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高中化学第一节 认识有机化合物同步训练题
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这是一份高中化学第一节 认识有机化合物同步训练题，文件包含高中化学新版必修二第07讲认识有机物教师基础版docx、高中化学新版必修二第07讲认识有机物学生基础版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共47页， 欢迎下载使用。
7 认识有机化合物
【知识导图】
【重难点精讲】
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1．甲烷的分子结构
(1)组成与结构
分子式
电子式
结构式
分子模型
CH4
(2)空间结构
分子结构示意图
结构特点及空间构型
甲烷分子是正四面体结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全相同，四个键角相同，都为109°28′
2.有机化合物的结构特点
（1）成键数目：每个碳原子形成4个共价键
（2）成键种类：碳原子之间可形成单键、双键或三键°
（3）连接方式：碳原子之间可形成碳链或碳环
二、烷烃
1、结构特点和通式：
烃分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态，这种类型的烃叫饱和烃，也称为烷烃。若C-C连成环状，称为环烷烃。
烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
2．烷烃的命名
(1)碳原子数在十以内时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。
(2)碳原子数在十以上时，直接用汉字数字来表示，如十一烷、十七烷等。
(3)当碳原子数相同时，用正、异、新来区别，如CH3CH2CH2CH3称为正丁烷，称为异丁烷 。
3、物理性质
(1)递变规律(随碳原子数n递增)
—气态→液态→固态(n≤4的烷烃呈气态)
|
—逐渐升高
|
—相对密度逐渐增大
(2)相似性
烷烃均难溶于水，相对密度均小于1。
注：
（1）随着分子里碳原子数的递增，它们在常温下的状态由气态、液态到固态：C1～C4为气态，C5～C16为液态，C17以上为固态；
（2）它们的沸点和液态时的密度也都逐渐升高和增大。其原因是烷烃是分子晶体，随着碳原子数增多，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，因而熔沸点逐渐升高。当相对分子质量相同时，烷烃支链越多，熔沸点越低。
（3）注意分析随着碳原子数增加，烷烃分子的含碳量和含氢量的递变规律：含碳量逐渐增大，含氢量逐渐减小。
4、化学性质
(1)稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。
(2)燃烧反应
烷烃燃烧通式：
(3)取代反应
①概念：有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应叫做取代反应。
②在光照条件下均可与氯气发生取代反应，如甲烷与Cl2的取代反应:CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
三、同系物
1、同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
注（1）同系物必须结构相似，即组成元素相同、分子组成通式相同。（2）同系物间相对分子质量相差14或14的整数倍。
2、特点：同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。
四、同分异构现象与同分异构体
1、定义
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
注：①同分异构体必须是分子式相同而结构不同的物质。它们可以是同一类（系列）物质，如：正丁烷和异丁烷，也可以是不同类（非同系物）的物质，如：丙烯和环丙烷。
②同分异构体可以是有机物和有机物，还可以是无机物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。
“四同”总结如下表：
2、烷烃同分异构体的写法
书写规律可概括为：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边。
①先写出碳原子数量最多的主链；
②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子上的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上，以此类推。
对由于碳原子的连接方式不同而产生异构的同分异构体，称为碳链异构。常常采用“碳链缩短法”来书写并确定异构体的数目。现以C6H14为例，具体说明如下：
先写出六个碳原子都在同一条线上，即主链上为6个碳原子：
CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3
缩减主链（注意主链位置的对称性）：去掉主链上一个碳原子，使主链为五个碳原子，将取下来的碳原子摆放在主链不同位置上，并由主链中间位置开始摆放，逐渐向外移，但不能移到端碳上。可形象的称为：去一个，挂中间；向外移，不靠边（只分叉，不拐弯）。
再去掉一个碳原子，使主链为四个碳原子，将两个碳原子摆放在主链不同位置上（去两个，同碳挂；去两个，肩并肩）：
不能再缩短碳链了，碳原子也没有可摆放的位置了（否则，会出现重复）。在书写同分异构体时一定要随时注意满足碳四价、氢一价的原则。因此C6H14共有5种同分异构体。
五、有机化合物的性质
1．概念
