tài)有機物的化學方程式： 。
(2)鐵與水蒸氣反應的化學方程式 。
(3)實驗室制取少量NO的離子反應方程式 。
(4)工業(yè)上制取粗硅的化學方程式 。
(5)用氫氟酸溶蝕玻璃生產磨砂玻璃的原理 。
19．以下是幾種烴結構的不同表示方法：
??
回答下列問題：
(1)Ⅰ表示甲烷的 模型，Ⅱ的名稱是 。
(2)Ⅲ的同分異構的結構簡式為 。
(3)將如圖裝置放置在光亮的地方。
????
①隨后能觀察到的實驗現(xiàn)象是 (填標號)。
A．試管壁出現(xiàn)油狀液滴????B．試管中有少量白霧????C．試管內氣體顏色逐漸變淺????D．試管內液面上升
②油狀液滴的化學成分是 (寫化學式)。
20．將下列物質進行分類(填序號)：①O2與O3；②C與C；③H2O和D2O；④冰與干冰；⑤H2、D2、T2；⑥乙醇與甲醚(CH3-O-CH3)；⑦CH3CH2CH2CH2CH3和CH3(CH2)3CH3
(1)互為同位素的是 ；
(2)互為同素異形體的是 ；
(3)互為同分異構體的是 ；
(4)屬于同一化合物的是 。
(5)下列各圖均能表示甲烷的分子結構，按要求回答下列問題。

①甲烷的球棍模型是 ，甲烷的電子式是 (填序號)。
②寫出甲烷在氧氣中燃燒的化學方程式：
③相對分子質量為30的烷烴的分子式是 。
④甲烷與丙烷互為
A．同位素??????????B．同素異形體?????????C．同系物??????????D．同分異構體

三、實驗題
21．烷烴的取代反應(以甲烷為例)實驗探究
實驗操作

實驗現(xiàn)象
A裝置：試管內氣體顏色逐漸 ；試管內壁有 出現(xiàn)，試管中有 ，且試管內液面 ，水槽中有固體析出
B裝置：
實驗結論
CH4與Cl2需在 條件下發(fā)生化學反應，有關化學方程式為：
CH4＋Cl2 (一氯代物)；
CH3Cl＋Cl2 (二氯代物)；
CH2Cl2＋Cl2 (三氯代物)；
CHCl3＋Cl2 (四氯代物)
產物性質
水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均 溶于水。
狀態(tài)：常溫下除 是氣體，其余三種均為液體
取代反應概念
有機物分子里的某些原子或原子團被其他 所替代的反應
22．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應的副產品制取鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如圖：

完成下列填空：
(1)A中盛裝濃鹽酸的儀器的名稱是 。
(2)B裝置有三種功能：①控制氣體流速；②干燥氣體；③ 。
(3)若C中參加反應的甲烷與氯氣的體積之比為1：2，兩者反應后得到的產物中物質的量最大的是 (填化學式)。
(4)D裝置的石棉浸有KI溶液，其作用是 。
(5)E中除鹽酸外，還含有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為 (選填編號)。
A．萃取分液法 B．蒸餾法 C．水洗分液法 D．結晶法
(6)甲同學認為若E中有氯化氫產生，則一定可以說明甲烷與氯氣發(fā)生了取代反應，這個觀點 (填“正確”或“不正確”)。
(7)已知丁烷是甲烷的同系物，丁烷與氯氣的取代反應的產物之一為C4H8Cl2，其同分異構體(不考慮立體異構)有 種。
23．(一)如圖表示4個碳原子相互結合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化學鍵，假如碳原子上其余的化學鍵都是與氫結合。


(1)圖中屬于烷烴的是 (填字母)。
(2)上圖中互為同分異構體的是A與 ，B與 (填字母)。
(二)利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下：

試回答下列問題：
(1)請寫出C裝置中生成CH3Cl的化學方程式： 。有人認為E中有氯化氫產生，不能證明甲烷與氯氣發(fā)生了取代反應，你認為他的看法 (填“正確”或“不正確”)。
(2)B裝置有三種功能：①控制氣流速率；②混勻混合氣體；③ 。
(3)一段時間后發(fā)現(xiàn)D裝置中的棉花由白色變?yōu)樗{色，則棉花上可能預先滴有 溶液。
(4)將1 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反應，充分反應后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次增大0.1 mol，則參加反應的Cl2的物質的量為 ，生成HCl的總物質的量為 。









