0 0 專題08 認識有機化合物 思維導圖 知識詳解 考點1 有機化合物中碳原子的成鍵特點 1．有機化合物 (1)定義：絕大多數(shù)含碳的化合物都是有機化合物，簡稱有機物。 (2)主要組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、鹵素、磷等。 (2)性質： 2．有機化合物中碳原子的成鍵特點 (1)甲烷是最簡單的有機化合物，甲烷的分子式為CH4，電子式為，結構式為。 (2)有機物中碳原子的結構及成鍵特點 碳原子結構：最外層有4個電子，不易得失電子形成陰、陽離子 碳原子成鍵特點：成鍵數(shù)目——每個碳原子形成4個共價鍵；成鍵種類——單鍵、雙鍵或三鍵；連接方式——碳鏈或碳環(huán)。 3．有機物種類繁多的原因 (1)碳原子間成鍵方式多樣 ①碳碳之間的結合方式有單鍵()、雙鍵()、三鍵(—C≡C—)。 ②多個碳原子可以相互結合成鏈狀，也可以結合成環(huán)狀(且可帶支鏈)，如下圖所示。 ③碳原子還可以和H、O、N、S、P、鹵素等多種非金屬原子形成共價鍵。 (2)組成有機物的碳原子數(shù)目靈活 有機物分子中可能只含有1個或幾個碳原子，也可以含有成千上萬個碳原子。 【典例1】目前已知化合物中數(shù)量、種類最多的是ⅣA族碳的化合物(有機化合物)，下列有關有機物種類眾多的原因的敘述中不正確的是( ) A．碳原子既可以跟碳原子形成共價鍵，又可以跟其它原子形成共價鍵 B．碳原子性質活潑，可以跟多數(shù)原子形成共價鍵和離子鍵 C．碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成穩(wěn)定的雙鍵和三鍵 D．碳原子之間可以形成長度不同的碳鏈和碳環(huán)，且碳鏈、碳環(huán)之間又可以相互結合 【典例2】有關有機化合物中碳原子的成鍵特點，下列說法錯誤的是(　　) A．碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個價鍵 B．碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環(huán) C．在CH4分子中，四個碳氫共價鍵的長度和強度均相同 D．在正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形 考點2 烷烴的結構和命名 1．烷烴的結構 (1)甲烷的結構 甲烷的空間構型是正四面體結構，空間結構示意圖是。甲烷的球棍模型為，比例模型為。 (2)烷烴結構上的特點 單鍵：碳原子之間以碳碳單鍵相連 鏈狀：碳原子結合成鏈狀 飽和：碳原子剩余價鍵全部跟氫原子結合 通式：CnH2n＋2(n≥1) 點撥：烷烴中碳碳結合成鏈狀，鏈狀不是“直線狀”，而是呈鋸齒狀，鏈上還可分出支鏈，如圖所示。 2．烷烴的命名 (1)表示 舉例：C6H14命名為己烷，C18H38命名為十八烷。 (2)碳原子數(shù)n相同，結構不同時，用正、異、新表示。 舉例：C4H10的兩種分子的命名：無支鏈時：CH3CH2CH2CH3：正丁烷有支鏈時：CH3CH(CH3)CH3?：異丁烷 ；如CH3CH2CH2CH2CH3稱為正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3稱為異戊烷，C(CH3)4稱為新戊烷。 3．常見有機物結構的表示方法 【典例3】下列說法正確的是(　　) A．碳碳間以單鍵結合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結合的烴一定是飽和鏈烴 B．分子組成符合CnH2n＋2的烴一定是烷烴 C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上 D．碳、氫原子個數(shù)比為1∶3的烷烴有兩種 【典例4】下列說法中正確的是(　　) A．CH3Cl是正四面體結構 B．CH2Cl2有兩種結構 C．CHCl3只有一種結構，可以證明甲烷是正四面體結構 D．CCl4是正四面體結構 考點3 同系物 1．同系物 (1)概念：結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物。 (2)實例：CH4、C2H6、C3H8互為同系物。 (3)判斷有機物之間是否互為同系物的方法： a．同系物間的分子結構相似，屬于同一類物質；b．同系物間的組成上相差一個或若干個CH2原子團。 2．同系物判斷的三個關鍵點： (1)同系物一定具有不同的碳原子數(shù)(或分子式)。 (2)同系物一定具有不同的相對分子質量(相差14n)。 3．同系物判斷的幾個“一定”和“不一定” (1)同系物在分子組成上一定相差一個或若干個“CH2”原子團；但在分子組成上相差一個或若干個“CH2”原子團的有機物不一定是同系物。 (2)同系物具有同一通式，但具有同一通式的有機物不一定是同系物。 (3)同系物的化學性質一定相似，但化學性質相似的物質不一定是同系物。 (4)同系物的相對分子質量一定不相同。 2．同系物判斷的三個關鍵點 (1)“同”——互為同系物的物質必須屬于同一類物質。 (2)“似”——結構相似，是指化學鍵類型相似，分子中各原子的結合方式相似。 (3)“差”——組成上相差n個CH2原子團(n≥1)。 注意：①同系物一定具有不同的碳原子數(shù)(或分子式)。 ②同系物一定具有不同的相對分子質量(相差14n)。 【典例5】下列關于同系物的說法中，錯誤的是(　 　) A．同系物具有相同的最簡式 B．同系物能符合同一通式 C．同系物中，相鄰的同系物彼此在組成上相差一個CH2原子團 D．同系物的化學性質基本相似，物理性質隨碳原子數(shù)增加而呈規(guī)律性變化 【典例6】下列說法正確的是(　　) A．同系物可能具有相同的相對分子質量 B．同系物一定是同類物質，化學性質基本相似 C．分子組成相差若干個CH2原子團的兩種有機物互為同系物 D．符合通式CnH2n＋2的不同烴一定互為同系物 考點4 同分異構體 1．同分異構體 (1)概念 ①同分異構現(xiàn)象：化合物具有相同的分子式，但具有不同結構的現(xiàn)象。 ②同分異構體：具有同分異構現(xiàn)象的化合物。 (2)寫出C4H10的同分異構體：CH3CH2CH2CH3和 。 (3)戊烷的同分異構體有3種，己烷的同分異構體有5種。 2．烷烴同分異構體的書寫規(guī)律 (1)方法速記口訣：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排列對、鄰到間。 (2)書寫原則與操作思路：選擇最長的碳鏈為主鏈；找出中心對稱線；碳原子必須滿足四個鍵；主鏈上的鏈端不能接甲基，主鏈上的第二個碳原子或倒數(shù)第二個碳原子不能接乙基．否則主鏈會改變。而容易出現(xiàn)重復結構。 (3)實例：書寫戊烷(C5H12)同分異構體 ①先寫出碳鏈最長的直鏈烴：CH3CH2CH2CH2CH3。 ②從主鏈上減少一個—CH3作為取代基(支鏈)，在所得主鏈上依次移動可能的位置，得。 ③再從主鏈上減少一個碳原子作為所得主鏈的取代基，得。 故C5H10的同分異構體共有三種，依次稱為正戊烷、異戊烷、新戊烷。 3．“等效氫法”判斷一鹵代烴的數(shù)目 烴分子中等效氫原子有幾種，則該烴一鹵取代物就有幾種同分異構體。要判斷某烴的一鹵取代物的同分異構體的數(shù)目，首先要觀察烴的結構是否具有對稱性。 (1)連在同一碳原子上的氫原子等效，如甲烷中的4個氫原子等效。 (2)同一個碳原子上所連接的甲基(—CH3)上的氫原子等效。如新戊烷，其四個甲基等效，各甲基上的氫原子完全等效，也就是說新戊烷分子中的12個氫原子是等效的。 (3)分子中處于鏡面對稱位置(相當于平面鏡成像時，物與像的關系)上的氫原子是等效的。如分子中的18個氫原子是等效的。 【典例7】下列說法正確的是( ) A．C3H7Cl有3種同分異構體 B．相對分子質量相同、結構不同的兩種化合物互為同分異構體 C．同分異構體之間的轉化是化學變化 D．和互為同分異構體 【典例8】已知丙烷的二氯代物有4種，丙烷與有機物M()互為同系物。下列說法錯誤的是(　　)。 A．丙烷的六氯代物有4種 B．丙烷與互為同分異構體 C．有機物M的一氯代物有4種 D．有機物M的同分異構體有4種(不含M) 考點5 甲烷的性質 1．物理性質 存在 ：甲烷是天然氣、沼氣、油田氣、煤礦坑道氣的主要成分 2．化學性質： (1)燃燒反應(氧化反應) 甲烷的燃燒實驗 寫出化學方程式： CH4+2O2 CO2+2H2O。 (2)穩(wěn)定性 通常狀況下甲烷的化學性質穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強氧化劑不反應，與強酸、強堿 也不反應。如果將甲烷通入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液顏色不褪色 。 (3)取代反應 定義：有機化合物分子中的某種原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應，叫做取代反應。 3．甲烷與氯氣的取代反應歸納 4．在光照條件下，烷烴與Cl2\，Br2等鹵素單質的氣體發(fā)生取代反應，生成多種鹵代產物和相應的鹵化氫氣體。CnH2n＋2＋X2eq \o(——→,\s\up7(光))CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可與X2繼續(xù)發(fā)生取代反應。 【典例9】下列有關甲烷的取代反應的敘述正確的是(　　) A．