8.1.1天然氣的利用　甲烷 課后分層練 1．下圖是CH4、CCl4、CH3Cl分子的球棍模型圖，下列說法正確的是(　　) A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu) B．CH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu) C．CH4和CCl4中的化學(xué)鍵均為非極性鍵 D．CH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同 [答案] B [解析]CCl4與CH4的分子結(jié)構(gòu)相似，為正四面體結(jié)構(gòu)，CH3Cl中的C—H和C—Cl鍵不同，不是正四面體結(jié)構(gòu)，而是四面體結(jié)構(gòu)。 2．下列物質(zhì)中，在一定條件下，可與甲烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是(　　) A．氯氣　　 B．溴水 C．四氯化碳 D．酸性KMnO4溶液 [答案] A [解析]A項，氯氣與甲烷可以發(fā)生取代反應(yīng)，正確；B項，甲烷不與溴水發(fā)生反應(yīng)，錯誤；C項，甲烷不與四氯化碳發(fā)生反應(yīng)，錯誤；D項，甲烷不與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，錯誤。 3．對的敘述正確的是(　　) A．有兩種結(jié)構(gòu) B．只有一種結(jié)構(gòu) C．含有非極性鍵 D．有四種結(jié)構(gòu) [答案] B [解析]甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體。若氫原子分別被兩個氯原子、兩個氟原子代替，其結(jié)構(gòu)變?yōu)樗拿骟w，碳原子位于四面體的中心位置，兩個氯原子、兩個氟原子不管從哪個方向與碳原子相連，它們都分別處在相鄰的位置，故只有一種結(jié)構(gòu)，如圖所示。C—Cl、C—F均為極性鍵。 4．下列關(guān)于甲烷的說法錯誤的是(　　) A．分子式：CH4 B．可作為清潔燃料 C．球棍模型： D．可使酸性KMnO4溶液褪色 [答案] D [解析]甲烷分子中含有1個碳原子，4個氫原子和分子式為CH4，故A正確；甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，不產(chǎn)生空氣污染物，為清潔能源，故B正確；甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子的原子半徑大于氫原子，球棍模型為，故C正確；甲烷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故D錯誤。 5．下列敘述錯誤的是(　　) A．通常情況下，甲烷跟強酸、強堿和強氧化劑都不反應(yīng) B．甲烷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化 C．甲烷與Cl2反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng) D．甲烷的四種有機取代產(chǎn)物中有一種為氣態(tài)，其余三種為液態(tài)，且都不溶于水 [答案] B [解析]甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，跟強酸、強堿、強氧化劑都不反應(yīng)，故A正確；甲烷可以燃燒，能被氧氣氧化，故B錯誤；甲烷是飽和鏈烴，跟氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)，故C正確；甲烷的四種有機取代產(chǎn)物中一氯甲烷為氣態(tài)，其余三種CH2Cl2、CHCl3還是CCl4為液態(tài)且都不溶于水，根據(jù)相似相溶的原則都難溶于水，故D正確。 6．將甲烷與一定量的氯氣混合于一量筒中，倒立于盛有飽和食鹽水的水槽(如圖所示)，對于此反應(yīng)，有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．該反應(yīng)的生成物只有四種 B．該反應(yīng)的條件是光照 C．該反應(yīng)結(jié)束后量筒內(nèi)液面上升(冷卻到室溫) D．該反應(yīng)屬于取代反應(yīng) [答案] A [解析]甲烷和氯氣反應(yīng)的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫5種，故A錯誤；該反應(yīng)氯氣中的氯原子取代了甲烷中的氫原子，是烷烴的取代反應(yīng)，條件是光照，故B正確；該反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)生了液體的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等，使氣體物質(zhì)減少，且生成的氯化氫氣體極易溶于水，量筒內(nèi)壓強降低，液面上升(冷卻到室溫)，故C正確；該反應(yīng)氯氣中的氯原子取代了甲烷中的氫原子，是烷烴的取代反應(yīng)，反應(yīng)類型為取代反應(yīng)，故D正確。 7．光照條件下，將1 mol CH4與Cl2反應(yīng)，得到四種有機產(chǎn)物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4物質(zhì)的量之比為1∶2∶3∶4，則消耗Cl2物質(zhì)的量為(　　) A．0.5 mol B．