參考答案：
1．A
【詳解】鑒別乙烯和甲烷的最好的方法是通入足量溴水中，能使溴水褪色的是乙烯，不能使溴水褪色的是甲烷；除去甲烷中混有的乙烯的最好的方法是將混合氣體通入足量溴水中，乙烯與溴水充分反應而除去，剩余甲烷。鑒別乙烯和甲烷的另一種方法是通入酸性高錳酸鉀溶液中，能使高錳酸鉀溶液褪色的是乙烯，不能使高錳酸鉀溶液褪色的是甲烷；但除去甲烷中混有的乙烯不能用酸性高錳酸鉀溶液，因為乙烯會被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成二氧化碳氣體，而引入新雜質。答案選A。
2．C
【詳解】A．若是平面結構，則二氯甲烷應有二種，若是正四面體結構，則二氯甲烷只有一種結構，故該物質只有一種結構，則可證明甲烷的結構不是平面形，而是正四面體形，故A正確；
B．甲烷與氯氣在光照下發(fā)生連鎖取代反應，可生成二氯甲烷，故B正確；
C．標準狀況下二氯甲烷為液體，不能由3.36L計算其物質的量，故C錯誤；
D．二氯甲烷含C元素、H元素、Cl元素，屬于烴的衍生物，其官能團為碳氯鍵，故D正確；
故選：C。
3．C
【詳解】A．小試管口沒有出氣孔，試管內的空氣無法排出，且收集氨氣的導氣管需深入到倒置的試管底部，故A錯誤；
B．銅導熱性強，中和熱測定實驗中不能用銅質攪拌器攪拌，故B錯誤；
C．甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成氯代甲烷和氯化氫，故C正確；
D．加熱碳酸氫鈉生成碳酸鈉、二氧化碳、水，試管口應略向下傾斜，故D錯誤；
選C。
4．A
【詳解】A．乙烯和水生成乙醇，反應類型為加成反應，A正確；
B．甲烷和氯氣反應生成一氯甲烷，反應類型為取代反應，B錯誤；
C．乙醇催化氧化生成乙酸，反應類型為氧化反應，C錯誤；
D．鈉和乙醇反應生成乙醇鈉，反應類型為置換反應，D錯誤；
故答案為：A。

