高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第一節(jié) 最簡單的有機(jī)化合物-甲烷練習(xí) 大綱人教

第九章有機(jī)化合物第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物------甲烷1．在光照條件下，將等物質(zhì)的量的甲烷和Cl2充分反應(yīng)，得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量最多的是()A．CH3ClB．CH2Cl2C．CCl解析：由甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的化學(xué)方程式可推知，每生成1mol鹵代烷時(shí)，可生成1molHCl。雖然甲烷與氯氣以等物質(zhì)的量混合，在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)會(huì)生成多種氯代甲烷，但不管生成哪種氯代甲烷，同時(shí)都會(huì)有共同產(chǎn)物HCl生成，因此得到的產(chǎn)物中HCl的物質(zhì)的量最多。答案：D2.下列各組物質(zhì)不屬于同系物的是()A．CH3CH3B．CHCH2CH3CHCH2CH2CH3C．CH2CH3OHCH2CH3CH2CH3D．解析：判斷兩種有機(jī)物是否是同系物的根本方法是先看其結(jié)構(gòu)是否相似，再看二者在組成上是否相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)。對題中的各組物質(zhì)以同系物的概念為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷可知，只有C項(xiàng)的物質(zhì)間不存在同系物關(guān)系。答案：C3．下列化學(xué)性質(zhì)中，烷烴不具備的是()A．可以在空氣中燃燒 B．與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)C．有些可以萃取溴水中的溴而使溴水褪色 D．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色解析：烷烴性質(zhì)與甲烷類似，常溫下性質(zhì)非常穩(wěn)定，不能使酸性KMnO4溶液褪色。答案：D4．一定質(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49.6g，當(dāng)其緩慢經(jīng)過無水CaCl2時(shí)，CaCl2增重25.2g，則原混合氣體中CO2的質(zhì)量為()A．12.5gB．13.2gC．19.7gD．24.4g解析：CaCl2增重25.2g為水的質(zhì)量n(H2O)＝eq\f(25.2g,18g·mol－1)＝1.4mol根據(jù)氫元素守恒得：n(CH4)＝eq\f(1.4mol×2,4)＝0.7mol設(shè)CO2、CO的物質(zhì)的量分別為x、yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝0.7mol,44g·mol－1·x＋28g·mol－1·y＝49.6g－25.2g))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝0.3mol,y＝0.4mol))m(CO2)＝0.3mol×44g·mol－1＝13.2g。答案：B5．把1體積CH4和4體積Cl2組成的混合氣體充入大試管中，將此試管倒立在盛Na2SiO3溶液的水槽里，放在光亮處，片刻后發(fā)現(xiàn)試管中氣體顏色________，試管中的液面________，試管壁上有________出現(xiàn)，水槽中還觀察到________。解析：CH4和Cl2光照生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。隨著反應(yīng)進(jìn)行，Cl2不斷消耗，黃綠色逐漸消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下均為無色液體，Cl2易溶于有機(jī)溶劑，使試管壁上有黃色油滴生成。因生成的HCl易溶于水，反應(yīng)后，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，試管內(nèi)液面上升，HCl溶于水后，與Na2SiO3反應(yīng)生成白色膠狀沉淀。答案：變淺上升黃色油珠白色膠狀沉淀6．在20℃時(shí)，某氣態(tài)烴與O2混合，裝入密閉容器中，點(diǎn)燃爆炸后，又恢復(fù)到20解析：由題意可知，烴與O2恰好完全反應(yīng)，生成的CO2的物質(zhì)的量是烴與O2的eq\f(1,2)，由CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，得x＝1＋eq\f(y,4)，討論得C2H4、C3H8合理。答案：C2H4或C3H8一、選擇題1．若甲烷與氯氣以物質(zhì)的量之比1∶1混合，在光照下得到的取代產(chǎn)物是()①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4A．只有① B．只有③C．①②③的混合物 D．①②③④的混合物解析：甲烷和氯氣在光照下發(fā)生的四步取代反應(yīng)是連鎖反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到哪一步不是由反應(yīng)物甲烷和氯氣的物質(zhì)的量之比來決定的。即使是甲烷和氯氣的物質(zhì)的量之比是1∶1的情況，也不會(huì)僅發(fā)生CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl這樣一種取代反應(yīng)，因?yàn)橐坏┥蒀H3Cl后，CH3Cl分子中的氫原子又可繼續(xù)被氯原子取代，因此其產(chǎn)物不是純凈的CH3Cl，而是四種取代產(chǎn)物的混合物。