有机化合物是指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物。
2．性质
熔、沸点
可燃性
溶解性
大多数熔、沸点低常温下多为固态或液态
大多数可以燃烧
大多数难溶于水易溶于有机溶剂
【典题精练】
考点1、考查有机物的结构特点与表示方法
例1．下列关于甲烷的叙述不正确的是
A．甲烷的分子式为CH4 B．甲烷的电子式为
C．甲烷的结构式为 D．甲烷的比例模型为
解析：A. 甲烷的分子式为CH4，A正确；B. 甲烷的电子式为，B正确；C. 甲烷的结构式为，C正确；D. 甲烷的比例模型为，为甲烷的球棍模型，D错误；答案选D。
答案：D
名师归纳：常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)
表示方法
含义
分子式：CH4
用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目
最简式(实验式)：CH4
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式：
用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式：
①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；
②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型
球棍模型：
小球表示原子，短棍表示化学键(单键、双键或三键)
比例模型：
用不同体积的小球表示不同大小的原子
考点2、考查烷烃的特征反应——取代反应
例2、下列有关甲烷与氯气反应的说法正确的是（）
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．甲烷与氯气发生置换反应生成CCl4
解析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；甲烷与氯气发生四步取代反应生成CCl4，D错误。
名师归纳：1.甲烷与卤素单质发生取代反应时易错的四个方面(1)反应物：卤素单质(纯卤素)和甲烷，不能是卤素单质的水溶液。(2)生成物：反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象，其中卤化氢的物质的量最多。(3)反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应)。(4)反应特点：用“―→”而不用“===”，仍遵守质量守恒定律，需要配平。
2.取代反应和置换反应的区别
类别
取代反应
置换反应
实例
反应物
一种化合物和另一种化合物或单质
一种单质和一种化合物
生成物
一般生成两种化合物
另一种化合物和另一种单质
反应中电
子得失
不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应
一定发生电子转移，一定是氧化还原反应
反应是
否可逆
部分是可逆反应
一般是不可逆反应
反应
条件
大多需加热、光照、催化剂等
一般只需常温或加热
考点3、考查同系物的概念及其特点
例3、下列说法中错误的是( )
①化学性质相似的有机物一定是同系物②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物一定是同系物③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物④互为同系物的两种有机物的物理性质有差异，但化学性质必定相似
A．①②③④ B．只有②③ C．只有③④ D．只有①②③
解析：互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，物理性质随碳原子数的递增呈规律性变化，④正确；化学性质相似的有机物，结构不一定相似，故不一定是同系物，①错误；CH2===CH2和在分子组成上相差一个CH2原子团，碳、氢元素的质量分数均相同，但二者结构不相似，不是同系物，②③错误，故选D。
答案：D
名师归纳：1.同系物的判断标准(1)同类：互为同系物的物质均属于同一类,有机物，即分子结构相似。(2)不同碳：互为同系物的物质碳原子数不同，,即分子组成上相差一个或若干个,CH2原子团。
2.判断同系物时要注意以下两种情况：①根据物质的结构简式判断物质是不是互为同系物，要注意所给的物质是不是分子式相同，若分子式相同则不互为同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同分异构体。②组成元素相同且各元素的质量分数相同的物质不一定为同系物，如：C2H4与C3H6的最简式相同，C、H的质量分数相同，但C2H4只能为CH2=====CH2，而C3H6若为时二者不互为同系物。
考点4、考查同分异构体的概念及其特点
例4、有关同分异构体的说法正确的是（ ）
A．同分异构体的碳原子数一定相同
B．同分异构体的分子式不一定相同
C．同分异构体之间的性质相似
D．同分异构体的类别一定不同
解析：分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，则A. 同分异构体的碳原子数一定相同，A正确；B. 同分异构体的分子式一定相同，B错误；C. 同分异构体之间的性质不一定相似，C错误；D. 同分异构体的类别不一定不同，例如1－丁烯和2－丁烯等，D错误，答案选A。
答案：A
名师归纳：同分异构体的判断标准——“一同一异”
(1)一同——分子式相同。可理解如下：
①分子式相同具有相同的组成元素，如CH4、C3H8的组成元素相同，但两者不是同分异构体。
②分子式相同具有相同的相对分子质量，如C2H4、N2的相对分子质量相同，但两者不是同分异构体。
③分子式相同各元素的质量分数分别相同，如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数分别相同，但两者不一定是同分异构体。