1.25 mol C．2.5 mol D．3 mol [答案] D [解析]四種有機取代物的物質(zhì)的量之比為n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，則四種取代物的物質(zhì)的量分別為n(CH3Cl)＝0.1 mol，n(CH2Cl2)＝0.2 mol，n(CHCl3)＝0.3 mol，n(CCl4)＝0.4 mol，發(fā)生取代反應(yīng)時，一半的Cl進入HCl，消耗氯氣的物質(zhì)的量為0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3 mol＋4×0.4 mol＝3 mol。 8．下列關(guān)于烷烴的說法正確的是(　　) A．丙烷(C3H8)發(fā)生取代反應(yīng)生成的C3H7Cl的結(jié)構(gòu)只有一種 B．丙烷分子中3個碳原子在一條直線上 C．分子中含有7個碳原子的烷烴在常溫下為液態(tài) D．烷烴分子為直鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，不可以帶支鏈 [答案] C [解析]A項中C3H7Cl有兩種結(jié)構(gòu)：CH3CH2CH2Cl、；B項中C3H8分子中的3個碳原子呈V形，不在一條直線上；D項中烷烴分子中碳鏈可以是直鏈，也可以帶支鏈。 9．下列反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的是(　　) A．CaCO3eq \o(=====,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑ B．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ C．CH4＋2O2eq \o(――→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O D．C2H6＋Cl2eq \o(――→,\s\up7(光))C2H5Cl＋HCl [答案] D [解析]A項，CaCO3在高溫下發(fā)生分解反應(yīng)；B項，鋅與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，而非取代反應(yīng)；C項，CH4的燃燒屬于氧化反應(yīng)；D項，C2H6與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng)。 10．在常溫、常壓下，取下列四種氣態(tài)烴各1 mol，分別在足量的氧氣中燃燒，消耗氧氣最多的是(　　) A．CH4 B．C3H8 C．C4H10 D．C2H6 [答案] C [解析]設(shè)氣態(tài)烴的分子式為CxHy，其完全燃燒的化學(xué)方程式為CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq \o(――→,\s\up7(點燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O，則1 mol該烴完全燃燒時耗氧量為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4))) mol，將上述選項分別代入，比較可知C4H10耗氧量最多。 11．如圖所示，在光照條件下，將盛有CH4和Cl2的試管倒扣于盛有飽和食鹽水的水槽中進行實驗，不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是(　　) A．試管中液面上升至試管頂部 B．試管內(nèi)的黃綠色變淺 C．試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴 D．試管內(nèi)出現(xiàn)少量白霧，水槽中出現(xiàn)少量白色晶體 [答案] A [解析]反應(yīng)生成了一氯甲烷為氣體，故液面不會上升至試管頂部， A錯誤；氯氣與甲烷發(fā)生反應(yīng)，逐漸被消耗，生成無色物質(zhì)，黃綠色變淺，B正確；試管壁出現(xiàn)的油狀液滴為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物，不溶于水，為油狀液滴，C正確；CH4和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，生成HCl，HCl遇水形成白色的酸霧；HCl溶于水后飽和食鹽水中Cl－濃度增大，氯化鈉溶解度降低，所以水槽內(nèi)有少量晶體析出，D正確。 12．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L CH4與氯氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣為(　　) A．0.5 mol B．2 mol C．2.5 mol D．4 mol [答案] C [解析]1 mol CH4與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25 mol，這四種取代物中 n(Cl)＝0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol。根據(jù)取代反應(yīng)特點，1/2的氯原子進入氯化氫，所以n(HCl)＝2.5 mol，故生成物中所含氯原子共2.5 mol＋2.5 mol＝5 mol，參加反應(yīng)的氯氣為n(Cl2)＝2.5 mol。 13．