答案：D2．下列性質(zhì)中，屬于烷烴特征性質(zhì)的是()A．完全燃燒產(chǎn)物只有二氧化碳和水B．它們幾乎不溶于水C．它們是非電解質(zhì)D．分子的通式為CnH2n＋2，與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)解析：解答此題可根據(jù)烷烴的組成元素，結(jié)構(gòu)特征推斷物理化學(xué)性質(zhì)與其他有機(jī)物比較，判斷是否屬于烷烴的特征性質(zhì)。答案：D3．下列敘述錯(cuò)誤的是()A．通常情況下，甲烷跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑不起反應(yīng)B．甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化C．甲烷跟氯氣反應(yīng)無論生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3還是CCl4，都屬于取代反應(yīng)D．甲烷與Cl2反應(yīng)生成的四種有機(jī)取代物都難溶于水解析：B項(xiàng)中CH4可以燃燒，即被O2氧化。答案：B4．如圖所示，一端封閉的U形管，封閉著的一端有CH4和Cl2的混合氣體，在水平部分有一段氣柱，已知液體與氣體不反應(yīng)，使CH4與Cl2在稍暗的光線下緩慢反應(yīng)，則中間氣柱的長度如何變化(假設(shè)中間氣柱未移出U形管的水平部分)()A．變大 B．變小C．不變 D．難以確定解析：本題考查化學(xué)與物理知識(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為：CH4＋Cl2→CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2→CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2→CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2→CCl4＋HCl上述反應(yīng)只有第二個(gè)反應(yīng)，由于CH3Cl是氣體，CH2Cl2是液體，反應(yīng)后體積減少，其余反應(yīng)體積不變，故左邊液柱高度上升，而右邊液柱高度下降，那么對中間氣柱的壓強(qiáng)減小，則體積變大。答案：A5．有一類組成最簡單的有機(jī)硅化合物叫硅烷，它的分子結(jié)構(gòu)與烷烴相似，下列說法錯(cuò)誤的是()A．硅烷的分子通式可表示為SinH2n＋2B．甲硅烷燃燒可生成二氧化硅和水C．甲硅烷(SiH4)的密度大于甲烷D．甲硅烷的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于甲烷解析：類比于烷烴的通式與性質(zhì)可推理，由于硅的非金屬性比碳弱，則甲硅烷的熱穩(wěn)定性應(yīng)弱于甲烷。答案：D6．1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完成后測得四種有機(jī)取代產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則消耗Cl2的物質(zhì)的量為()A．0.5molB．2molC．2.5molD．4mol解析：1mol甲烷發(fā)生取代反應(yīng)共生成1mol有機(jī)取代產(chǎn)物，每一種有機(jī)取代產(chǎn)物都是0.25mol。每取代1個(gè)H消耗1個(gè)Cl2，所以共消耗Cl2：0．25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol。答案：C7.(·天津二模)已知下列幾種烷烴的燃燒熱數(shù)據(jù)如下：烷烴甲烷乙烷丙烷丁烷燃燒熱/(kJ·mol－1)890156022202880據(jù)此判斷，表示戊烷燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是()A．C5H12(l)＋8O2(g)=5CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－3540kJ·mol－1B．C5H12(l)＋8O2(g)=5CO2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－3540kJ·mol－1C．C5H12(l)＋8O2(g)=5CO2(g)＋6H2O(g)ΔH＝＋3540kJ·mol－1D．C5H12(l)＋8O2(g)=5CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝＋3540kJ·mol－1解析：燃燒熱是101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量，H2O應(yīng)為液態(tài)，所以B、C錯(cuò)誤，又因?yàn)槿紵艧?，ΔH<0，C、D錯(cuò)誤，故正確答案為A。答案：A8．1mol某烴在氧氣中充分燃燒，需要消耗氧氣179.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。它在光照的條件下與氯氣反應(yīng)能生成三種不同的一氯取代物，該烴的結(jié)構(gòu)簡式是()A．B．C．D．解析：由“CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O”依題意：x＋eq\f(y,4)＝eq\f(179.2L,22.4L·mol－1)，則x＋eq\f(y,4)＝8，即x＝8－eq\f(y,4)，y只能取4的整數(shù)倍數(shù)值討論，只有當(dāng)y＝12，x＝5時(shí)符合題意。