(2)一异——结构不同。可理解如下：①原子或原子团的连接顺序不同；②原子的空间排列不同。
考点5、考查烷烃的性质
例5．关于烷烃的叙述不正确的是
A．烷烃在水中的溶解度随着碳原子数的增加而增大
B．烷烃均能与氯气发生取代反应
C．正丁烷的熔、沸点比异丁烷的高
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析:烷烃的熔、沸点随着碳原子数的增加而增大，但是烷烃都是不溶于水的有机物，故A错误；烷烃的化学性质与甲烷相似，取代反应必须与纯卤素单质反应，则B、D正确；结合烷烃的物理性质的递变规律，可知C正确。
答案:A
名师归纳：1.相同碳原子数的烷烃支链越多，其熔、沸点越；2.烷烃不能与氯水反应。
随堂练习：
一、选择题
1．下列说法中正确的是( )
A．有机物都是含碳的化合物，NH4HCO3和CH3COOH都属于有机物
B．甲烷和氯气光照条件下发生取代反应，产物是气体和液体的混合物
C．CH4与Cl2取代反应的产物都是有机物
D．取代反应实质是置换反应
答案 B
解析 NH4HCO3属于无机物；CH4与Cl2发生取代反应生成气体CH3Cl、HCl和液体CH2Cl2、CHCl3、CCl4，其中HCl是无机物；取代反应与置换反应不相同。
2．下列有关有机化合物的判断正确的是( )
A．有机化合物都是从有机体中提取分离出来的
B．有机化合物都能燃烧
C．有机化合物不一定都不溶于水
D．有机化合物不具备无机化合物的性质
答案 C
解析 人们可以制备有机化合物，A错误；四氯化碳等少数有机物不能燃烧，B错误；有机化合物大多数不溶于水，但也有易溶于水的，如乙醇、乙酸、葡萄糖等，C正确；有机化合物与无机化合物性质差别较大，但有些有机化合物也具有某些无机化合物的性质，如乙酸(CH3COOH)具有酸性等，D错误。
3．下列反应属于取代反应的是( )
A．CH4C＋2H2
B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2
C．CH4＋2O2CO2＋2H2O
D．C2H6＋Cl2C2H5Cl＋HCl
答案 D
4．同分异构现象是造成有机物种类繁多的重要原因之一。下列各组物质中互为同分异构体的是( )
A．H与D
B．CH3CH2OH与CH3COOH
C．CH≡CH与C6H6
D．CH3CH2CH2CH3与
答案 D
解析 H与D互为同位素，A错误；乙醇和乙酸、CH≡CH与C6H6分子式不同，不互为同分异构体，B、C错误；CH3CH2CH2CH3与分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确。
5．鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别( )
A．先后通入溴水和澄清石灰水
B．点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯
C．点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯
D．点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水
答案 C
解析 甲烷燃烧后生成CO2和H2O，氢气燃烧后生成H2O，CO燃烧后生成CO2，在燃烧的火焰上罩一个干而冷的小烧杯，出现水雾的是甲烷和氢气，没有水雾的是CO；然后再罩上涂有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊的是甲烷，无现象的是H2。
6．若0.5 mol甲烷和适量的氯气发生取代反应，生成相同物质的量的四种有机物，则氯气的物质的量为 ( )
A．2.5 mol B．2 mol
C．1.25 mol D．0.5 mol
答案 C
解析 四种有机产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，它们的物质的量均为 mol＝0.125 mol，氯气的物质的量为0.125 mol×1＋0.125 mol×2＋0.125 mol×3＋0.125 mol×4＝1.25 mol。
7．有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16 g·L－1，则关于该混合物组成的说法正确的是( )
A．一定有甲烷
B．一定有乙烷
C．不可能是甲烷和乙烷的混合物
D．可能是乙烷和丙烷的混合物
答案 A
解析 标准状况下，两气态烷烃的平均相对分子质量为＝1.16×22.4≈26,16<26<30，故混合气体中一定有甲烷，另一烷烃可能为乙烷、丙烷或丁烷，故A正确。
8．一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和H2O的总质量为14.4 g，若其中水的质量为7.2 g，则CO的质量是( )
A．2.8 g B．4.4 g
C．5.6 g D．在2.8～5.6 g之间
答案 A
解析 甲烷在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2 mol。设CO和CO2的质量分别为x，y，
则
解得x＝2.8 g。
9．下列各组物质不属于同系物的是( )
答案 C
解析 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。
10．关于CH4和的叙述正确的是( )
A．均能用组成通式CnH2n＋2来表示
B．与所有烷烃互为同素异形体
C．因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同
D．通常情况下它们都是气态烷烃
答案 A
解析 二者均为烷烃，互为同系物，化学性质相似，但物理性质不同，后者通常情况下为液态。