下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是(　　) ①CH4eq \o(――→,\s\up7(高溫))C＋2H2?、贑uSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　③CH3Cl＋Cl2eq \o(――→,\s\up7(光照))CH2Cl2＋HCl?、?NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2?、軨H3OH＋HCleq \o(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋H2O　⑥CH3CH2Br＋NaOHeq \o(――→,\s\up7(△))CH3CH2OH＋NaBr?、逤H4＋2O2eq \o(――→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O A．①②③⑤ B．③⑤⑥ C．②③④⑦ D．②③⑤⑥ [答案] B [解析]①為CH4在高溫下的分解反應(yīng)；②和④為無機反應(yīng)中的置換反應(yīng)，也為氧化還原反應(yīng)；⑦為CH4的燃燒，屬于氧化反應(yīng)，③⑤⑥屬于有機反應(yīng)中的取代反應(yīng)。 14．正己烷是優(yōu)良的有機溶劑，其球棍模型為，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．正己烷的分子式為C6H12 B．正己烷的一氯代物有4種 C．正己烷與正丁烷互為同系物 D．正己烷能與溴發(fā)生取代反應(yīng)而使溴水褪色 [答案] C [解析]正己烷為烷烴，分子式為C6H14, A錯誤；正己烷具有對稱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中存在3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，因此正己烷的一氯代物有3種，B錯誤；正丁烷的化學(xué)式為C4H10，其結(jié)構(gòu)與正己烷相似，二者的化學(xué)式相差2個CH2基團，二者互為同系物，C正確；正己烷與溴水不發(fā)生反應(yīng)，但溴單質(zhì)能溶于正己烷中，因此正己烷與溴水混合時，發(fā)生萃取而使溴水褪色， D錯誤。 15．下列有關(guān)烷烴的敘述中，不正確的是(　　) A．在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵 B．分子通式為CnH2n＋2的烴是烷烴 C．烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去 D．所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng) [答案] C [解析]烷烴分子中碳原子形成四個共價鍵全是單鍵，A正確；分子通式為CnH2n＋2的烴，滿足碳原子的價鍵是分子中形成的全是單鍵，是飽和烴， B正確；烷烴的結(jié)構(gòu)決定了化學(xué)性質(zhì)，碳原子是飽和狀態(tài)，均不能使KMnO4(H＋)溶液褪色， C錯誤；烷烴的通性是飽和碳原子上的氫原子在一定條件下和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)， D正確。 16．如圖是某同學(xué)利用日常用品注射器設(shè)計的簡易實驗裝置。甲管中注入10 mL CH4，同溫同壓下乙管中注入50 mL Cl2，將乙管氣體推入甲管中，并將該裝置放在光亮處一段時間，氣體在甲管中反應(yīng)。 (1)下列是某同學(xué)預(yù)測的實驗現(xiàn)象： ①氣體最終變?yōu)闊o色；②實驗過程中，甲管活塞向內(nèi)移動；③甲管內(nèi)壁有油珠附著；④產(chǎn)生火花。 其中正確的是________。 (2)甲管中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的類型為________(填字母)。 (3)反應(yīng)后，甲管中剩余氣體能用下列試劑吸收的是________(填字母)。 A．水　 B．NaOH溶液 C．AgNO3溶液 D．飽和食鹽水 (4)反應(yīng)后，若將甲中的物質(zhì)全部推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到_________________________________________； 若再向其中滴入幾滴石蕊溶液，又觀察到___________________________。 [答案]　(1)②③　(2)取代反應(yīng)　(3)B　(4)液體分為兩層，產(chǎn)生白色沉淀　溶液先變紅后褪色 [解析]　在光照條件下，甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng)：CH4＋Cl2eq \o(――→,\s\up8(光照))CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2eq \o(――→,\s\up8(光照))CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2eq \o(――→,\s\up8(光照))CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2eq \o(――→,\s\up8(光照))CCl4＋HCl。 (1)理論上，甲烷與氯氣體積比為1∶4時，二者恰好完全反應(yīng)，而甲中甲烷與氯氣體積比為1∶5，說明氯氣過量，反應(yīng)后仍有氯氣剩余。