甲烷與氯氣的物質的量之比為1∶1，混合發(fā)生取代反應只生成CH3Cl B．甲烷與氯氣的取代反應，生成的產物中CH3Cl最多 C．甲烷與氯氣的取代反應生成的產物為混合物 D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯氣 【典例10】在光照條件下，將0.5mol CH4與Cl2反應，得到等物質的量的4種取代物，則消耗Cl2物質的量為( ) A．0.5 mol B．1.25 mol C．2.5 mol D．5 mol 考點6 烷烴的性質 1．物理性質(隨分子中碳原子數(shù)增加) (1)熔、沸點：逐漸升高； (2)狀態(tài)：由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)，其中常溫、常壓下碳原子數(shù)小于或等于4的烷烴為氣態(tài)； (3)密度：逐漸增大且均比水的密度小，難溶于水。 2．化學性質 通常情況下，烷烴比較穩(wěn)定，與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不反應。但一定條件下可燃燒，在較高溫度下會發(fā)生分解。與氯氣等發(fā)生取代反應。 (1)烷烴的燃燒通式為CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \o(——→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O。 (2)以甲烷為例探究烷烴的取代反應 【典例11】常溫下，1 mol某烷烴在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應，若在適當?shù)臈l件下，完全取代需要消耗6 mol Cl2，則下列判斷正確的是(　　) A．該烷烴的分子式為C5H12 B．反應所生成的有機產物能直接使AgNO3溶液褪色 C．該烷烴的四氯代物有2種 D．反應容器中，一氯代物所占的物質的量分數(shù)最大 【典例12】將1 mol CH4和適量的氧氣在密閉容器中點燃，充分反應后，甲烷和氧氣均無剩余，且產物均為氣體(101 kPa，120 ℃)，其總質量為72 g，下列有關敘述不正確的是(　　) A．產物的平均摩爾質量為24 g·mol－1 B．若將產物通過濃硫酸充分吸收后恢復至(101 kPa，120 ℃)，則壓強變?yōu)樵瓉淼?eq \f(1,3) C．反應中消耗的氧氣為56 g D．若將產物通過堿石灰，則可全被吸收，若通過濃硫酸，則不能被完全吸收 專項練習 一、選擇題 1．(2022·浙江省北斗聯(lián)盟高一期中聯(lián)考)下列說法不正確的是( ) A．CH4與CH3CH2CH3互為同系物 B．金剛石和石墨互為同素異形體 C．和互為同位素 D．正丁烷與異丁烷互為同分異構體 2．(2022·湖南省長沙市實驗中學高一期中)下列關于甲烷的說法錯誤的是( ) A．甲烷是最簡單的烷烴 B．甲烷是無色無味的氣體 C．甲烷能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 D．甲烷分子具有正四面體結構 3．(2022·浙江省舟山中學高一期中)下列敘述不正確的是( ) A．天然氣、沼氣、煤層氣的主要成分是甲烷 B．正丁烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上 C．有機物發(fā)生的反應，一般比較復雜，速度緩慢，還常伴有副反應發(fā)生 D．相同質量的烷烴完全燃燒時，甲烷的耗氧量最高 4．(2022·浙江省杭州地區(qū)含周邊重點中學高一期中聯(lián)考)甲烷是一重要的工業(yè)原料，下列敘述錯誤的是( ) A．甲烷分子的空間結構呈正四面體形 B．甲烷分子中的兩個氫原子被氯原子取代后，可形成兩種不同結構的分子 C．甲烷是重要的化工原料，其分解產物可用于合成氨工業(yè) D．煤礦中的爆炸事故多與甲烷氣體有關，在生產中必須采取通風、禁煙等措施 5．(2022·浙江省學軍中學高一月考)某有機物分子中含n個-CH2-，m個，a個-OH，其余為甲基，則甲基的個數(shù)為( ) A．2n＋3m-a B．n＋m＋a C．m＋2-a D．m＋2n＋2-a 6．(2022·安徽省省舒城中學高一期中)下列說法正確的是( ) A．CF2Cl2有 和兩種結構 B．光照條件下，氯氣與乙烷發(fā)生化學反應，生成的產物有6種 C．C5H12的同分異構體有2種 D．(CH3)2CHCH(CH2CH3)2有5種一氯代物 7．(2022·江蘇省太湖高級中學高一期中)甲烷是結構最簡單的碳氫化合物。廣泛存在于天然氣、沼氣、煤礦坑井氣之中，是優(yōu)質氣體燃料，也是制造合成氣和許多化工產品的重要原料。通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強氧化劑不反應，與強酸、強堿也不反應。但是在特定條件下，甲烷也會發(fā)生某些反應。液化石油氣中含有丙烷，且丙烷中碳原子成鍵特點與CH4中碳原子相似，故丙烷與甲烷的性質相似。下列有關丙烷的敘述中，正確的是( ) A．分子中碳原子在一條直線上 B．光照下能夠與Cl2發(fā)生化合反應 C．丙烷與甲烷互為同系物 D．丙烷能使酸性KMnO4溶液褪色 8．(2022·江蘇省太湖高級中學高一期中)甲烷是結構最簡單的碳氫化合物。廣泛存在于天然氣、沼氣、煤礦坑井氣之中，是優(yōu)質氣體燃料，也是制造合成氣和許多化工產品的重要原料。通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強氧化劑不反應，與強酸、強堿也不反應。但是在特定條件下，甲烷也會發(fā)生某些反應。下列各圖均能表示甲烷的分子結構，其中最能反映其真實存在狀況的是( ) A．結構示意圖 B．電子式 C．球棍模型 D．比例模型 9．(2022·四川省成都市蓉城名校聯(lián)盟高一期中聯(lián)考)有機化合物不僅數(shù)量眾多，而且分布極廣。下列說法正確的是( ) A．含碳、氫、氧三種元素的化合物都是有機物 B．甲烷、乙烯、苯都屬于烴 C．有機物均難溶于水，易溶于有機溶劑 D．有機物種類繁多的原因是除含碳元素外，還含有其它多種元素 10．(2022·福建省南平市高級中學高一期中)下列說法不正確的是( ) A．O2、O3同素異形體 B．35Cl2與37Cl2互為同位素 C．乙烷和戊烷互為同系物 D．CH3-CH2-CH2-CH3與互為同分異構體 11．(2022·廣東省廣州市第十六中學高一期中)下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是( ) A．甲苯() B．乙烷 C．丙炔(CH3—C≡CH) D．CH2=CH—CH=CH2 12．(2022·河南省漯河高中高一期中)由丁烯與氯氣加成得到的分子式為C4H8Cl2的有機物，其結構簡式不可能為( ) A． CH2ClCHCl-CH2-CH3 B． CH3-CHCl-CHCl-CH3 C．CH3CH(CH2Cl)2 D． 13．(2022·河北省邢臺市高一月考)下列敘述正確的是( ) A．C3H8和C4H10是同系物 B．相對分子質量相同，但空間結構不同的分子互為同分異構體 C．沸點：正戊烷＜異戊烷＜新戊烷 D．正丁烷分子中四個碳原子在一條直線上 14．(2022·江蘇省金湖中學高一期中)設NA代表阿佛加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是( ) A．標準狀況下，2.24L苯含有的分子數(shù)目為0.1 NA B．2.6gC2H2中含有的共用電子對數(shù)目為0.3 NA C．1.6gCH4和足量的Cl2在光照條件下反應，生成CH3Cl數(shù)目為0.1 NA D．標準狀況下，4.2gC2H4和C3H6混合氣體所含的原子數(shù)目為NA 15．(2022·浙江省三門啟超中學高一期中)下列關于甲烷和烷烴的說法不正確的是( ) A．甲烷和烷烴都不能使酸性KMnO4溶液褪色 B． 屬于烷烴，與甲烷屬于同系物 C．甲烷能夠燃燒，在一定條件下會發(fā)生爆炸，因此是礦井的安全威脅之一 D．將甲烷和氯氣按體積比1：1混合，光照條件下不能得到純凈的CH3Cl 16．(2022·重慶市萬州第二高級中學高二期中)常溫下，甲、乙、丙、丁四種氣態(tài)烴分子中所含電子數(shù)分別為10、14、16、18，下列關于這四種氣態(tài)烴的推斷正確的是 A．四種氣態(tài)烴中至少有兩種互為同分異構體 B．乙和丁互為同系物 C．丙分子中所有原子均在同一平面上 D．不能用酸性高錳酸鉀溶液鑒別甲和丙 17．(2022·海南省儋州川綿中學高一期中)下列說法正確的是( ) A．的名稱為異丁烷 B．CH3CH2CH2CH2CH3和互為同素異形體 C．和為同一物質 D．CH3CH2OH和CH3OCH3互為同系物 18．(2022·上海市延安中學高二期末)下列烷烴中，一氯代物只有一種的是( ) A． B． C． D． 19．(2022·浙江省杭州高級中學高一期中)下列關于CH4、CH3CH3和的敘述正確的是( ) A．均能用通式CnH2n＋2來表示 B．與所有烷烴互為同素異形體 C．它們都是烷烴，結構中都既有極性共價鍵又有非極性共價鍵 D．它們的性質完全相同 20．(2022·江蘇省啟東中學高一期中)有關有機化合物中碳原子的成鍵特點，下列說法錯誤的是( ) A．碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個價鍵 B．碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環(huán) C．在CH4分子中，四個碳氫共價鍵的長度和強度均相同 D．在正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形 21．(2022·重慶市好教育聯(lián)盟高二期中考試)同分異構現(xiàn)象在有機化合物中十分普遍。若物質m和n互為同分異構體，則下列說法錯誤的是( ) A．m和n的分子式一定相同 B．m和n一定都是有機物 C．m和n含有的元素一定相同 D．m和n的相對分子質量一定相同 22．下列說法錯誤的是( ) A．烷烴的通式為CnH2n+2，隨n值的增大，碳元素的質量分數(shù)逐漸增大 B．分子式為C2H6和分子式為C5H12的烷烴的一氯代物的數(shù)目不可能相同 C．丙烷的球棍模型為 D．和屬于同種物質 23．(2022·福建省漳州市正興學校高一期中)對于微粒的多樣性，下列說法正確的是( ) A．白磷與石墨互為同素異形體 B．CH3CH2OCH3和CH3OCH2CH3是同種物質 C．13C60與12C60互為同位素 D．與互為同分異構體 24．(2022·廣東省佛山市順德區(qū)樂從中學高二期中)下列敘述正確的是( ) A．分子式為C4H8有機物最多存在3個C-C單鍵 B．和 均是芳香烴，既是芳香烴又是芳香化合物 C．等質量的乙炔和苯完全燃燒生成水的質量相等 D．分子式為C2H6O的有機物結構簡式一定為C2H5OH 二、非選擇題 25．(2022·北京市人大附中高一期中)CH4在光照條件下與Cl2反應，可得到各種氯代甲烷。 (1)在甲烷分子中，碳原子以最外層的4個電子分別與氫原子形成4個_______鍵。 (2)生成CH3Cl的化學方程式是_______。 (3)①CH4氯代的反應機理為自由基(帶有單電子的原子或原子團，如、)反應，包括以下幾步： 由CH3Cl生成CH2Cl2過程中，鏈傳遞其中一個方程式是，寫出另一個方程式：_______。 ②探究光照對CH4與Cl2反應的影響，實驗如下： a.由B和D得出的結論是_______。 b.依據(jù)上述反應機理，解釋C中沒有氯代甲烷的原因：_______。 26．(2022·湖南省雅禮中學高一期中)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圖： (1)請寫出C裝置中生成CH3Cl的化學方程式：____。 (2)B裝置有三種功能：①混勻混合氣體；②____；③____。 (3)設=x，當CH4的體積一定時，若想理論上獲得最多的氯化氫，則x≥____。 (4)將1molCH4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0.1mol，則參加反應的Cl2的物質的量為____。 (5)已知某丁烷與氯氣發(fā)生取代反應的產物之一為C4H9Cl，則分子式為C4H9Cl的同分異構體有____種。 27．(2022·河北省武安市第一中學高一月考)如圖是某同學利用注射器設計的簡易實驗裝置。甲中注入10mLCH4同溫同壓下乙中注入50mLCl2將乙中氣體推入甲中，用日光照射一段時間，氣體在甲中反應。 (1)下列是某同學預測的實驗現(xiàn)象：①氣體最終變?yōu)榧t色；②實驗過程中，甲中活塞向內移動；③甲中內壁有油珠；④產生火花。其中正確的是______(填序號)。 (2)甲管中發(fā)生的化學反應類型為______，產物中與甲烷空間結構一致的是_______(物質名稱)。 (3)反應后，甲中剩余氣體最宜選用下列哪種試劑吸收________(填字母)。 A．水 B．氫氧化鈉溶液 C．硝酸銀溶液 D．飽和食鹽水 (4)反應后，若將甲中的物質推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到________。 (5)下面列出了幾組物質，請將物質的合適組號填寫在空格上。同位素_____，同系物____，同素異形體______，同分異構體______。 ①金剛石與“足球烯”C60；②D與T；③16O、17O和18O；④氧氣(O2)與臭氧(O3)；⑤CH4和CH3CH2CH3；⑥乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)；⑦和 熔沸點水溶性可燃性大多比較低大多難溶于水大多能燃燒碳原子數(shù)(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n>10相應漢字數(shù)字種類實例含義分子式CH4用元素符號表示物質分子組成的式子，可反映出一個分子中原子的種類和數(shù)目最簡式(實驗式)乙烷C2H6 最簡式為CH3①表示物質組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子 ②由最簡式可求最簡式量電子式用小黑點等記號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子結構式①具有化學式所能表示的意義，能反映物質的結構 ②表示分子中原子的結合或排列順序的式子，但不表示空間構型結構簡式CH3CH3將結構式中碳碳單鍵、碳氫鍵等短線省略后得到的式子即為結構簡式，它比結構式書寫簡單，比較常用，是結構式的簡便寫法，著重突出結構特點(官能團)鍵線式 (戊烷) (丙烯)將結構式中碳、氫元素符號省略，只表示分子中鍵的連接情況，每個拐點或終點均表示一個碳原子，即為鍵線式球棍模型小球表示原子，短棍表示價鍵，用于表示分子的空間結構(立體形狀)比例模型①用不同體積的小球表示不同大小的原子 ②用于表示分子中各原子的相對大小和結合順序顏色狀態(tài)氣味密度溶解性無色氣體無味比空氣小極難溶于水實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論1.點燃純凈的甲烷?淡藍色火焰?甲烷可燃燒2.在火焰的上方罩干燥潔凈的燒杯?燒杯內壁出現(xiàn)水珠?燃燒產物中有水3.迅速將燒杯倒轉并注入少量的澄清石灰水?澄清石灰水變渾濁?燃燒產物中有二氧化碳反應物甲烷與氯氣(不能用氯水)反應條件漫散光照射(不用太陽光直射，以防爆炸)生成物甲烷與氯氣反應生成四種有機產物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和無機物HCl，其中HCl的產量最多反應 特點連鎖反應甲烷中的氫原子被氯原子逐步取代，各步反應同時進行，即第一步反應一旦開始，后續(xù)反應立即進行數(shù)量關系每取代1 mol氫原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl實驗裝置實驗現(xiàn)象A裝置：試管內氣體顏色逐漸__變淺__；試管內壁有__油狀液體__出現(xiàn)，試管中有少量白霧，且試管內液面__上升__，水槽內有固體析出 B裝置：__無明顯現(xiàn)象__實驗結論CH4與Cl2需在__光照__時才能發(fā)生化學反應，有關化學方程式： CH4＋Cl2eq \o(——→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl(一氯代物)， CH3Cl＋Cl2eq \o(——→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl(二氯代物)， CH2Cl2＋Cl2eq \o(——→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl(三氯代物)， CHCl3＋Cl2eq \o(——→,\s\up7(光))CCl4＋HCl(四氯代物)。產物性質水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均__難__溶于水。 狀態(tài)：常溫下除CH3Cl__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原子或原子團所替代的反應。Ⅰ鏈引發(fā)Ⅱ鏈傳遞Ⅲ鏈終止 …… ……編號操作結果A將Cl2與CH4混合后，光照得到氯代甲烷B將Cl2先用光照，然后迅速在黑暗中與CH4混合得到氯代甲烷C將Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段時間，再與CH4混合幾乎無氯代甲烷D將CH4先用光照，然后迅速在黑暗中與Cl2混合幾乎無氯代甲烷 0 0 專題08 認識有機化合物 思維導圖 知識詳解 考點1 有機化合物中碳原子的成鍵特點 1．有機化合物 (1)定義：絕大多數(shù)含碳的化合物都是有機化合物，簡稱有機物。 (2)主要組成元素：碳、氫、氧、氮、硫、鹵素、磷等。 (2)性質： 2．有機化合物中碳原子的成鍵特點 (1)甲烷是最簡單的有機化合物，甲烷的分子式為CH4，電子式為，結構式為。 (2)有機物中碳原子的結構及成鍵特點 碳原子結構：最外層有4個電子，不易得失電子形成陰、陽離子 碳原子成鍵特點：成鍵數(shù)目——每個碳原子形成4個共價鍵；成鍵種類——單鍵、雙鍵或三鍵；連接方式——碳鏈或碳環(huán)。 3．有機物種類繁多的原因 (1)碳原子間成鍵方式多樣 ①碳碳之間的結合方式有單鍵()、雙鍵()、三鍵(—C≡C—)。 ②多個碳原子可以相互結合成鏈狀，也可以結合成環(huán)狀(且可帶支鏈)，如下圖所示。 ③碳原子還可以和H、O、N、S、P、鹵素等多種非金屬原子形成共價鍵。 (2)組成有機物的碳原子數(shù)目靈活 有機物分子中可能只含有1個或幾個碳原子，也可以含有成千上萬個碳原子。 【典例1】目前已知化合物中數(shù)量、種類最多的是ⅣA族碳的化合物(有機化合物)，下列有關有機物種類眾多的原因的敘述中不正確的是( ) A．碳原子既可以跟碳原子形成共價鍵，又可以跟其它原子形成共價鍵 B．碳原子性質活潑，可以跟多數(shù)原子形成共價鍵和離子鍵 C．碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成穩(wěn)定的雙鍵和三鍵 D．碳原子之間可以形成長度不同的碳鏈和碳環(huán)，且碳鏈、碳環(huán)之間又可以相互結合 【答案】B 【解析】碳原子最外層有4個價電子，每個碳原子不僅能與其他原子形成4個共價鍵，而且碳原子與碳原子之間也能通過共價鍵結合，碳原子之間不僅可以形成單鍵，還可以形成雙鍵或叁鍵，不僅可以形成鏈狀，還可以形成環(huán)狀，有機化合物還存在同分異構現(xiàn)象，導致有機物種類繁多。A項，能與碳形成化學鍵的元素種類多，碳原子既可以跟碳原子形成共價鍵，又可以跟其它原子形成共價鍵，故A正確；B項，碳原子性質不活潑，可以跟一些非金屬原子形成共價鍵，難與金屬形成離子鍵，故B錯誤；C項，碳原子成鍵形式多樣，碳原子之間既可以形成穩(wěn)定的單鍵，又可以形成穩(wěn)定的雙鍵和三鍵，故C正確；D項，碳原子之間可以形成長度不同的碳鏈和碳環(huán)，且碳鏈、碳環(huán)之間又可以相互結合，也是導致有機物種類繁多的原因之一，故D正確；故選B。 【典例2】有關有機化合物中碳原子的成鍵特點，下列說法錯誤的是(　　) A．碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個價鍵 B．碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環(huán) C．在CH4分子中，四個碳氫共價鍵的長度和強度均相同 D．在正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形 【答案】B 【解析】碳原子間可以形成碳鏈，也可以形成碳環(huán)，故B項錯誤。 考點2 烷烴的結構和命名 1．烷烴的結構 (1)甲烷的結構 甲烷的空間構型是正四面體結構，空間結構示意圖是。甲烷的球棍模型為，比例模型為。 (2)烷烴結構上的特點 單鍵：碳原子之間以碳碳單鍵相連 鏈狀：碳原子結合成鏈狀 飽和：碳原子剩余價鍵全部跟氫原子結合 通式：CnH2n＋2(n≥1) 點撥：烷烴中碳碳結合成鏈狀，鏈狀不是“直線狀”，而是呈鋸齒狀，鏈上還可分出支鏈，如圖所示。 2．烷烴的命名 (1)表示 舉例：C6H14命名為己烷，C18H38命名為十八烷。 (2)碳原子數(shù)n相同，結構不同時，用正、異、新表示。 舉例：C4H10的兩種分子的命名：無支鏈時：CH3CH2CH2CH3：正丁烷有支鏈時：CH3CH(CH3)CH3?：異丁烷 ；如CH3CH2CH2CH2CH3稱為正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3稱為異戊烷，C(CH3)4稱為新戊烷。 3．常見有機物結構的表示方法 【典例3】下列說法正確的是(　　) A．碳碳間以單鍵結合，碳原子剩余價鍵全部與氫原子結合的烴一定是飽和鏈烴 B．分子組成符合CnH2n＋2的烴一定是烷烴 C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上 D．碳、氫原子個數(shù)比為1∶3的烷烴有兩種 【答案】C 【解析】A項中環(huán)烷烴也符合要求，但它不是鏈烴，屬于環(huán)烴；C項中由碳原子的成鍵方式和鍵角特征知，碳原子呈折線方式排列，因此正戊烷中的碳原子不在同一直線上；D項中n(C)∶n(H)＝1∶3時必為C2H6，一定是乙烷。 【典例4】下列說法中正確的是(　　) A．CH3Cl是正四面體結構 B．CH2Cl2有兩種結構 C．CHCl3只有一種結構，可以證明甲烷是正四面體結構 D．CCl4是正四面體結構 【答案】D 【解析】　CH3Cl中C原子上連有不同的原子，為四面體結構，但不是正四面體結構，A錯誤；甲烷分子是正四面體結構，CH2Cl2只有一種結構，B錯誤；無論甲烷分子是正四面體結構，還是平面正方形結構，CHCl3都不存在同分異構體，C錯誤；CCl4中C原子連有四個相同的Cl原子，形成四個相同的化學鍵，分子的空間結構為正四面體結構，D正確。 考點3 同系物 1．同系物 (1)概念：結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物。 (2)實例：CH4、C2H6、C3H8互為同系物。 (3)判斷有機物之間是否互為同系物的方法： a．同系物間的分子結構相似，屬于同一類物質；b．同系物間的組成上相差一個或若干個CH2原子團。 2．同系物判斷的三個關鍵點： (1)同系物一定具有不同的碳原子數(shù)(或分子式)。 (2)同系物一定具有不同的相對分子質量(相差14n)。 3．同系物判斷的幾個“一定”和“不一定” (1)同系物在分子組成上一定相差一個或若干個“CH2”原子團；但在分子組成上相差一個或若干個“CH2”原子團的有機物不一定是同系物。 (2)同系物具有同一通式，但具有同一通式的有機物不一定是同系物。 (3)同系物的化學性質一定相似，但化學性質相似的物質不一定是同系物。 (4)同系物的相對分子質量一定不相同。 2．同系物判斷的三個關鍵點 (1)“同”——互為同系物的物質必須屬于同一類物質。 (2)“似”——結構相似，是指化學鍵類型相似，分子中各原子的結合方式相似。 (3)“差”——組成上相差n個CH2原子團(n≥1)。 注意：①同系物一定具有不同的碳原子數(shù)(或分子式)。 ②同系物一定具有不同的相對分子質量(相差14n)。 【典例5】下列關于同系物的說法中，錯誤的是(　 　) A．同系物具有相同的最簡式 B．同系物能符合同一通式 C．同系物中，相鄰的同系物彼此在組成上相差一個CH2原子團 D．同系物的化學性質基本相似，物理性質隨碳原子數(shù)增加而呈規(guī)律性變化 【答案】A 【解析】同系物不一定具有相同的最簡式，如甲烷、乙烷、丙烷是烷烴的同系物，其最簡式分別是CH4、CH3、C3H8，A項錯誤；同系物分子式的通式相同，B項正確；由同系物定義知，C項正確；同系物結構相似，化學性質相似，物理性質隨碳原子數(shù)增加呈規(guī)律性變化，D項正確。 【典例6】下列說法正確的是(　　) A．同系物可能具有相同的相對分子質量 B．同系物一定是同類物質，化學性質基本相似 C．分子組成相差若干個CH2原子團的兩種有機物互為同系物 D．符合通式CnH2n＋2的不同烴一定互為同系物 【答案】B 【解析】同系物一定具有不同的相對分子質量(相差14n)，A項錯誤；分子組成相差一個或若干個CH2原子團，且結構相似的兩種有機物才互為同系物，C項錯誤；符合通式CnH2n＋2的不同烴，可能互為同系物，也可能互為同分異構體，D項錯誤。故選B。 考點4 同分異構體 1．同分異構體 (1)概念 ①同分異構現(xiàn)象：化合物具有相同的分子式，但具有不同結構的現(xiàn)象。 ②同分異構體：具有同分異構現(xiàn)象的化合物。 (2)寫出C4H10的同分異構體：CH3CH2CH2CH3和 。 (3)戊烷的同分異構體有3種，己烷的同分異構體有5種。 2．烷烴同分異構體的書寫規(guī)律 (1)方法速記口訣：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排列對、鄰到間。 (2)書寫原則與操作思路：選擇最長的碳鏈為主鏈；找出中心對稱線；碳原子必須滿足四個鍵；主鏈上的鏈端不能接甲基，主鏈上的第二個碳原子或倒數(shù)第二個碳原子不能接乙基．否則主鏈會改變。而容易出現(xiàn)重復結構。 (3)實例：書寫戊烷(C5H12)同分異構體 ①先寫出碳鏈最長的直鏈烴：CH3CH2CH2CH2CH3。 ②從主鏈上減少一個—CH3作為取代基(支鏈)，在所得主鏈上依次移動可能的位置，得。 ③再從主鏈上減少一個碳原子作為所得主鏈的取代基，得。 故C5H10的同分異構體共有三種，依次稱為正戊烷、異戊烷、新戊烷。 3．“等效氫法”判斷一鹵代烴的數(shù)目 烴分子中等效氫原子有幾種，則該烴一鹵取代物就有幾種同分異構體。要判斷某烴的一鹵取代物的同分異構體的數(shù)目，首先要觀察烴的結構是否具有對稱性。 (1)連在同一碳原子上的氫原子等效，如甲烷中的4個氫原子等效。 (2)同一個碳原子上所連接的甲基(—CH3)上的氫原子等效。如新戊烷，其四個甲基等效，各甲基上的氫原子完全等效，也就是說新戊烷分子中的12個氫原子是等效的。 (3)分子中處于鏡面對稱位置(相當于平面鏡成像時，物與像的關系)上的氫原子是等效的。如分子中的18個氫原子是等效的。 【典例7】下列說法正確的是( ) A．C3H7Cl有3種同分異構體 B．相對分子質量相同、結構不同的兩種化合物互為同分異構體 C．同分異構體之間的轉化是化學變化 D．和互為同分異構體 【答案】C 【解析】A項，有2種同分異構體，即和，A錯誤；B項，相對分子質量相同，但分子式不一定相同，故相對分子質量相同、結構不同的兩種化合物不一定互為同分異構體，B錯誤；C項，同分異構體為不同的物質，故它們之間的轉化是化學變化，C正確；D項，和為同一物質，不互為同分異構體，D錯誤；故選C。 