11．下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式，下列说法正确的是( )
① ②CH3CH2CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH3 ④CH3CH2CH3
A．其中沸点最高的是④
B．其中一氯代物有三种的是②③
C．③中的化学键均为极性键
D．①和③互为同系物
答案 B
解析 烷烃分子中含有的碳原子数目越多，沸点越高，①～④中，②为正己烷，含有的碳原子数目最多，所以沸点最高，A错误；①为新戊烷，分子中只有一种等效氢原子，一氯代物只有一种，④分子中含有两种等效氢原子，其一氯代物有两种，②和③的分子中都含有三种等效氢原子，二者的一氯代物均有三种，B正确；③CH3CH2CH2CH2CH3为正戊烷，其分子中含有碳氢极性键和碳碳非极性键，C错误；①和③的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D错误。
一元取代物同分异构体数目的判断——等效氢法
要判断某烃的一元取代物的同分异构体的数目，首先要观察烃的结构是否具有对称性。
(1)连在同一碳原子上的氢原子等效，如甲烷中的4个氢原子等效。
(2)同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效。如新戊烷，其四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
(3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子是等效的。如分子中的18个氢原子是等效的。烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一元取代物就有几种同分异构体。
12．下列叙述不正确的是( )
A．CH4与C4H10互为同系物
B．C5H12有3种同分异构体
C．烷烃的卤代反应很难得到纯净物
D．烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上
答案 D
解析 CH4与C4H10均是烷烃，二者互为同系物，A正确；C5H12是戊烷，有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体，B正确；由于烷烃的卤代反应的取代位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，C正确；烷烃分子呈锯齿形，分子中相邻的三个碳原子不可能在同一条直线上，D错误。
二、非选择题
13．已知某烷烃分子中电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为__________。
(2)写出该烷烃分子所有的同分异构体的结构简式： ________。
(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是______________________________(写结构简式)。
答案 (1)C5H12
解析 (1)烷烃分子通式为CnH2n＋2，则其分子中电子数6n＋(2n＋2)＝42，n＝5，烷烃分子式为C5H12。
(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为
(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12三种同分异构体中，沸点最低。
烷烃同分异构体的书写方法
14．(1)请写出烷烃CnH2n＋2(n≥1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：____________________________________。
有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答(2)～(4)题(填序号)：
(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2的量最多的是____________。
(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是____________。
(4)10 mL某气态烃，在50 mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是________。
答案 (1)CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O
(2)④ (3)① (4)②
解析 (1)烷烃CnH2n＋2燃烧的化学方程式为
CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。
(2)相同状况下，等体积即物质的量相同，消耗O2的量取决于，即丁烷消耗O2的量最多。
(3)等质量时消耗O2的量取决于氢的含量，氢的含量越大，消耗O2的量越大，即甲烷消耗O2的量最多。
(4)反应前后气体体积之差为25 mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。
由烃的完全燃烧通式得出的四条规律
烃完全燃烧时的通式：
CxHy＋O2xCO2＋H2O
课后作业：
1、下列说法正确的是（ ）
A.甲烷分子的比例模型为 B.甲烷分子的球棍模型为
C.甲烷分子具有正方形的平面结构 D.甲烷分子中四个C-H键是完全等价的键
2、下列关于有机物叙述不正 确的是（ ）
A.碳原子性质较活泼，除C原子之间可以成键外，C 原子与其他元素的原子也可形成化
学键
B.碳原子间能形成单键，也能形成双键或三键，进而 形成碳链或碳环
C.易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质不一定 是有机物