該反應(yīng)進行緩慢，不會產(chǎn)生火花。產(chǎn)物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，所以氣體的總物質(zhì)的量減小，內(nèi)部壓強減小，甲管活塞向內(nèi)移動。 (2)甲烷分子中的四個氫原子可被氯原子逐一取代，故甲管中發(fā)生的是取代反應(yīng)。 (3)剩余氣體中含有一氯甲烷、氯氣和氯化氫，可用氫氧化鈉溶液吸收。 (4)生成的HCl會與AgNO3溶液反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，同時因CH2Cl2、CHCl3、CCl4難溶于水而看到液體分為兩層；因Cl2有剩余，若加入幾滴石蕊溶液，溶液會先變紅后褪色。 17．某課外活動小組利用如圖所示裝置探究甲烷與氯氣的反應(yīng)。 根據(jù)題意，回答下列問題： (1)CH4與Cl2發(fā)生反應(yīng)的條件是________；若用日光直射，可能會引起________。 (2)實驗中可觀察的實驗現(xiàn)象有量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出， __________________________，____________________________等。 (3)實驗中生成的油狀液滴的化學(xué)式為_______________________________， 其中____________是工業(yè)上重要的有機溶劑。 (4)用飽和食鹽水而不用水的原因是__________________________________。 [答案]　(1)光照　爆炸　(2)量筒內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺　量筒內(nèi)液面上升　(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4　CHCl3、CCl4　(4)降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水反應(yīng) [解析]　CH4和Cl2在光照條件下反應(yīng)生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，隨著反應(yīng)進行，Cl2不斷消耗，黃綠色逐漸消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下是無色油狀液體，故量筒內(nèi)壁上有油狀液滴。因生成的HCl易溶于水，量筒內(nèi)的壓強減小，故量筒內(nèi)液面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl－濃度增大，使NaCl固體析出。 1．下列說法正確的是(　　) A．CHCl3只有一種結(jié)構(gòu)，說明甲烷是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu) B．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯氣 C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 L CCl4中含有C—Cl鍵的數(shù)目為2NA D．在點燃甲烷氣體之前必須檢驗其純度 [答案] D [解析]三氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)，不能說明甲烷結(jié)構(gòu)是平面結(jié)構(gòu)還是正四面體結(jié)構(gòu)，二氯甲烷若存在同分異構(gòu)體說明甲烷是平面結(jié)構(gòu)，若無同分異構(gòu)體說明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)， A錯誤；甲烷中的四個氫原子均可以被Cl原子取代，1 mol甲烷中有4 mol氫原子，和氯氣光照條件下充分反應(yīng)，最多消耗4 mol氯氣，B錯誤；標(biāo)準(zhǔn)狀況下四氯化碳為液體，不能根據(jù)氣體摩爾體積來計算其物質(zhì)的量， C錯誤；可燃性氣體在點燃之前要驗純，故甲烷在點燃之前要驗純， D正確。 2.下列說法不正確的是(　　) A．eq \o\al(16, 8)O和eq \o\al(18, 8)O是兩種核素 B．分子式為C5H12與分子式為C6H14的有機物互為同系物 C．金剛石、石墨與C60互為同素異形體 D．CH3CH2OH和互為同系物 [答案] D [解析]eq \o\al(16, 8)O和eq \o\al(18, 8)O是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的兩種核素，故A正確；分子式為C5H12與分子式為C6H14的有機物都是烷烴，結(jié)構(gòu)相似，組成相差一個“CH2”原子團，互為同系物，故B正確；金剛石、石墨與C60是碳元素的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故C正確；CH3CH2OH和結(jié)構(gòu)不相似，且分子組成上相差的也不是一個或若干個“CH2”原子團，二者不互為同系物，故D錯誤。 3．下列關(guān)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1個“CH2”原子團 D．