5．D
【詳解】A．和CuI在反應前有，反應后或反應過程中又出現(xiàn)，所以二者共同作為該過程的催化劑，A正確；
B．該反應中存在C－I極性鍵的斷裂以及H－I極性鍵的形成，B正確；
C．步驟④過程中Pd元素化合價從+2價降低到0價，得到電子，Pd元素被還原，C正確；
D．生成物有苯乙炔和HI生成，因此該過程的總反應為取代反應，D錯誤；
答案選D。
6．A
【分析】由四種短周期元素在周期表中的相對位置可知，W為C元素、X為O元素、Y為S元素、Z為Cl元素。
【詳解】A．同周期元素，從左到右原子半徑依次減小，則硫原子的原子半徑大于氯原子，故A錯誤；
B．元素的非金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的酸性越強，三種元素中氯元素的非金屬性最強，碳元素的非金屬最弱，則碳酸、硫酸、高氯酸的酸性依次增強，故B正確；
C．甲烷在光照條件下可與氯氣發(fā)生取代反應，故C正確；
D．氧氣能與氫硫酸溶液反應生成淡黃色的硫沉淀和水，故D正確；
故選A。
7．A
【詳解】A．S是16號元素，原子核內有16個質子，S原子獲得2個電子變?yōu)镾2-，核外電子排布是2、8、8，所以S2-結構示意圖是：??，A錯誤；
B．甲烷是正四面體結構，由于原子半徑：C＞H，所以其空間充填模型為：??，B正確；
C．丙烷分子中含有3個C原子，C原子之間以單鍵結合，剩余價電子全部與H原子結合，達到結合H原子的最大數(shù)目，故丙烷的結構簡式是：CH3CH2CH3，C正確；
D．HCl是共價化合物，H原子與Cl形成1對共用電子對，使分子中各原子都達到穩(wěn)定結構，其電子式為：??，D正確；
故合理選項是A。
8．D
【詳解】A. CH4是沼氣、天然氣和煤礦坑道氣的主要成分，A正確；
B. 甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色，B正確；
C. 甲烷密度小于空氣，收集甲烷可以用向下排空氣法，C正確；
D. 甲烷和氯氣光照時發(fā)生取代反應，不是氯水，D錯誤；
答案選D。
9．B
【詳解】A．HCl極易溶于水，而一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷均難溶于水，故有油狀液體生成，A正確；
B．甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應，甲烷的取代反應是逐步取代，但是多步取代反應是同時進行的，不可能得到純凈的一氯甲烷，B錯誤；
C．甲烷的取代反應必須有光照的條件，否則不會發(fā)生反應，C正確；
D．經過幾個小時的反應后，消耗氯氣，反應中氣體的物質的量減少，所以壓強減小，且生成的HCl能溶于水，U型管右端的玻璃管中水柱降低，D正確；
故答案選B。
10．D
【詳解】A．沼氣是有機廢棄物(樹葉、秸稈、草類及垃圾、糞便等)在厭氧條件下發(fā)酵分解而成的氣體，是一種清潔能源，A錯誤；
B．以天然氣為燃料的灶具，現(xiàn)改燒液化石油氣(主要成分是丙烷)，應采取的措施是增大空氣進入量，減小石油氣進入量，B錯誤；
C．將甲烷和氯氣以物質的量之比1：4混合光照可得到的是含CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，C錯誤；
D．CH2Cl2無同分異構體說明甲烷為正四面體結構而非平面正方形，D正確；
故選D。
11．(1)CnH2n+2
(2)C14H30
(3)CHCl3+Cl2CCl4+HCl

【分析】(1)
烷烴屬于飽和烴，故通式為CnH2n+2。
(2)
因烷烴通式為通式為CnH2n+2，若含有30個H原子，則2n+2=30，則n=14，故分子式為C14H30。
(3)
三氯甲烷在光照條件下與氯氣反應生成四氯化碳和氯化氫，故化學方程式為CHCl3+Cl2CCl4+HCl。
12． C B CH4+Cl2CH3Cl+HCl 取代反應 c C5H12
【詳解】（1）A為甲烷分子結構示意圖，B為電子式，C為球棍模型，D為比例模型，故答案為：C；B；
（2）甲烷與氯氣光照下發(fā)生取代反應生成一氯甲烷和HCl，第一步反應為CH4+Cl2CH3Cl+HCl，該反應的反應類型是取代反應；故答案為：CH4+Cl2CH3Cl+HCl；取代反應；
（3）甲烷和丙烷結構相似，在分子組成上相差2個CH2原子團，互稱為同系物；答案為c；
（4）相對分子質量為72的烷烴,烷烴通式為CnH2n+2=72；計算得到n=5，分子式為:C5H12。
13． 或 正四面體
【詳解】如果甲烷是正方形的平面結構，就應該有兩種結構：相鄰或對角線上的氫被Cl取代，分別為或，而實際上，其二氯取代物只有一種結構，因此甲烷的空間結構為正四面體。
14． C DF G ⑤⑥⑦ ②⑧ C3H6 4 C6H14
【詳解】Ⅰ．16O、17O和18O質子數(shù)相同，中子數(shù)不同，三種微?；橥凰?，則互為同位素的選項是C；
CH4和CH3CH2CH3分子結構相似，在分子組成上相差2個CH2原子團，因此二者互為同系物；和分子結構相似，在分子組成上相差1個CH2原子團，因此二者也互為同系物，故互為同系物的選項是DF；
和分子式都是C5H12，結構不同，二者互為同分異構體，故互為同分異構體的選項是G；
Ⅱ．Na2O2、Ba(OH)2、NH4NO3都是離子化合物，含有離子鍵。在Na2O2和Ba(OH)2的陰離子中都含有共價鍵，在NH4NO3的陰離子、陽離子中也都含有共價鍵，故既含有離子鍵，又含有共價鍵的化合物的序號是⑤⑥⑦；
在C2H6中含有非極性鍵C-C和極性鍵C-H；在H2O2中含有非極性鍵O-O和極性鍵O-H，故既含有極性鍵、又有非極性鍵的物質序號是②⑧；
Ⅲ．(1) 0.1 mol某烴在足量的O2中燃燒，生成13.2 g CO2和5.4 g H2O，反應產生CO2的物質的量n(CO2)==0.3 mol，反應產生H2O的物質的量n(H2O)==0.3 mol，則根據(jù)反應過程中原子守恒，可知在1 mol該烴中含有C為，含有H為，故該烴的分子式為C3H6；
某烷烴C的結構簡式為CH3CH2CH(CH3)2，根據(jù)物質結構簡式可知在該烴分子中含有4種不同位置的H原子，故該烷烴的一氯代物有4種；
(2)同溫同壓下某種烷烴A對H2的相對密度為43，則烷烴A的相對分子質量M=2×43=86，由于烷烴分子式通式是CnH2n+2，則14n+2=86，解得n=6，所以該烷烴分子式是C6H14。
15． 球棍 比例 CH4 碳碳雙鍵 c CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br
【分析】如圖示烴A、B、C的模型，A應為甲烷的球棍模型，B應為乙烯的比例模型，C為苯的球棍模型。
【詳解】(1)A為甲烷的球棍模型，B為乙烯的比例模型，故答案為：球棍；比例；
(2)A為甲烷，其分子式CH4；B為乙烯，官能團名稱為碳碳雙鍵；C為苯，結構簡式為 ；故答案為：CH4；碳碳雙鍵； ；
(3)a．A為甲烷，甲烷在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應，同時會有多個反應發(fā)生，得到CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，故a正確；
b．乙烯和苯中碳的質量分數(shù)較大，所以燃燒時會產生黑煙，故b正確；
c．苯可以通過萃取溴水中的溴使溴水褪色，苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，故c錯誤；
d．乙烯中含有碳原子和碳原子形成的非極性鍵，還有碳原子和氫原子形成的極性鍵，故d正確；
故答案為c；
(4)B與溴水反應的化學方程式為CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br，故答案為：CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br。
16．(1) C5H12
(2)NH3·H2ONH+OH-
(3)2H2SO4(濃)+CuCuSO4+2H2O +SO2↑

