1、第一单元化石燃料与有机化合物第1课时天然气的利用甲烷对点训练题组一甲烷的结构与性质1(2018四川资阳高一期末)下列关于甲烷分子结构的说法正确的是()A甲烷分子的电子式为，分子中各原子都达到8电子稳定结构B甲烷分子中的化学键全部为非极性键CCH4分子比SiH4分子稳定，说明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强DCH3Cl的四个价键的键长和强度相同，夹角相等考点甲烷的结构与性质题点甲烷的分子结构答案C解析甲烷分子中H原子最外层只有2个电子，不是8电子稳定结构，A项错误；甲烷分子中的化学键均为极性键，B项错误；元素的非金属性越强，其简单氢化物越稳定，反之也成立，C项正确；一氯甲烷中CCl键与CH键
2、的键长和强度不同，故四个键的键角也不完全相等，D项错误。2鉴别甲烷、一氧化碳和氢气等三种无色气体的方法是()A通入溴水通入澄清石灰水B点燃罩上涂有澄清石灰水的烧杯C点燃罩上干冷烧杯罩上涂有澄清石灰水的烧杯D点燃罩上涂有澄清石灰水的烧杯通入溴水考点甲烷的结构与性质题点甲烷的鉴别答案C解析点燃，用干燥的烧杯可以检验出是否生成水，从而确定原气体是否含有氢元素；用涂有澄清石灰水的烧杯可检验出是否生成CO2，从而确定原气体中是否含有碳元素。3(2017内蒙古包头九原区校级期中)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49.6 g，当其缓慢经过无水CaCl2时，CaCl2增重
3、25.2 g，原混合气体中CO2的质量为()A12.5 g B13.2 gC19.7 g D24.4 g考点甲烷的结构与性质题点甲烷燃烧的计算答案B解析4(2017四川宜宾期末考试)取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是()A反应过程中试管内黄绿色逐渐消失，试管壁上有油珠产生B甲烷和Cl2反应后的产物有4种C盛放饱和食盐水的水槽底部不会有晶体析出DCH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管考点甲烷的结构与性质题点甲烷的取代反应实验答案A解析Cl2被消耗后，黄绿色消失，生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl
4、4均为油状液体，所以试管壁上有油珠产生，A项正确；CH4与Cl2反应生成4种有机物和1种无机物，共有5种产物，B项错误；CH4与Cl2反应后最多的产物是HCl，HCl溶于饱和食盐水会有NaCl晶体析出，C项错误；取代产物CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，而CH3Cl是气体，不溶于饱和食盐水，故液体不会充满试管，D项错误。5在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。使1 mol CH4与Cl2反应，待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)n(CH2Cl2)n(CHCl3)n(CCl4)1234，则消耗的Cl2的物质的量为()A1.0 mol B2.0 mol
5、C3.0 mol D4.0 mol考点甲烷的结构与性质题点甲烷的取代反应原理答案C解析在光照条件下，CH4与Cl2发生取代反应时，生成1 mol CH3Cl消耗1 mol氯气，生成1 mol CH2Cl2消耗2 mol氯气，生成1 mol CHCl3消耗3 mol氯气，生成1 mol CCl4消耗4 mol氯气。四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)n(CH2Cl2)n(CHCl3)n(CCl4)1234，根据碳原子守恒可知，生成的n(CH3Cl)、n(CH2Cl2)、n(CHCl3)、n(CCl4)分别是0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，消耗的Cl2的物
6、质的量为0.1 mol20.2 mol30.3 mol40.4 mol3.0 mol。6(2017哈尔滨高一下期中)下列关于甲烷的说法正确的是()A实验室可用向上排空气法收集甲烷B甲烷点燃之前需要验纯C甲烷可以与溴水发生取代反应D甲烷在空气中燃烧只可能生成CO2和H2O考点甲烷的结构与性质题点甲烷化学性质综合答案B解析甲烷的密度小于空气，实验室可用向下排空气法收集甲烷，A项错误；甲烷是可燃性气体，点燃之前需要验纯，B项正确；甲烷与溴水不发生取代反应，与Br2在光照条件下发生取代反应，C错误；若甲烷在空气中燃烧不完全，可能生成CO和H2O，D项错误。题组二烷烃的结构和性质7在1.013105 P
7、a下，测得某些烷烃的沸点见下表。据表分析，下列选项正确的是()物质名称及结构简式沸点/正丁烷CH3(CH2)2CH30.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.0异戊烷27.8新戊烷C(CH3)49.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0A.在标准状况下，新戊烷是气体B在1.013105 Pa、20 时，戊烷都是液体C烷烃随碳原子数的增加，沸点降低DC5H12随支链的增加，沸点降低答案D解析由题表中信息可知，新戊烷的沸点是9.5 ，标准状况下是液体，20 时是气体，A、B两项均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，C项错误；C5H12的三种同分异构体中，随支链数的增加，沸点降低，D项正确。8在
8、常温、常压下，取下列四种气态烃各1 mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是()ACH4 BC3H8 CC4H10 DC2H6答案C解析设气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHyO2xCO2H2O，则1 mol该烃完全燃烧时耗氧量为 mol，将上述选项分别代入，比较可知C4H10耗氧量最多。题组三同系物和同分异构体9下列关于同系物、同分异构体的叙述中不正确的是()A同系物也可互为同分异构体B同分异构体具有相同的相对分子质量C两个同系物之间相对分子质量相差14或14的整数倍D同系物具有相似的化学性质答案A解析同系物在组成上相差1个或若干个CH2原子团，分子式不可能相同，
