高考化学一轮复习 第一节 最简单的有机化合物-甲烷练习 大纲人教

第九章有机化合物第一节最简单的有机化合物------甲烷1．在光照条件下，将等物质的量的甲烷和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是()A．CH3ClB．CH2Cl2C．CCl解析：由甲烷与氯气发生取代反应的化学方程式可推知，每生成1mol卤代烷时，可生成1molHCl。虽然甲烷与氯气以等物质的量混合，在光照条件下发生取代反应会生成多种氯代甲烷，但不管生成哪种氯代甲烷，同时都会有共同产物HCl生成，因此得到的产物中HCl的物质的量最多。答案：D2.下列各组物质不属于同系物的是()A．CH3CH3B．CHCH2CH3CHCH2CH2CH3C．CH2CH3OHCH2CH3CH2CH3D．解析：判断两种有机物是否是同系物的根本方法是先看其结构是否相似，再看二者在组成上是否相差一个或若干个CH2原子团。对题中的各组物质以同系物的概念为标准进行判断可知，只有C项的物质间不存在同系物关系。答案：C3．下列化学性质中，烷烃不具备的是()A．可以在空气中燃烧 B．与Cl2发生取代反应C．有些可以萃取溴水中的溴而使溴水褪色 D．能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析：烷烃性质与甲烷类似，常温下性质非常稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色。答案：D4．一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2g，则原混合气体中CO2的质量为()A．12.5gB．13.2gC．19.7gD．24.4g解析：CaCl2增重25.2g为水的质量n(H2O)＝eq\f(25.2g,18g·mol－1)＝1.4mol根据氢元素守恒得：n(CH4)＝eq\f(1.4mol×2,4)＝0.7mol设CO2、CO的物质的量分别为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体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛Na2SiO3溶液的水槽里，放在光亮处，片刻后发现试管中气体颜色________，试管中的液面________，试管壁上有________出现，水槽中还观察到________。解析：CH4和Cl2光照生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl。随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有黄色油滴生成。因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，试管内液面上升，HCl溶于水后，与Na2SiO3反应生成白色胶状沉淀。答案：变浅上升黄色油珠白色胶状沉淀6．在20℃时，某气态烃与O2混合，装入密闭容器中，点燃爆炸后，又恢复到20解析：由题意可知，烃与O2恰好完全反应，生成的CO2的物质的量是烃与O2的eq\f(1,2)，由CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，得x＝1＋eq\f(y,4)，讨论得C2H4、C3H8合理。答案：C2H4或C3H8一、选择题1．若甲烷与氯气以物质的量之比1∶1混合，在光照下得到的取代产物是()①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4A．只有① B．只有③C．①②③的混合物 D．①②③④的混合物解析：甲烷和氯气在光照下发生的四步取代反应是连锁反应，反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的。即使是甲烷和氯气的物质的量之比是1∶1的情况，也不会仅发生CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl这样一种取代反应，因为一旦生成CH3Cl后，CH3Cl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，因此其产物不是纯净的CH3Cl，而是四种取代产物的混合物。答案：D2．下列性质中，属于烷烃特征性质的是()A．完全燃烧产物只有二氧化碳和水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，与氯气发生取代反应解析：解答此题可根据烷烃的组成元素，结构特征推断物理化学性质与其他有机物比较，判断是否属于烷烃的特征性质。答案：D3．下列叙述错误的是()A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D．甲烷与Cl2反应生成的四种有机取代物都难溶于水解析：B项中CH4可以燃烧，即被O2氧化。答案：B4．如图所示，一端封闭的U形管，封闭着的一端有CH4和Cl2的混合气体，在水平部分有一段气柱，已知液体与气体不反应，使CH4与Cl2在稍暗的光线下缓慢反应，则中间气柱的长度如何变化(假设中间气柱未移出U形管的水平部分)()A．变大 B．变小C．不变 D．难以确定解析：本题考查化学与物理知识，发生的反应为：CH4＋Cl2→CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2→CH2Cl2＋HClCH2Cl2＋Cl2→CHCl3＋HClCHCl3＋Cl2→CCl4＋HCl上述反应只有第二个反应，由于CH3Cl是气体，CH2Cl2是液体，反应后体积减少，其余反应体积不变，故左边液柱高度上升，而右边液柱高度下降，那么对中间气柱的压强减小，则体积变大。答案：A5．有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷，它的分子结构与烷烃相似，下列说法错误的是()A．硅烷的分子通式可表示为SinH2n＋2B．甲硅烷燃烧可生成二氧化硅和水C．甲硅烷(SiH4)的密度大于甲烷D．甲硅烷的热稳定性强于甲烷解析：类比于烷烃的通式与性质可推理，由于硅的非金属性比碳弱，则甲硅烷的热稳定性应弱于甲烷。答案：D6．