【典例8】已知丙烷的二氯代物有4種，丙烷與有機物M()互為同系物。下列說法錯誤的是(　　)。 A．丙烷的六氯代物有4種 B．丙烷與互為同分異構體 C．有機物M的一氯代物有4種 D．有機物M的同分異構體有4種(不含M) 【答案】　B 【解析】　丙烷的分子式為C3H8，C3H6Cl2和C3H2Cl6的種數(shù)必然相同，A項正確；就是丙烷，兩者屬于同一種物質，B項錯誤；有機物M中有4種不同化學環(huán)境的H原子，，其一氯代物有4種，C項正確；M的同分異構體除M外，碳骨架還有4種：C—C—C—C—C—C、、、，D項正確。 考點5 甲烷的性質 1．物理性質 存在 ：甲烷是天然氣、沼氣、油田氣、煤礦坑道氣的主要成分 2．化學性質： (1)燃燒反應(氧化反應) 甲烷的燃燒實驗 寫出化學方程式： CH4+2O2 CO2+2H2O。 (2)穩(wěn)定性 通常狀況下甲烷的化學性質穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強氧化劑不反應，與強酸、強堿 也不反應。如果將甲烷通入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液顏色不褪色 。 (3)取代反應 定義：有機化合物分子中的某種原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應，叫做取代反應。 3．甲烷與氯氣的取代反應歸納 4．在光照條件下，烷烴與Cl2\，Br2等鹵素單質的氣體發(fā)生取代反應，生成多種鹵代產物和相應的鹵化氫氣體。CnH2n＋2＋X2eq \o(——→,\s\up7(光))CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可與X2繼續(xù)發(fā)生取代反應。 【典例9】下列有關甲烷的取代反應的敘述正確的是(　　) A．甲烷與氯氣的物質的量之比為1∶1，混合發(fā)生取代反應只生成CH3Cl B．甲烷與氯氣的取代反應，生成的產物中CH3Cl最多 C．甲烷與氯氣的取代反應生成的產物為混合物 D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯氣 【答案】C 【解析】甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應就不會停止在某一步，四種有機物都會產生，故得不到純凈的CH3Cl，A錯誤，C正確；甲烷與氯氣的反應中每取代1 mol氫原子，消耗1 mol氯氣，生成1 mol HCl，故產物中HCl最多，B錯誤；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯氣，D錯誤。 【典例10】在光照條件下，將0.5mol CH4與Cl2反應，得到等物質的量的4種取代物，則消耗Cl2物質的量為( ) A．0.5 mol B．1.25 mol C．2.5 mol D．5 mol 【答案】B 【解析】依據(jù)碳原子守恒，反應所得四種有機產物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物質的量都為0.125mol；依據(jù)反應方程式，有機物分子中氯原子的物質的量等于參加反應的Cl2的物質的量，所以n(Cl2)= n(CH3Cl)×1+ n(CH2Cl2)×2+ n(CHCl3)×3+ n(CCl4)×4=0.125mol×(1+2+3+4)=1.25mol，故選B?！?考點6 烷烴的性質 1．物理性質(隨分子中碳原子數(shù)增加) (1)熔、沸點：逐漸升高； (2)狀態(tài)：由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)，其中常溫、常壓下碳原子數(shù)小于或等于4的烷烴為氣態(tài)； (3)密度：逐漸增大且均比水的密度小，難溶于水。 2．化學性質 通常情況下，烷烴比較穩(wěn)定，與強酸、強堿或高錳酸鉀等強氧化劑不反應。但一定條件下可燃燒，在較高溫度下會發(fā)生分解。與氯氣等發(fā)生取代反應。 (1)烷烴的燃燒通式為CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \o(——→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O。 (2)以甲烷為例探究烷烴的取代反應 【典例11】常溫下，1 mol某烷烴在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應，若在適當?shù)臈l件下，完全取代需要消耗6 mol Cl2，則下列判斷正確的是(　　) A．該烷烴的分子式為C5H12 B．反應所生成的有機產物能直接使AgNO3溶液褪色 C．該烷烴的四氯代物有2種 D．反應容器中，一氯代物所占的物質的量分數(shù)最大 【答案】C 【解析】設此烷烴的分子式為CnH2n＋2，由于烷烴在光照條件下和氯氣取代時，取代1 mol H消耗1 mol Cl2，根據(jù)消耗6 mol Cl2可知，此烷烴中含6個H，即為2n＋2＝6，故n＝2，即此烷烴為乙烷C2H6。A項，此烷烴為乙烷C2H6，錯誤；B項，氯氣和乙烷發(fā)生完全取代后生成C2Cl6，是非電解質，不能電離出Cl－，故不能直接和硝酸銀溶液反應，錯誤；C項，該烴共有6個H原子，故其四氯代物種數(shù)和二氯代物種數(shù)相同，而乙烷的二氯代物有2種，故其四氯代物也有2種，正確；D項，反應產物中HCl的物質的量分數(shù)最大，錯誤。故選C。 【典例12】將1 mol CH4和適量的氧氣在密閉容器中點燃，充分反應后，甲烷和氧氣均無剩余，且產物均為氣體(101 kPa，120 ℃)，其總質量為72 g，下列有關敘述不正確的是(　　) A．產物的平均摩爾質量為24 g·mol－1 B．若將產物通過濃硫酸充分吸收后恢復至(101 kPa，120 ℃)，則壓強變?yōu)樵瓉淼?eq \f(1,3) C．反應中消耗的氧氣為56 g D．若將產物通過堿石灰，則可全被吸收，若通過濃硫酸，則不能被完全吸收 【答案】D 【解析】1 mol CH4質量為16 g，而產物總質量為72 g，根據(jù)化學式可知，產物中有2 mol H2O ，質量為36 g，則CO與CO2總質量是36 g，設有x mol CO 和(1－x)mol CO2 ，28x＋44－44x＝36，x＝0.5 ，所以產物中有2 mol H2O 0.5 mol CO、0.5 mol CO2 平均摩爾質量＝總質量/總物質的量＝72/(2＋0.5＋0.5)＝24 g·mol－1，A正確；根據(jù)上述分析，產物中有2 mol H2O、0.5 mol CO、0.5 mol CO2，將產物通過濃硫酸后，水被吸收，剩余氣體為CO和CO2 ，物質的量的和為0.5＋0.5＝1 mol，則壓強變?yōu)樵瓉淼?eq \f(1,(2＋1))＝eq \f(1,3)，B正確；1 mol CH4質量為16 g，而產物總質量為72 g，根據(jù)質量守恒定律，反應中消耗的氧氣為56 g，C正確；根據(jù)上述分析，產物為CO、CO2 和水，通過堿石灰后，CO不能被吸收，通過濃硫酸后，CO、CO2不能被吸收，D錯誤。 專項練習 一、選擇題 1．(2022·浙江省北斗聯(lián)盟高一期中聯(lián)考)下列說法不正確的是( ) A．CH4與CH3CH2CH3互為同系物 B．金剛石和石墨互為同素異形體 C．和互為同位素 D．正丁烷與異丁烷互為同分異構體 【答案】C 【解析】A項，CH4與CH3CH2CH3都是烷烴，組成上相差2個CH2，兩者互為同系物，A正確；B項，金剛石和石墨是由碳元素組成的不同的單質，兩者互為同素異形體，B正確；C項，質子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素互為同位素，和是單質，不是核素，C錯誤；D項，正丁烷與異丁烷分子式相同，都為C4H10，但結構不同，兩者互為同分異構體，D正確；故選C。 2．(2022·湖南省長沙市實驗中學高一期中)下列關于甲烷的說法錯誤的是( ) A．甲烷是最簡單的烷烴 B．甲烷是無色無味的氣體 C．甲烷能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 D．甲烷分子具有正四面體結構 【答案】C 【解析】A項，甲烷含有1個C和4個H，是最簡單的烷烴，A項正確；B項，甲烷是無色無味的氣體，B項正確；C項，甲烷為飽和烴，性質穩(wěn)定，不能被高錳酸鉀氧化，即不能使高錳酸鉀褪色，C項錯誤；D項，甲烷為正四面體結構，D項正確；故選C。 3．(2022·浙江省舟山中學高一期中)下列敘述不正確的是( ) A．天然氣、沼氣、煤層氣的主要成分是甲烷 B．正丁烷分子中所有的碳原子均在同一條直線上 C．有機物發(fā)生的反應，一般比較復雜，速度緩慢，還常伴有副反應發(fā)生 D．相同質量的烷烴完全燃燒時，甲烷的耗氧量最高 【答案】B 【解析】A項，天然氣、沼氣、煤層氣的主要成分是甲烷，故A正確；B項，正丁烷分子中碳原子都形成4個單鍵，碳原子不在同一條直線上，故B錯誤；C項，有機物發(fā)生的反應，一般比較復雜，速度緩慢，還常伴有副反應發(fā)生，故C錯誤；D項，烷烴中，甲烷氫元素質量分數(shù)最大，相同質量的烷烴完全燃燒時，甲烷的耗氧量最高，故D正確；故選B。 4．(2022·浙江省杭州地區(qū)含周邊重點中學高一期中聯(lián)考)甲烷是一重要的工業(yè)原料，下列敘述錯誤的是( ) A．