【詳解】（1）已知N原子最外層上有5個電子，故氨氣的電子式為，乙炔的分子式為C2H2，分子中存在碳碳三鍵，故乙炔的結構式為H-C≡C-H，已知烷烴的通式為：CnH2n+2，故氫原子數(shù)為12的鏈狀烷烴即2n+2=12，即得n=5，即分子式為C5H12，故答案為：；H-C≡C-H；C5H12；
（2）已知NH3·H2O是一種弱堿，故其電離方程式為：NH3·H2ONH+OH-，故答案為：NH3·H2ONH+OH-；
（3）銅與濃硫酸反應的化學方程式為：2H2SO4(濃)+CuCuSO4+2H2O +SO2↑，故答案為：2H2SO4(濃)+CuCuSO4+2H2O +SO2↑。
17． 無色 無味 氣體 小 難溶
【詳解】甲烷是無色無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水，故答案為：無色；無味；氣體；?。浑y溶。
18．(1)CH4+Cl2CH3Cl+HCl
(2)
(3)
(4)
(5)

【詳解】（1）甲烷與氯氣光照下發(fā)生取代反應生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳和HCl，其中有機產物中一氯甲烷為氣體，其它三種有機產物均為液態(tài)，故甲烷與氯氣發(fā)生反應生成氣態(tài)有機物的化學方程式為：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，故答案為：CH4+Cl2CH3Cl+HCl；
（2）鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，化學方程式；
（3）實驗室以Cu和稀硝酸反應制取少量NO，離子反應方程式為；
（4）工業(yè)上制取粗硅的化學方程式；
（5）用氫氟酸溶蝕玻璃是因為玻璃種的二氧化硅能與氫氟酸反應，生產磨砂玻璃的原理為。
19．(1) 空間填充模型 乙烷
(2)(CH3)2CHCH3
(3) ABCD CH2Cl2、CHCl3、CCl4