該烴的分子式：C5H12在B、C、D三項(xiàng)中烴的一氯代物分別有3種、4種、1種，故選B。答案：B9．仔細(xì)分析下列表格中烴的排列規(guī)律，判斷排列在第15位烴的分子式是()123456789…C2H2C2H4C2H6C3H4C3H6C3H8C4H6C4H8C4H10…A.C6H12B．C6H14C．C7H12解析：規(guī)律：①碳原子數(shù)逐漸增多，②炔烴、烯烴、烷烴逐漸循環(huán)；發(fā)現(xiàn)了以上規(guī)律，很容易解出第15位烴的分子式。答案：B10．(·試題調(diào)研，內(nèi)蒙古呼和浩特1月)主鏈含5個(gè)碳原子，有甲基、乙基2個(gè)支鏈的烷烴有()A．2種B．3種C．4種D．5種解析：符合題意要求的同分異構(gòu)體為：、共2種。答案：A二、非選擇題11．某氣態(tài)烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為2.59g/L，其相對分子質(zhì)量等于________，該烴的含碳量為82.8%，則分子中碳、氫原子的個(gè)數(shù)比是________，分子式是________可能的結(jié)構(gòu)簡式是________。解析：M＝2.59g/L×22.4L/mol＝58g/mol。C∶H＝eq\f(82.8%,12)∶eq\f(1－82.8%,1)＝2∶5，則烴的最簡式為C2H5。設(shè)其分子式為(C2H5)x，則有(12×2＋5)·x＝58，x＝2，所以烴的分子式為C4H10，可能的結(jié)構(gòu)為CH3CH2CH2CH3、。答案：582∶5C4H10CH3CH2CH2CH3、12.(·試題調(diào)研，江西南昌期末)立方烷分子為正方體結(jié)構(gòu)，其碳架結(jié)構(gòu)如圖所示(1)“立方烷”的分子式為________。(2)該立方烷的二氯代物同分異構(gòu)體的數(shù)目是__________________________。(3)下列有關(guān)立方烷的說法不正確的是()A．其一氯代物只有一種同分異構(gòu)體B．其二氯代物有三種同分異構(gòu)體C．它是一種極性分子D．它與苯乙烯(C6H5CH=CH2)互為同分異構(gòu)體(4)化學(xué)家們還合成了如下圖所示的一系列的星烷，如三星烷、四星烷、五星烷等。下列說法正確的是()A．它們的一氯代物均只有三種 B．它們之間互為同系物C．三星烷與乙苯互為同分異構(gòu)體 D．六星烷的化學(xué)式為C18H24解析：根據(jù)C的四價(jià)，立方烷的分子式為C8H8，整個(gè)分子結(jié)構(gòu)是立方體型，且分子結(jié)構(gòu)是對稱的，是非極性分子。它的一氯代物只有一種；二氯代物有三種情況：二氯位置在立方體同邊一種情況，二氯位置在體對角和面對角二種情況，所以同分異構(gòu)體有三種；苯乙烯的分子式與立方烷的分子式相同，但結(jié)構(gòu)不同，所以它們互為同分異構(gòu)體。(4)A項(xiàng)，它們的一氯代物只有2種；B項(xiàng)，三種物質(zhì)的分子式分別為C9H12、C12H16、C15H20，不能互稱為同系物；C項(xiàng)，乙苯的分子式為C8H10，與三星烷的分子式不同；D項(xiàng)，由三種物質(zhì)分子式的變化規(guī)律可推知六星烷的分子式為C18H24。答案：(1)C8H8(2)3(3)C(4)D13．(·模擬精選，合肥模擬)CO、CH4均為常見的可燃性氣體。(1)同溫同壓下，等體積的CO和CH4在相同條件下分別完全燃燒，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比是________。(2)已知在101kPa時(shí)，CO的燃燒熱為283kJ·mol－1。相同條件下，若2molCH4完全燃燒生成液態(tài)水，所放出的熱量為1molCO完全燃燒放出熱量的6.30倍，CH4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是___________________________________________。(3)120℃、101kPa下，amL由CO、CH4組成的混合氣體在bmLO2①若混合氣體與O2恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生bmLCO2，則混合氣體中CH4的體積分?jǐn)?shù)為________(保留2位小數(shù))。②若燃燒后氣體體積縮小了eq\f(a,4)mL，則a與b關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式是____________________。解析：(1)同溫同壓下，相同體積的任何氣體，含有相同的分子數(shù)(或相同的物質(zhì)的量)。1molCO燃燒轉(zhuǎn)移2mole－，1molCH4燃燒轉(zhuǎn)移8mole－，二者轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為1∶4。(2)1molCH4完全燃燒放出的熱量為6.30×eq\f(1,2)×283kJ＝891kJ所以，CH4燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－891kJ·mol－1(3)①因?yàn)閂(CO)＋V(CH4)＝amL，生成CO2為bmL，所以a＝b，由2CO＋O2=2CO2和CH4＋2O2=CO2＋2H2O則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(V(CO)＋V(CH4)＝amL,\f(1,2)V(CO)＋2V(CH4)＝amL))解之得V(CO)＝eq\f(2,3)amLV(CH4)＝eq\f(1,3)amL則CH4的體積分?jǐn)?shù)