1molCH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种有机取代产物的物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为()A．0.5molB．2molC．2.5molD．4mol解析：1mol甲烷发生取代反应共生成1mol有机取代产物，每一种有机取代产物都是0.25mol。每取代1个H消耗1个Cl2，所以共消耗Cl2：0．25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol。答案：C7.(·天津二模)已知下列几种烷烃的燃烧热数据如下：烷烃甲烷乙烷丙烷丁烷燃烧热/(kJ·mol－1)890156022202880据此判断，表示戊烷燃烧的热化学方程式正确的是()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：燃烧热是101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，H2O应为液态，所以B、C错误，又因为燃烧放热，ΔH<0，C、D错误，故正确答案为A。答案：A8．1mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物，该烃的结构简式是()A．B．C．D．解析：由“CxHy＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O”依题意：x＋eq\f(y,4)＝eq\f(179.2L,22.4L·mol－1)，则x＋eq\f(y,4)＝8，即x＝8－eq\f(y,4)，y只能取4的整数倍数值讨论，只有当y＝12，x＝5时符合题意。该烃的分子式：C5H12在B、C、D三项中烃的一氯代物分别有3种、4种、1种，故选B。答案：B9．仔细分析下列表格中烃的排列规律，判断排列在第15位烃的分子式是()123456789…C2H2C2H4C2H6C3H4C3H6C3H8C4H6C4H8C4H10…A.C6H12B．C6H14C．C7H12解析：规律：①碳原子数逐渐增多，②炔烃、烯烃、烷烃逐渐循环；发现了以上规律，很容易解出第15位烃的分子式。答案：B10．(·试题调研，内蒙古呼和浩特1月)主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有()A．2种B．3种C．4种D．5种解析：符合题意要求的同分异构体为：、共2种。答案：A二、非选择题11．某气态烃在标准状况下密度为2.59g/L，其相对分子质量等于________，该烃的含碳量为82.8%，则分子中碳、氢原子的个数比是________，分子式是________可能的结构简式是________。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，则烃的最简式为C2H5。设其分子式为(C2H5)x，则有(12×2＋5)·x＝58，x＝2，所以烃的分子式为C4H10，可能的结构为CH3CH2CH2CH3、。答案：582∶5C4H10CH3CH2CH2CH3、12.(·试题调研，江西南昌期末)立方烷分子为正方体结构，其碳架结构如图所示(1)“立方烷”的分子式为________。(2)该立方烷的二氯代物同分异构体的数目是__________________________。(3)下列有关立方烷的说法不正确的是()A．其一氯代物只有一种同分异构体B．其二氯代物有三种同分异构体C．它是一种极性分子D．它与苯乙烯(C6H5CH=CH2)互为同分异构体(4)化学家们还合成了如下图所示的一系列的星烷，如三星烷、四星烷、五星烷等。下列说法正确的是()A．它们的一氯代物均只有三种 B．它们之间互为同系物C．三星烷与乙苯互为同分异构体 D．六星烷的化学式为C18H24解析：根据C的四价，立方烷的分子式为C8H8，整个分子结构是立方体型，且分子结构是对称的，是非极性分子。它的一氯代物只有一种；二氯代物有三种情况：二氯位置在立方体同边一种情况，二氯位置在体对角和面对角二种情况，所以同分异构体有三种；苯乙烯的分子式与立方烷的分子式相同，但结构不同，所以它们互为同分异构体。(4)A项，它们的一氯代物只有2种；B项，三种物质的分子式分别为C9H12、C12H16、C15H20，不能互称为同系物；C项，乙苯的分子式为C8H10，与三星烷的分子式不同；D项，由三种物质分子式的变化规律可推知六星烷的分子式为C18H24。答案：(1)C8H8(2)3(3)C(4)D13．(·模拟精选，合肥模拟)CO、CH4均为常见的可燃性气体。(1)同温同压下，等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比是________。(2)已知在101kPa时，CO的燃烧热为283kJ·mol－1。相同条件下，若2molCH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6.30倍，CH4完全燃烧反应的热化学方程式是___________________________________________。(3)120℃、101kPa下，amL由CO、CH4组成的混合气体在bmLO2①若混合气体与O2恰好完全反应，产生bmLCO2，则混合气体中CH4的体积分数为________(保留2位小数)。②若燃烧后气体体积缩小了eq\f(a,4)mL，则a与b关系的数学表达式是____________________。解析：(1)同温同压下，相同体积的任何气体，含有相同的分子数(或相同的物质的量)。1molCO燃烧转移2mole－，1molCH4燃烧转移8mole－，二者转移电子数之比为1∶4。(2)1molCH4完全燃烧放出的热量为6.30×eq\f(1,2)×283kJ＝891kJ所以，CH4燃烧的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－891kJ·mol－1(3)①因为V(CO)＋V(CH4)＝amL，生成CO2为bmL，所以a＝b，由2CO＋O2=2CO2和CH4＋2O2=CO2＋2H2O则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则CH4的体积分数