同系物的化學(xué)性質(zhì)基本相似，物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)增加而呈規(guī)律性變化 [答案] A [解析]結(jié)構(gòu)相似，必屬于同一類物質(zhì)，因此有同一通式，但不一定有相同的最簡式，A錯誤，B正確；相鄰的同系物在組成上相差1個“CH2”原子團，C正確；因結(jié)構(gòu)相似，所以化學(xué)性質(zhì)基本相似，但組成上的差異使得物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)增加而呈規(guī)律性變化，D正確。 4．下列有關(guān)烷烴的敘述中，正確的是(　　) ①在烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵；②烷烴中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去；③分子通式為CnH2n＋2的烴不一定是烷烴；④所有的烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)；⑤光照條件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色；⑥所有的烷烴都可以在空氣中燃燒 A．①②③⑥ B．①④⑥ C．②③④ D．①②③④ [答案] B [解析]①烷烴屬于飽和烴，碳與碳之間、碳與氫之間都以單鍵結(jié)合；②烷烴性質(zhì)穩(wěn)定，均不能使酸性KMnO4溶液褪色；③分子通式為CnH2n＋2的烴一定是烷烴；④烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)；⑤C2H6不能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)使其褪色，但能與溴蒸氣在光照下發(fā)生取代反應(yīng)；⑥烷烴都可以在空氣中燃燒生成CO2和H2O。 5．在光照的條件下，將1 mol甲烷與一定量的氯氣充分混合，經(jīng)過一段時間，甲烷和氯氣均無剩余，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫。若已知生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol，該反應(yīng)中消耗的氯氣的物質(zhì)的量是(　　) A．(1＋a＋b＋c) mol　　　B．(2a＋3b＋4c) mol C．(1＋a＋2b＋3c) mol D．(a＋b＋c) mol [答案] C [解析]根據(jù)碳原子守恒可知生成一氯甲烷的物質(zhì)的量是(1－a－b－c) mol。根據(jù)取代反應(yīng)的特點可知1 mol甲烷與一定量的氯氣充分混合，生成幾氯甲烷就消耗幾摩爾的氯氣，因此消耗的氯氣的物質(zhì)的量為(1－a－b－c) mol＋2a mol＋3b mol＋4c mol＝(1＋a＋2b＋3c) mol。 6．分子中含有2～5個碳原子的直鏈烷烴沸點和燃燒熱的數(shù)據(jù)如下表： 燃燒熱：25 ℃、101 kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒，生成指定產(chǎn)物所放出的熱量，單位為kJ·mol－1。 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷錯誤的是(　　) A．正庚烷在常溫、常壓下肯定不是氣體 B．隨分子中碳原子數(shù)增加，烷烴的燃燒熱逐漸增大 C．隨分子中碳原子數(shù)增加，烷烴沸點逐漸升高 D．隨分子中碳原子數(shù)增加，烷烴沸點和燃燒熱都成比例增加 [答案] D [解析]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，隨分子中碳原子數(shù)增加，烷烴的沸點升高，燃燒熱增加，由于正庚烷分子中碳原子數(shù)大于戊烷分子中的碳原子數(shù)，所以正庚烷在常溫、常壓下肯定不是氣體，A正確；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，烷烴的沸點和燃燒熱并不是成比例增加，B、C正確，D錯誤。 7．一定質(zhì)量的甲烷燃燒后得到的產(chǎn)物為CO、CO2和水蒸氣，此混合氣體質(zhì)量為49.6 g，當(dāng)其緩慢經(jīng)過無水CaCl2時，CaCl2增重25.2 g，原混合氣體中CO2的質(zhì)量為(　　) A．12.5 g B．13.2 g C．19.7 g D．24.4 g [答案] B [解析] 8．1 mol某烷烴完全燃燒需要8 mol氧氣，則這種烷烴的化學(xué)式為(　　) A．C5H12 B．C4H10 C．C3H8 D．C6H14 [答案] A [解析]　設(shè)烷烴的分子式為CnH2n＋2，燃燒的化學(xué)方程式為 CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \o(――→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O 1 mol eq \f(3n＋1,2) mol 1 mol 8 mol 則有eq \f(3n＋1,2)＝8，解得n＝5，故烷烴化學(xué)式為C5H12。 9．兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體，完全燃燒后得到CO2和H2O的物質(zhì)的量隨著混合烴的物質(zhì)的量的變化如圖所示，則下列對混合烴的判斷正確的是(　　) ①可能有C2H2?、谝欢ㄓ蠧H4?、垡欢ㄓ蠧3H8?、芤欢]有C4H6?、菘赡苡蠧2H6 A．②⑤　　B．