甲烷分子的空間結構呈正四面體形 B．甲烷分子中的兩個氫原子被氯原子取代后，可形成兩種不同結構的分子 C．甲烷是重要的化工原料，其分解產物可用于合成氨工業(yè) D．煤礦中的爆炸事故多與甲烷氣體有關，在生產中必須采取通風、禁煙等措施 【答案】B 【解析】A項，甲烷分子的空間結構呈正四面體形，分子中碳原子與周圍4個氫原子各形成1個共價鍵，A正確；B項，甲烷分子的空間結構呈正四面體形，甲烷分子中的兩個氫原子被氯原子取代后，只能形成1種結構的分子，B錯誤；C項，甲烷是重要的化工原料，其分解產物為炭黑和氫氣，可用于合成氨和橡膠工業(yè)，C正確；D項，煤礦中含有甲烷氣體，甲烷為可燃性氣體，煤礦中的爆炸事故多與甲烷氣體有關，在生產中必須采取通風、禁煙等措施，D正確；故選B。 5．(2022·浙江省學軍中學高一月考)某有機物分子中含n個-CH2-，m個，a個-OH，其余為甲基，則甲基的個數(shù)為( ) A．2n＋3m-a B．n＋m＋a C．m＋2-a D．m＋2n＋2-a 【答案】C 【解析】分子中每有一個，便引入一個甲基；每有一個-OH，便少一個甲基；碳鏈的兩個端點各有一個甲基；甲基與-CH2-無關。分子中每有一個，便引入一個甲基；每有一個-OH，便少一個甲基；碳鏈的兩個端點各有一個甲基；甲基與-CH2-無關。若某有機物分子中含n個-CH2-，m個，a個-OH，能連接的-CH3為m+2-a，故選C。 6．(2022·安徽省省舒城中學高一期中)下列說法正確的是( ) A．CF2Cl2有 和兩種結構 B．光照條件下，氯氣與乙烷發(fā)生化學反應，生成的產物有6種 C．C5H12的同分異構體有2種 D．(CH3)2CHCH(CH2CH3)2有5種一氯代物 【答案】D 【解析】A項，CF2Cl2的空間構型為四面體形， 和 是同一種結構，A項錯誤；B項，光照條件下，氯氣與乙烷發(fā)生取代反應生成的一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、五氯乙烷、六氯乙烷依次有1、2、2、2、1、1種，生成的氯代乙烷共9種，產物還有HCl，B項錯誤；C項，C5H12的同分異構體的結構簡式為CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4，有3種，C項錯誤；D項，連在同一個碳原子上H原子等效，連在同一碳原子上的甲基上的H原子等效，處于對稱位置的H原子等效，(CH3)2CHCH(CH2CH3)2有5種H原子，故其有5種一氯代物，D項正確；故選D。 7．(2022·江蘇省太湖高級中學高一期中)甲烷是結構最簡單的碳氫化合物。廣泛存在于天然氣、沼氣、煤礦坑井氣之中，是優(yōu)質氣體燃料，也是制造合成氣和許多化工產品的重要原料。通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強氧化劑不反應，與強酸、強堿也不反應。但是在特定條件下，甲烷也會發(fā)生某些反應。液化石油氣中含有丙烷，且丙烷中碳原子成鍵特點與CH4中碳原子相似，故丙烷與甲烷的性質相似。下列有關丙烷的敘述中，正確的是( ) A．分子中碳原子在一條直線上 B．光照下能夠與Cl2發(fā)生化合反應 C．丙烷與甲烷互為同系物 D．丙烷能使酸性KMnO4溶液褪色 【答案】C 【解析】A項，烷烴中碳原子呈鋸齒形結構，故丙烷中碳原子不在同一條直線上，故A錯誤；B項，丙烷在光照下能夠與Cl2發(fā)生取代反應，故B錯誤；C項，丙烷與甲烷結構相似，分子組成上相差2個CH2基團，互為同系物，故C正確；D項，丙烷為飽和烴，性質穩(wěn)定，不能被酸性高錳酸鉀氧化，故D錯誤；故選C。 8．(2022·江蘇省太湖高級中學高一期中)甲烷是結構最簡單的碳氫化合物。廣泛存在于天然氣、沼氣、煤礦坑井氣之中，是優(yōu)質氣體燃料，也是制造合成氣和許多化工產品的重要原料。通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，與高錳酸鉀等強氧化劑不反應，與強酸、強堿也不反應。但是在特定條件下，甲烷也會發(fā)生某些反應。下列各圖均能表示甲烷的分子結構，其中最能反映其真實存在狀況的是( ) A．結構示意圖 B．電子式 C．球棍模型 D．比例模型 【答案】D 【解析】最能反映甲烷真實存在狀況的是甲烷的比例模型，故D符合題意。故選D。 9．(2022·四川省成都市蓉城名校聯(lián)盟高一期中聯(lián)考)有機化合物不僅數(shù)量眾多，而且分布極廣。下列說法正確的是( ) A．含碳、氫、氧三種元素的化合物都是有機物 B．甲烷、乙烯、苯都屬于烴 C．有機物均難溶于水，易溶于有機溶劑 D．有機物種類繁多的原因是除含碳元素外，還含有其它多種元素 【答案】B 【解析】A項，碳酸是含碳、氫、氧三種元素的化合物，但屬于無機物，故A錯誤；B項，甲烷、乙烯、苯都是僅含碳、氫元素的化合物，都屬于烴，故B正確；C項，乙醇和乙酸都易溶于水，故C錯誤；D項，有機物種類繁多的原因是碳原子能與碳原子形成的共價鍵數(shù)目多、方式多、種類多，且有機物分子存在同分異構現(xiàn)象，故D錯誤；故選B。 10．(2022·福建省南平市高級中學高一期中)下列說法不正確的是( ) A．O2、O3同素異形體 B．35Cl2與37Cl2互為同位素 C．乙烷和戊烷互為同系物 D．CH3-CH2-CH2-CH3與互為同分異構體 【答案】B 【解析】A項，O2、O3是組成元素相同、結構不同、性質不同的兩種單質，屬于同素異形體，A正確；B項，35Cl與37Cl為質子數(shù)相同中子數(shù)不同的核素、互為同位素， 35Cl2與37Cl2均為氯氣分子，B錯誤；C項，乙烷和戊烷為結構相似、通式相同、相差3個CH2原子團，互為同系物，C正確；D項，CH3-CH2-CH2-CH3與CH(CH3)3分子式均為C4H10，但結構不同，互為同分異構體，D正確；故選B。 11．(2022·廣東省廣州市第十六中學高一期中)下列化合物的分子中，所有原子可能共平面的是( ) A．甲苯() B．乙烷 C．丙炔(CH3—C≡CH) D．CH2=CH—CH=CH2 【答案】D 【解析】A項，甲苯中有甲基，為四面體結構，因此甲苯分子中所有原子不可能在同一平面內，A項錯誤；B項，乙烷相當于2個甲基連接而成，甲基為四面體結構，因此乙烷分子中所有原子不可能在同平面內，B項錯誤；C項，丙炔的結構簡式為CH3—C≡CH，其中含有甲基，因此該分子中所有原子不可能在同一平面內，C項錯誤；D項，根據(jù)乙烯的結構可知，H2C=CH-CH=CH2中所有原子可能在同一平面內，D項正確；故選D。 12．(2022·河南省漯河高中高一期中)由丁烯與氯氣加成得到的分子式為C4H8Cl2的有機物，其結構簡式不可能為( ) A． CH2ClCHCl-CH2-CH3 B． CH3-CHCl-CHCl-CH3 C．CH3CH(CH2Cl)2 D． 【答案】C 【解析】烯烴與Cl2發(fā)生加成反應時，斷開不飽和碳碳雙鍵中較活潑的鍵，然后在相鄰的兩個C原子上各結合1個Cl原子。丁烯可能結構簡式為：CH2=CH-CH2-CH3、CH3-CH=CH-CH3、，它們與Cl2發(fā)生加成反應產物可能是CH2ClCHCl-CH2-CH3、CH3-CHCl-CHCl-CH3、，而不可能是CH3CH(CH2Cl)2，故選C。 13．(2022·河北省邢臺市高一月考)下列敘述正確的是( ) A．C3H8和C4H10是同系物 B．相對分子質量相同，但空間結構不同的分子互為同分異構體 C．沸點：正戊烷＜異戊烷＜新戊烷 D．正丁烷分子中四個碳原子在一條直線上 【答案】A 【解析】A項，C3H8和C4H10都是烷烴，結構相似，組成相差一個?CH2?，因此兩者互為同系物，故A正確；B項，分子式相同，但空間結構不同的分子互為同分異構體，相對分子質量相同的不一定是同分異構體，比如硫酸和磷酸，故B錯誤；C項，同分異構體中支鏈越多，熔沸點越低，沸點：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷，故C錯誤；D項，正丁烷分子中四個碳原子呈鋸齒形連接，不在一條直線上，故D錯誤。故選A。 14．(2022·江蘇省金湖中學高一期中)設NA代表阿佛加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是( ) A．標準狀況下，2.24L苯含有的分子數(shù)目為0.1 NA B．2.6gC2H2中含有的共用電子對數(shù)目為0.3 NA C．1.6gCH4和足量的Cl2在光照條件下反應，生成CH3Cl數(shù)目為0.1 NA D．標準狀況下，4.2gC2H4和C3H6混合氣體所含的原子數(shù)目為NA 【答案】D 【解析】A項，標準狀況下，苯不是氣體，故2.24L苯含有的分子數(shù)目不為0.1NA，A錯誤；B項，2.6gC2H2物質的量為 ，一個C2H2有5個共用電子對，故2.6gC2H2中含有的共用電子對數(shù)目為0.5 NA，B錯誤；C項，CH4與Cl2在光照條件下反應生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，故1.6gCH4和足量的Cl2在光照條件下反應，生成CH3Cl數(shù)目不為0.1 NA，C錯誤；D項，C2H4和C3H6混合氣體可認為都是CH2，故標準狀況下，4.2gC2H4和C3H6相當于4.2g CH2，物質的量為 ，故所含的原子數(shù)目為0.9 NA，D正確；故選D。 15．