D.有机物所发生的反应，一般比较复杂，并且还常伴 有副反应发生
3、“可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆架中。据测定每0.1m3固体 “可燃冰”能释放20m3的甲烷气体，则下列说法中不正确的是（ ）
A.“可燃冰”释放的甲烷属于烃 B.“可燃冰”是水变油，属于化学变化
C.“可燃冰”将成为人类的后续能源 D.青藏高原可能存在巨大体积的“可燃冰”
4、目前已知化合物中数量、种类最多的是ⅣA族碳的化合物（有机化合物），下列有关其原因的叙述中不正确的是（ ）
A.碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子（如氢原子）形成4个共价键
B.碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C.碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键
D.多个碳原子可以形成长度不同的链（可以带有支链）及环，且链、环之间又可以相互
结合
5、煤矿瓦斯爆炸往往与甲烷有关，下列叙述中错误的是（ ）
A.煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故 的发生
B.甲院燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料
C.点燃甲烷不必事先进行验纯
D.点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸
6、关于烷烃性质的叙述中，不正确的是（ ）
A.烷烃同系物的熔沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高，常温下的状态由气态递变到
液态，再递变到固态
B.烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递变到比水重
C.烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应
D.烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
7、下列说法中正确的一组是（ ）
A.和是同一种物质 B.和互为同位素
C.正丁烷和异丁烷是同系物 D.和互为同分异构体
8、分子中含有2 ~5个 碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据如下表：
烷烃名称
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
沸点/
-88.6
-42.1
-0.5
36.0
燃烧热/（kJ.mol-1）
1 560.7
2 219.2
2 877.6
3 535.6
燃烧热：25 、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧，生成稳定的氧化物所放出的热量，单位为kJ • mol-1。
根据表中数据，下列判断错误的是（ ）
A.正庚烷在常温、常压下肯定不是气体
B.随分子中碳原子数增加，烷烃的燃烧热逐渐增大
C.随分子中碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高
D.随分子中碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比
9、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.为加快化学反应速率，应在强光照射下完成
B.甲烷和Cl2反应后试管内壁的油状液滴包括CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl3、CC14
C.盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
D.CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管
10、在光照的 条件下，将1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合，经 过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、 二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，若已知生 成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，该反应中消耗的氯气的物质的 量是（ ）
A.（1 - a- b-c）mol B.（1 + a + 2b + 3c） mol
C.（2a +3b + 4c） mol D.（a +b +c）mol
11、下列关于同系物的说法中，错误的是（ ）
A.同系物属于同一类物质
B.互为同系物的分子中各元素的质量分数一定相同
C.同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化
12、某物质是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法错误的是（ ）
A.该物质的分子式为C6H14
B.该物质的名称叫已烷
C.1 mol该物质中含有20 mol共价键
D.该物质与甲烷互为同系物
13、某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为 1：2，则（ ）
A.分子中C、H、O原子的个数比为1：2：3
B.分子中C、H原子的个数比为1：2
C.分子中可能含有氧原子
D.此有机物的最简式为CH4