②④　　C．③④　　D．②③ [答案] B [解析]由題圖可知兩種氣態(tài)烴的平均組成為C1.6H4，根據(jù)碳原子平均數(shù)可知，該混合氣體中一定含有CH4，由氫原子平均數(shù)可知，另一氣態(tài)烴中氫原子數(shù)目為4，碳原子數(shù)目大于1.6，且不超過4(烴中C原子數(shù)目一定不多于H原子數(shù)目)，故一定沒有C2H2、C3H8、C4H6、C2H6，故②④正確。 10．按要求回答下列問題。 (1)乙烷的結(jié)構(gòu)式為_____________________________________。 (2)丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為__________________________________。 (3)分子中含有30個氫原子的烷烴的分子式為____________。 (4)相對分子質(zhì)量為58的烷烴的結(jié)構(gòu)有________種，分別寫出它們的結(jié)構(gòu)簡式： ____________________________________________________________________。 (5)分子式為C5H12的直鏈烷烴的習(xí)慣命名為________，其一氯代物只有一種的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為______________________________________________________。 [答案]　(1) (2)CH3CH2CH3 (3)C14H30 (4)2　CH3CH2CH2CH3、 (5)正戊烷　C(CH3)4 [解析]　(1)乙烷的分子式為C2H6，其結(jié)構(gòu)式為。(2)丙烷的分子式為C3H8，其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH3。(3)由烷烴的分子式的通式CnH2n＋2(n為正整數(shù))可知，2n＋2＝30，n＝14，其分子式為C14H30。(4)由烷烴的分子式的通式可知，14n＋2＝58，n＝4，C4H10的結(jié)構(gòu)有2種，分別為CH3CH2CH2CH3和。(5)分子式為C5H12的直鏈烷烴為正戊烷，其一氯代物只有一種的同分異構(gòu)體是新戊烷，結(jié)構(gòu)簡式為C(CH3)4。 11．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學(xué)興趣小組在實驗室中模擬上述過程，其設(shè)計的模擬裝置如下： 根據(jù)設(shè)計要求回答： (1)B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③______________。 (2)設(shè)V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)________________。 (3)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是_______________________ ____________________________________________________________________。 (4)E裝置的作用是________(填字母)。 A．收集氣體　　　　　　 B．吸收氯氣 C．防止倒吸 D．吸收氯化氫 (5)在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式：____________________________________。 (6)E裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出有機物的最佳方法為________。該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣主要成分為________(填字母)。 a．CH4 B．CH3Cl c．CH2Cl2 D．CHCl3 e．CCl4 [答案]　(1)干燥混合氣體　(2)大于或等于4 (3)吸收過量的氯氣　(4)CD　(5)CH4＋2Cl2eq \o(――→,\s\up8(光照))C＋4HCl　(6)分液　ab [解析]　(1)B裝置的三個作用為①控制氣流速度；②均勻混合氣體，便于后續(xù)實驗；③干燥混合氣體。 (2)當(dāng)化學(xué)反應(yīng)為CH4＋4Cl2eq \o(――→,\s\up8(光照))CCl4＋4HCl時生成HCl氣體最多，所以要保證eq \f(V?Cl2?,V?CH4?)＝x≥4。 (3)KI能吸收多余的Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 (4)E裝置既吸收反應(yīng)生成的HCl氣體，同時還防止倒吸。 (5)根據(jù)信息知黑色小顆粒應(yīng)為碳粉，根據(jù)原子守恒寫出化學(xué)方程式：CH4＋2Cl2eq \o(――→,\s\up8(光照))C＋4HCl。 (6)分離難溶于水的油狀液體可用分液法。 烷烴名稱乙烷丙烷丁烷戊烷沸點/℃－88.6－42.1－0.536.0燃燒熱/(kJ·mol－1)1 560.72 219.22 877.63 535.6

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第一單元 化石燃料與有機化合物

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