(2022·浙江省三門啟超中學高一期中)下列關于甲烷和烷烴的說法不正確的是( ) A．甲烷和烷烴都不能使酸性KMnO4溶液褪色 B． 屬于烷烴，與甲烷屬于同系物 C．甲烷能夠燃燒，在一定條件下會發(fā)生爆炸，因此是礦井的安全威脅之一 D．將甲烷和氯氣按體積比1：1混合，光照條件下不能得到純凈的CH3Cl 【答案】B 【解析】A項，甲烷和烷烴性質穩(wěn)定，都不能與NaOH、強酸、酸性KMnO4溶液反應，故A正確；B項， 屬于環(huán)烷烴，甲烷屬于鏈狀烷烴，兩者結構不相似，與甲烷不屬于同系物，故B錯誤；C項，甲烷是可燃性氣體，氣體不純燃燒時易發(fā)生爆炸，也是礦井的安全威脅之一，故C正確；D項，甲烷和氯氣在光照下反應是發(fā)生一系列反應，即使甲烷和氯氣按體積比1：1混合，光照條件下不能得到純凈的CH3Cl，故D正確。故選B。 16．(2022·重慶市萬州第二高級中學高二期中)常溫下，甲、乙、丙、丁四種氣態(tài)烴分子中所含電子數(shù)分別為10、14、16、18，下列關于這四種氣態(tài)烴的推斷正確的是 A．四種氣態(tài)烴中至少有兩種互為同分異構體 B．乙和丁互為同系物 C．丙分子中所有原子均在同一平面上 D．不能用酸性高錳酸鉀溶液鑒別甲和丙 【答案】C 【解析】甲、乙、丙、丁四種氣態(tài)烴的分子中所含電子數(shù)分別為10、14、16、18，可判斷甲為甲烷，乙為乙炔，丙為乙烯，丁為乙烷。A項，四種氣態(tài)烴中分別為甲烷、乙炔、乙烯、乙烷，不存在同分異構體，與題意不符，A錯誤；B項，乙和丁分別為乙炔、乙烷，含有的碳原子數(shù)目相等，不屬于同系物，與題意不符，B錯誤； C項，丙為乙烯，分子中所有原子均在同一平面上，符合題意，C正確；D項，乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而甲烷不能，可以鑒別，D錯誤；故選C。 17．(2022·海南省儋州川綿中學高一期中)下列說法正確的是( ) A．的名稱為異丁烷 B．CH3CH2CH2CH2CH3和互為同素異形體 C．和為同一物質 D．CH3CH2OH和CH3OCH3互為同系物 【答案】C 【解析】A項，的名稱為正丁烷，故A錯誤；B項，CH3CH2CH2CH2CH3和分子式相同、結構不同，互為同分異構體，故B錯誤；C項，甲烷為正四面體結構，CHClF2只有一種結構，則 和為同一物質，故C正確；D項，CH3CH2OH和CH3OCH3分子式相同、結構不同，互為同分異構體，故D錯誤；故選C。 18．(2022·上海市延安中學高二期末)下列烷烴中，一氯代物只有一種的是( ) A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A項，異丁烷等效氫有2種，故一氯代物有二種，故A不符合題意；B項，正丁烷等效氫有2種，故一氯代物有二種，故B不符合題意；C項，甲烷上4個H等效，故一氯代物只有一種，故C符合題意；D項，丙烷等效氫有2種，故一氯代物有二種，故D不符合題意；故選C。 19．(2022·浙江省杭州高級中學高一期中)下列關于CH4、CH3CH3和的敘述正確的是( ) A．均能用通式CnH2n＋2來表示 B．與所有烷烴互為同素異形體 C．它們都是烷烴，結構中都既有極性共價鍵又有非極性共價鍵 D．它們的性質完全相同 【答案】A 【解析】A項，CH3CH3的分子式為C2H6，的分子式為C4H10，三者均可以用通式CnH2n＋2來表示，A正確；B項，由同種元素組成的不同的單質互為同素異形體，三者均為化合物，其他烷烴也為化合物，不互為同素異形體，B錯誤；C項，三者都是烷烴，但甲烷中只含C-H極性共價鍵，不含非極性共價鍵，C錯誤；D項，三者都是烷烴，化學性質相似，但熔、沸點等物理性質不相同，D錯誤；故選A。 20．(2022·江蘇省啟東中學高一期中)有關有機化合物中碳原子的成鍵特點，下列說法錯誤的是( ) A．碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個價鍵 B．碳原子間只能形成碳鏈，不能形成碳環(huán) C．在CH4分子中，四個碳氫共價鍵的長度和強度均相同 D．在正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形 【答案】B 【解析】A項，碳的原子序數(shù)為6，碳原子最外層有4個電子，每個碳原子可形成4個價鍵，A正確；B項，碳原子間不但能形成碳鏈，還可以形成碳環(huán)，如環(huán)丁烷()，B錯誤；C項，在CH4分子中，形成4個碳氫鍵，四個碳氫鍵的鍵長與鍵能均相同，C正確；D項，飽和碳與周圍四個原子形成四面體結構，因此正丁烷分子中，4個碳原子形成的碳鏈為鋸齒形，不為直線形，D正確；故選B。 21．(2022·重慶市好教育聯(lián)盟高二期中考試)同分異構現(xiàn)象在有機化合物中十分普遍。若物質m和n互為同分異構體，則下列說法錯誤的是( ) A．m和n的分子式一定相同 B．m和n一定都是有機物 C．m和n含有的元素一定相同 D．m和n的相對分子質量一定相同 【答案】B 【解析】A項，同分異構體是分子式相同、結構不同的物質，m和n互為同分異構體，m和n的分子式一定相同，故A正確；B項，H-O-C≡N、H-N=C=O是無機物，互為同分異構體，故B錯誤；C項，同分異構體分子式相同，所以含有的元素一定相同，故C正確；D項，同分異構體分子式相同，所以相對分子質量一定相同，故D正確；故選B。 22．下列說法錯誤的是( ) A．烷烴的通式為CnH2n+2，隨n值的增大，碳元素的質量分數(shù)逐漸增大 B．分子式為C2H6和分子式為C5H12的烷烴的一氯代物的數(shù)目不可能相同 C．丙烷的球棍模型為 D．和屬于同種物質 【答案】B 【解析】A項，由烷烴中碳元素的質量分數(shù)計算式=可知，隨著碳原子數(shù)逐漸增多碳元素的質量分數(shù)逐漸增大，A正確；B項，C2H6的一氯代物只有一種，C5H12中的新戊烷的一氯代物也只有一種，因此可能相同，B錯誤；C項，符合丙烷球棍模型的表示方式，C正確；D項，二者的分子式相同，結構相同，屬于同種物質，D正確；故選B。 23．(2022·福建省漳州市正興學校高一期中)對于微粒的多樣性，下列說法正確的是( ) A．白磷與石墨互為同素異形體 B．CH3CH2OCH3和CH3OCH2CH3是同種物質 C．13C60與12C60互為同位素 D．與互為同分異構體 【答案】B 【解析】A項，白磷與石墨是不同元素構成的單質，不是同素異形體，A錯誤；B項，CH3CH2OCH3和CH3OCH2CH3是同種物質，B正確；C項，13C60與12C60是不同的單質，C錯誤；D項，圖中兩種有機物分子式不同，不是同分異構體，D錯誤；故選B。 24．(2022·廣東省佛山市順德區(qū)樂從中學高二期中)下列敘述正確的是( ) A．分子式為C4H8有機物最多存在3個C-C單鍵 B．和 均是芳香烴，既是芳香烴又是芳香化合物 C．等質量的乙炔和苯完全燃燒生成水的質量相等 D．分子式為C2H6O的有機物結構簡式一定為C2H5OH 【答案】C 【解析】A項，C4H8的結構可能為1-丁烯(CH2=CH-CH2-CH3)，2-丁烯(CH3-CH=CH-CH3)或環(huán)丁烷()，其中環(huán)丁烷含有4個C-C單鍵，A錯誤；B項，含有苯環(huán)的烴屬于芳香烴，環(huán)己烷( )中無苯環(huán)，不是芳香烴， 中有N和O元素，不屬于烴，B錯誤；C項，乙炔和苯的最簡式相同，所以燃燒等質量的乙炔和苯生成的水的質量相等，C正確；D項，分子式為C2H6O的有機物可以是醇CH3CH2OH，也可是醚CH3OCH3，D錯誤；故選C。 二、非選擇題 25．(2022·北京市人大附中高一期中)CH4在光照條件下與Cl2反應，可得到各種氯代甲烷。 (1)在甲烷分子中，碳原子以最外層的4個電子分別與氫原子形成4個_______鍵。 (2)生成CH3Cl的化學方程式是_______。 (3)①CH4氯代的反應機理為自由基(帶有單電子的原子或原子團，如、)反應，包括以下幾步： 由CH3Cl生成CH2Cl2過程中，鏈傳遞其中一個方程式是，寫出另一個方程式：_______。 ②探究光照對CH4與Cl2反應的影響，實驗如下： a.由B和D得出的結論是_______。 b.依據(jù)上述反應機理，解釋C中沒有氯代甲烷的原因：_______。 【答案】(1)共價 (2) (3)???? 光照時發(fā)生鏈引發(fā)的物質是氯氣而不是甲烷???? 黑暗處放置一段時間發(fā)生，說明一段時間后體系中幾乎無存在，無法進行鏈傳遞， 【解析】(1)甲烷是共價化合物，碳原子不易得到電子也不易失去電子，因此在甲烷分子中，碳原子以最外層的4個電子分別與氫原子形成4個共價鍵；(2)生成CH3Cl是甲烷和氯氣光照生成一氯甲烷和氯化氫，其化學方程式是；(3)根據(jù)前面分析Ⅱ鏈傳遞涉及兩個反應，甲烷和自由基反應得到HCl和另一個自由基，自由基和氯氣反應生成氯原子自由基和一氯甲烷，由CH3Cl生成CH2Cl2過程中，鏈傳遞其中一個方程式是，則另一個方程式：；②a.根據(jù)B和D分析光照的甲烷時反應不能進行，只有光照氯氣才能發(fā)生反應，說明光照時發(fā)生鏈引發(fā)的物質是氯氣而不是甲烷；因此由B和D得出的結論是光照時發(fā)生鏈引發(fā)的物質是氯氣而不是甲烷； b.依據(jù)上述反應機理，解釋C中沒有氯代甲烷的原因：開始光照時發(fā)生，在黑暗處放置一段時間發(fā)生，說明一段時間后體系中幾乎無存在，無法進行鏈傳遞，因此不發(fā)生取代反應生成氯代甲烷。 