【詳解】（1）填充模型是用一定大小的球體來表示不同的原子的模型；Ⅰ表示甲烷的填充模型模型，Ⅱ的名稱是乙烷；
（2）Ⅲ為正丁烷，其同分異構為異丁烷，結構簡式為(CH3)2CHCH3；
（3）①甲烷和氯氣反應能生成各級取代物：一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氫，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷為油狀液體，觀察到A.試管壁出現(xiàn)油狀液滴、C.試管內氣體顏色逐漸變淺，生成氯化氫極易溶于水，導致B.試管中有少量白霧，且試管中壓強減小，D.試管內液面上升；故選ABCD；???????
②油狀液滴的化學成分是CH2Cl2、CHCl3、CCl4。
20．(1)②
(2)①
(3)⑥
(4)③⑦
(5) C B C2H6 C

【詳解】（1）①O2與O3都是由氧元素組成的不同單質，互為同素異形體；
②126C與136C的質子數(shù)相同、中子數(shù)不同，都是碳元素的不同核素，互為同位素；
③H2O和D2O為相同的分子，相同的化學性質，是同一物質且是化合物；
④冰與干冰分子式不同，冰的分子式H2O，干冰分子式CO2，是不同物質；
⑤H2、D2和T2都是氫氣分子，屬于同一種物質；
⑥乙醇與甲醚(CH3-O-CH3)，分子式都是C2H5OH，乙醇的結構簡式是CH3CH2OH，互為同分異構體；
⑦CH3CH2CH2CH2CH3和CH3CH2CH2CH2CH3，名稱都是正戊烷，分子式都是C4H10，是同一種物質且是化合物；同位素：質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的不同核素；故答案為：②；①；⑥；③⑦；
（2）同素異形體：由相同元素組成的形態(tài)不同的單質；O2與O3互為同素異形體，故答案為：①；
（3）同分異構體：分子式相同，結構不同的化合物；乙醇與甲醚(CH3-O-CH3)，分子式都是C2H5OH，乙醇的結構簡式是CH3CH2OH，互為同分異構體，故答案為：⑥
（4）同一化合物：分子式相同，結構也相同，還要是化合物；③H2O和D2O、⑦CH3CH2CH2CH2CH3和CH3CH2CH2CH2CH3都是同一物質，故答案為：③⑦；
（5）①A為甲烷空間構型、B為甲烷電子式、C為甲烷球棍模型、D為甲烷比例模型，則甲烷的球棍模型是C、甲烷的電子式是B，故答案為：C；B；
②甲烷氣體在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水，反應的化學方程式為：；
③設該烷烴的分子式為CnH2n+2，其相對分子質量=14n+2=30，n=2，所以其分子式為C2H6；
④結構相似，在分子組成上相差1個或n個-CH2原子團的有機物互為同系物，甲烷和丙烷結構相似，在分子組成上相差2個-CH2原子團，互為同系物，故答案為：C。
21． 變淺 油狀液滴 少量白霧 上升 無現(xiàn)象 光照 CH3Cl＋HCl CH2Cl2＋HCl CHCl3＋HCl CCl4＋HCl 不 CH3Cl 原子或原子團
【解析】略
22．(1)分液漏斗
(2)使混合氣體混合均勻
(3)HCl
(4)吸收過量的Cl2
(5)C
(6)不正確
(7)9