9、而同分异构体的分子式相同，故同系物之间不可能互为同分异构体，A项错误；同分异构体的分子式相同，则一定具有相同的相对分子质量，B项正确；互为同系物的物质在组成上相差1个或若干个CH2原子团，其相对分子质量相差14n(n1，且为正整数)，C项正确；互为同系物的物质，结构相似，属于同一类物质，化学性质相似，D项正确。10下列化学式只表示一种物质的是()AC3H7Cl BC3H8CC2H4Cl2 DC答案B解析C3H7Cl中的氯原子可以连在端点碳原子上，也可以连在中间碳原子上，有两种结构，C3H7Cl可表示两种物质，A项不符合题意；C3H8不存在同分异构体，只表示一种物质，B项符合题意；C2H4Cl2
10、中的两个氯原子可同时连在同一个碳原子上，也可分别连在两个碳原子上，有两种结构，C项不符合题意；金刚石、石墨、碳纳米管等都是由碳元素形成的单质，均可用C表示，D项不符合题意。11(2017太原五中高一月考)进行一氯取代反应后，只能生成两种沸点不同的有机物的烷烃是()A(CH3)2CHCH(CH3)2B新戊烷C异戊烷D(CH3)3CCH2CH3答案A解析(CH3)2CHCH(CH3)2分子中有2种H原子，所以其一氯代物有2种，A项正确；新戊烷分子中只有1种H原子，所以其一氯代物只有1种，B项错误；异戊烷分子中有4种H原子，所以其一氯代物有4种，C项错误；(CH3)3CCH2CH3分子中有3种H原子
11、，所以其一氯代物有3种，D项错误。12(2017重庆七校高一联考)下列说法正确的是()A烷烃的通式为CnH2n2，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小B和互为同分异构体C丙烷的比例模型为D分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同答案D解析随着碳原子数的增多，烷烃的含碳量逐渐增大，A项错误；和的分子式和结构都相同，属于同一种物质，B项错误；丙烷的球棍模型为，C项错误；CH3CH3的一氯代物只有1种，C5H12有3种同分异构体，其中的一氯代物只有1种，D项正确。综合强化13(2017南昌三校联考)如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体，
12、假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_。(2)若题目中甲烷与氯气体积之比为11，则得到的产物为_(填字母，下同)。ACH3ClHCl BCCl4HClCCH3ClCH2Cl2DCH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水面变化是_。A升高 B降低 C不变 D无法确定(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到的现象是_。(5)右端玻璃管的作用是_。考点甲烷的取代反应题点甲烷的取代反应实验答案(1)
13、CH44Cl2CCl44HCl(2)D(3)B(4)有白色胶状沉淀生成(5)平衡气压解析(1)因Cl2足量，若充分反应且只产生一种有机物，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl：CH44Cl2CCl44HCl。(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应生成油状液滴，U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水。压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升。(4)因左侧生成的HCl溶于水后发生反应：2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压，在U形管右侧插入一支
14、玻璃管。14从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：NO2和N2O412C和 14CK和 Ca异戊烷()和新戊烷()和甲烷和丙烷(1)互为同位素的是_。(2)互为同分异构体的是_。(3)互为同系物的是_。(4)为同一种物质的是_。答案(1)(2)(3)(4)解析(1)互为同位素的是质子数相同、中子数不同的原子，符合。(2)互为同分异构体的是分子式相同、结构不同的化合物，符合。(3)互为同系物的是结构相似、组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物，符合。(4)中两个分子是同一种物质，只是观察角度不同。15(1)完全燃烧0.1 mol某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液，实验结束后，称得
15、浓硫酸增重9 g，浓碱液增重17.6 g。该烃的化学式为_，并写出其所有可能的结构简式：_。(2)某烷烃的相对分子质量为128，该烷烃的化学式为_。(3)在常温常压下有CH4、C2H6、C3H8和C4H10四种气态烃。取等物质的量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是_(填分子式)。取等质量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是_(填分子式)。答案(1)C4H10CH3CH2CH2CH3、(2)C9H20(3)C4H10CH4解析(1)浓硫酸的作用是吸水，浓硫酸增加的质量为H2O的质量，根据元素守恒，烃中n(H)9 mol1 mol，浓碱液吸收CO2，浓碱液增重
16、的质量是CO2的质量，根据元素守恒，烃中n(C) mol0.4 mol，因此1 mol烃中含C为4 mol，含H为10 mol，即分子式为C4H10，含有的同分异构体是正丁烷和异丁烷，其结构简式分别是CH3CH2CH2CH3、。(2)根据烷烃的通式CnH2n2，相对分子质量为128，即14n2128，解得n9，分子式为C9H20。(3)1 mol CxHy的耗氧量为(x) mol，由各烃分子式中C、H原子数目可知，相同物质的量各烃C4H10的耗氧量最大。等质量的各烃，烃中氢元素质量分数越大，消耗氧气越多，碳元素质量分数越大，生成二氧化碳越多，CH4、C2H6、C3H8、C4H10的C、H原子数目之比分别为14,13,38,12.5，故CH4中氢元素质量分数最大，等质量的各烃中CH4消耗氧气最多。