26．(2022·湖南省雅禮中學高一期中)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圖： (1)請寫出C裝置中生成CH3Cl的化學方程式：____。 (2)B裝置有三種功能：①混勻混合氣體；②____；③____。 (3)設=x，當CH4的體積一定時，若想理論上獲得最多的氯化氫，則x≥____。 (4)將1molCH4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0.1mol，則參加反應的Cl2的物質的量為____。 (5)已知某丁烷與氯氣發(fā)生取代反應的產物之一為C4H9Cl，則分子式為C4H9Cl的同分異構體有____種。 【答案】(1)CH4+Cl2CH3Cl+HCl (2)?控制氣體流速???? 干燥氣體 (3)4 (4)3mol (5)4 【解析】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。(1)C裝置中甲烷與氯氣受光照生成CH3Cl，化學方程式：CH4+Cl2CH3Cl+HCl。(2)B裝置裝有濃硫酸的洗氣瓶，有三種功能：①混勻混合氣體；②通過觀察氣泡速度，控制氣體流速；③干燥氣體。(3)CH4中的H原子理論上都可被取代，1molCH4最多可與4molCl2反應生成4molHCl，故若想理論上獲得最多的氯化氫，則=x≥4。(4)依題意，設CH3Cl物質的量為xmol，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次增大0.1mol，則有x+x+0.1+x+0.2+x+0.3=1，解得x=0.1，則參加反應的Cl2的物質的量為0.1+0.2×2+0.3×3+0.4×4=3(mol)。(5)C4H9Cl是一氯丁烷，碳鏈有兩種，則一氯取代的同分異構體有：、，共4種。 27．(2022·河北省武安市第一中學高一月考)如圖是某同學利用注射器設計的簡易實驗裝置。甲中注入10mLCH4同溫同壓下乙中注入50mLCl2將乙中氣體推入甲中，用日光照射一段時間，氣體在甲中反應。 (1)下列是某同學預測的實驗現(xiàn)象：①氣體最終變?yōu)榧t色；②實驗過程中，甲中活塞向內移動；③甲中內壁有油珠；④產生火花。其中正確的是______(填序號)。 (2)甲管中發(fā)生的化學反應類型為______，產物中與甲烷空間結構一致的是_______(物質名稱)。 (3)反應后，甲中剩余氣體最宜選用下列哪種試劑吸收________(填字母)。 A．水 B．氫氧化鈉溶液 C．硝酸銀溶液 D．飽和食鹽水 (4)反應后，若將甲中的物質推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到________。 (5)下面列出了幾組物質，請將物質的合適組號填寫在空格上。同位素_____，同系物____，同素異形體______，同分異構體______。 ①金剛石與“足球烯”C60；②D與T；③16O、17O和18O；④氧氣(O2)與臭氧(O3)；⑤CH4和CH3CH2CH3；⑥乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)；⑦和 【答案】(1)②③ (2)?取代反應???? 四氯化碳 (3)B (4)液體分為兩層，產生白色沉淀 (5)??②③???? ⑤⑦???? ①④???? ⑥ 【解析】甲中注入10mLCH4同溫同壓下乙中注入50mLCl2將乙中氣體推入甲中，甲中先容器變大，用日光照射一段時間，氣體在甲中反應，由于氯氣過量，反應過程中甲中氣體顏色逐漸變淺但顏色不會消失，甲中內壁有油珠生成。(1)根據(jù)氣體體積的關系，說明氯氣過量，在光照條件下生成一氯甲烷、二氯甲烷等四種氯代物和氯化氫，因此某同學預測的實驗現(xiàn)象：氣體顏色變淺；實驗過程中，甲中活塞向內移動；甲中內壁有油珠；因此正確的是②③；(2)甲管中是氯氣和甲烷光照下發(fā)生取代反應，甲烷是正四面體，一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷是四面體，四氯化碳是正四面體，因此產物中與甲烷空間結構一致的是四氯化碳；(3)反應后，甲中剩余氣體為HCl和氯氣，氯氣有毒，宜用氫氧化鈉溶液吸收，因此最宜選用的試劑吸收為B；(4)反應后，甲中有四種氯代物及HCl和氯氣，若將甲中的物質推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中，硝酸銀和HCl反應生成氯化銀白色沉淀，因此可觀察到液體分為兩層，產生白色沉淀；(5)①金剛石與“足球烯”C60是同種元素形成的不同單質，互為同素異形體；②D與T是同種元素的不同核素，互為同位素；③16O、17O和18O是同種元素的不同核素，互為同位素；④氧氣(O2)與臭氧(O3) 是同種元素形成的不同單質，互為同素異形體；⑤CH4和CH3CH2CH3是結構相似，分子組成相差兩個?CH2?原子團，互為同系物；⑥乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)是分子式相同，結構式不同，互為同分異構體；⑦和是結構相似，分子組成相差兩個?CH2?原子團，互為同系物；因此互為同位素是②③，互為同系物是⑤⑦，互為同素異形體的是①④，互為同分異構體的是⑥。 熔沸點水溶性可燃性大多比較低大多難溶于水大多能燃燒碳原子數(shù)(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n>10相應漢字數(shù)字種類實例含義分子式CH4用元素符號表示物質分子組成的式子，可反映出一個分子中原子的種類和數(shù)目最簡式(實驗式)乙烷C2H6 最簡式為CH3①表示物質組成的各元素原子最簡整數(shù)比的式子 ②由最簡式可求最簡式量電子式用小黑點等記號代替電子，表示原子最外層電子成鍵情況的式子結構式①具有化學式所能表示的意義，能反映物質的結構 ②表示分子中原子的結合或排列順序的式子，但不表示空間構型結構簡式CH3CH3將結構式中碳碳單鍵、碳氫鍵等短線省略后得到的式子即為結構簡式，它比結構式書寫簡單，比較常用，是結構式的簡便寫法，著重突出結構特點(官能團)鍵線式 (戊烷) (丙烯)將結構式中碳、氫元素符號省略，只表示分子中鍵的連接情況，每個拐點或終點均表示一個碳原子，即為鍵線式球棍模型小球表示原子，短棍表示價鍵，用于表示分子的空間結構(立體形狀)比例模型①用不同體積的小球表示不同大小的原子 ②用于表示分子中各原子的相對大小和結合順序顏色狀態(tài)氣味密度溶解性無色氣體無味比空氣小極難溶于水實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論1.點燃純凈的甲烷?淡藍色火焰?甲烷可燃燒2.在火焰的上方罩干燥潔凈的燒杯?燒杯內壁出現(xiàn)水珠?燃燒產物中有水3.迅速將燒杯倒轉并注入少量的澄清石灰水?澄清石灰水變渾濁?燃燒產物中有二氧化碳反應物甲烷與氯氣(不能用氯水)反應條件漫散光照射(不用太陽光直射，以防爆炸)生成物甲烷與氯氣反應生成四種有機產物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和無機物HCl，其中HCl的產量最多反應 特點連鎖反應甲烷中的氫原子被氯原子逐步取代，各步反應同時進行，即第一步反應一旦開始，后續(xù)反應立即進行數(shù)量關系每取代1 mol氫原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl實驗裝置實驗現(xiàn)象A裝置：試管內氣體顏色逐漸__變淺__；試管內壁有__油狀液體__出現(xiàn)，試管中有少量白霧，且試管內液面__上升__，水槽內有固體析出 B裝置：__無明顯現(xiàn)象__實驗結論CH4與Cl2需在__光照__時才能發(fā)生化學反應，有關化學方程式： CH4＋Cl2eq \o(——→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl(一氯代物)， CH3Cl＋Cl2eq \o(——→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl(二氯代物)， CH2Cl2＋Cl2eq \o(——→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl(三氯代物)， CHCl3＋Cl2eq \o(——→,\s\up7(光))CCl4＋HCl(四氯代物)。產物性質水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均__難__溶于水。 狀態(tài)：常溫下除CH3Cl__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原子或原子團所替代的反應。Ⅰ鏈引發(fā)Ⅱ鏈傳遞Ⅲ鏈終止 …… ……編號操作結果A將Cl2與CH4混合后，光照得到氯代甲烷B將Cl2先用光照，然后迅速在黑暗中與CH4混合得到氯代甲烷C將Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段時間，再與CH4混合幾乎無氯代甲烷D將CH4先用光照，然后迅速在黑暗中與Cl2混合幾乎無氯代甲烷

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