【分析】濃鹽酸與二氧化錳共熱制得氯氣，氯氣與甲烷通入濃硫酸中干燥后的混合氣，在裝置C的硬質玻璃管內受漫射光照射，產物通過石棉，在裝置E內被水吸收，得到鹽酸。
【詳解】（1）A中盛裝濃鹽酸的儀器的名稱是分液漏斗；
（2）B裝置裝有濃硫酸的洗氣瓶，有三種功能：①通過觀察氣泡速度，控制氣體流速；②干燥氣體；③使混合氣體混合均勻；
（3）若C中參加反應的甲烷與氯氣的體積之比為1：2，兩者反應后得到的產物中物質的量最大的是HCl；
（4）Cl2具有強氧化性，能將KI氧化，D裝置的作用是吸收過量的Cl2；
（5）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳不溶于水，能分層，可用分液進行分層，從E中分離出鹽酸的最佳方法為：水洗分液法，選C；
（6）甲同學認為若E中有氯化氫產生，則一定可以說明甲烷與氯氣發(fā)生了取代反應，這個觀點不正確，可能是未反應完的Cl2與水反應生成了HCl；
（7）C4H8Cl2的同分異構體可以采取“定一移二”法，，由圖可知C4H8Cl2的同分異構體有9種，故答案為：9。
23． AC C DEF CH4+Cl2CH3Cl+HCl 正確 干燥氣體 淀粉-KI 3 mol 3 mol
【分析】(一) 根據(jù)烷烴的結構特點及同分異構體的概念分析判斷；
(二)在裝置A中，濃鹽酸與MnO2混合加熱反應產生Cl2，在裝置B，濃硫酸可以干燥氣體、混合氣體，并通過觀察氣泡來控制氣流速率；在C中Cl2與CH4在光照條件下發(fā)生取代反應產生CH3Cl等有機物及HCl，在D中未反應的Cl2與KI發(fā)生置換反應產生I2，使淀粉溶液變?yōu)樗{色；根據(jù)取代反應的特點，由取代反應產生的物質的物質的量計算反應消耗的Cl2的物質的量及反應產生的HCl的物質的量。
【詳解】(一)(1)烷烴是烴分子中C原子之間以單鍵結合形成鏈狀，剩余的價電子全部與H原子結合，達到結合H原子的最大數(shù)目的鏈烴。根據(jù)圖示可知屬于烷烴的是選項AC；
(2)同分異構體的分子式相同，結構不同。選項A表示的物質分子式是C4H10，名稱為丁烷；與其互為同分異構體的物質是選項C，C表示的物質名稱是2-甲基丙烷；B分子式是C4H8，其名稱是2-丁烯；符合物質分子式是C4H8的物質還有選項D、E、F，它們的名稱分別是1-丁烯、2-甲基丙烯、環(huán)丁烷；
(二)在裝置A中，濃鹽酸與MnO2混合加熱反應產生Cl2，在裝置B的濃硫酸可以干燥、混合Cl2與CH4，然后在C中Cl2與CH4在光照條件下發(fā)生取代反應產生CH3Cl、HCl，反應方程式為：CH4+Cl2CH3Cl+HCl；
由于過量的Cl2能夠與水反應產生HCl、HClO，所以不能根據(jù)E中有HCl產生，就說是甲烷與氯氣發(fā)生了取代反應，該說法是正確的；
(2)B裝置中濃硫酸的作用有三種：①控制氣流速率；②混勻混合氣體；③干燥氣體，避免副反應的發(fā)生；
(3)一段時間后發(fā)現(xiàn)D裝置中的棉花由白色變?yōu)樗{色，則棉花上可能是預先滴有KI淀粉溶液，這是由于在C中未發(fā)生取代反應的Cl2在D中遇棉花上是KI溶液發(fā)生反應：Cl2+2KI=2KCl+I2，產生的I2遇淀粉使溶液變?yōu)樗{色，故棉花上可能預先滴有淀粉-KI溶液；
(4)取代反應逐步進行，Cl2與CH4在光照條件下發(fā)生取代反應產生的有機物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種物質，每步反應都會產生HCl。若1 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反應，四種有機產物的物質的量依次增大0.1 mol，假設反應產生的CH3Cl物質的量是x mol，則其余有機物的物質的量分別是CH2Cl2為(x+0.1)mol，CHCl3為(x+0.2)mol，CCl4為(x+0.3)mol，根據(jù)C原子守恒可知：x mol+(x+0.1)mol+(x+0.2)mol+(x+0.3)mol=1 mol，解得x=0.1 mol，結合取代反應的特點，可知發(fā)生取代反應消耗Cl2的總物質的量為n(Cl2)總=n(CH3Cl)+2n(CH2Cl2)+3n(CHCl3)+4n(CCl4)=0.1 mol+2×0.2 mol+3×0.3 mol+4×0.4 mol=3 mol；反應每消耗1 mol Cl2，就會同時產生1 mol HCl，現(xiàn)在反應消耗了3 mol Cl2，因此反應產生HCl的物質的量是3 mol。

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第一單元 化石燃料與有機化合物

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