14、有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HC1组成。为确定其组成，进行了以下实验：
①将此混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变；
②再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减小；
③把剩余气体在足量氧气中点燃，燃烧产物不能使 无水硫酸铜变色。
则原混合气体一定含有（ ）
A. CO 和 HC1 B. CH4 和 NH3 C. CH4 和 HC1 D. H2 和 CO2
15、如图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
（1）图中属于链状烷烃的是__________________（填字母编号）。
（2）在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成________和_____________；不仅可以形成碳链，还可以形成______________。
（3）上述物质分子式相同的是A与_______________，B与______________，D与___________。（填字母）
（4）上述物质名称：A_______________；H_____________。
16、利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
根据设计要求回答：
（1）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③__________。
（2）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是__________。
（3） E装置的作用是_____（填编号）。
A.收集气体 B.吸收氯气 C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
（4） 在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出生出黑色小颗粒的化学方程式：_______________。
（5） E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为____ _
_____________________________________________________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分为____（填编号）。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
17、某研究性学习小组为了验证CH4是否具有还原性， 设计了如下实验：
（1）实验过程中观察到无水CuSO4逐渐变蓝，澄清石灰水出现浑浊现象，则CH4与CuO反应的化学方程式为 .
（2）研究小组将CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，你认为原因可能是 .
请设计一个实验方案证明你的结论（用文字表示，不 必画实验装置图）：
答案及解析
1答案及解析：
答案：D
解析：A项，该式为甲烷分子的球棍模型，所以错误；B项，该式为甲烷分子的比例模型，所以错误；C项，甲烷分子具有正四面体结构而不是平面结构，所以错误；D项，甲烷中四个碳氢键都相同，所以正确。
2答案及解析：
答案：A
解析：碳原子除了彼此间可以成键外，还可以与其他元素的原 子成键，但碳元素的非金属性较弱，碳原子性质不活泼，故A错误； 碳原子间可以形成单键.也可以形成双键或三键.进而形成碳链或碳 环，故B正确；易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质不一定是有机 化合物，如溴单质在这些溶剂中的溶解度也较大，故C正确；有机反 应往往比较复杂，常常伴随有副反应发生，故D正确。
3答案及解析：
答案：B
解析：A.“可燃冰”释放出甲烷，甲烷属于烃，故A正确；B.可燃冰是天然气与水的混合物，水不能变为油，故B错误；C.由题意可知，“可燃冰”将成为人类的后继能源，故C正确；D.“可燃冰”是水与天然气相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆架中，故青藏高原冻土层可能存在丰富的“可燃冰”，故D正确。故选B.
4答案及解析：
答案：B
5答案及解析：
答案：C
解析：煤矿的矿井中含有大量甲烷，遇明火时易发生爆炸，所以 煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生，故A正 确；甲烷燃烧放出大量的热，且燃烧产物无污染，是很好的气体燃料， 故B正确；甲烷为可燃性气体，点燃前需检验纯度，故C错误；甲烷 在空气中的爆炸极限为5% ~ 15.4%，所以点燃混有空气的甲烷不 一定会爆炸，故D正确。
6答案及解析：
答案：B
7答案及解析：
答案：A
解析：A项，表示形式不同，但属于同一种物质，故正确；B项，两者为单质，因此不属于同位素，故错误；C项，两者属于同分异构体，故错误；D项，两者属于同一种物质，故错误。
8答案及解析：
答案：D
解析：根据表格中数据可知，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸 点升高，燃烧热增大，由于正庚烷分子中碳原子数大于戊烷分子中的 碳原子数，所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体，A、B、C正确； 根据表中数据可知，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点和燃烧热并 不是成比例增加，D错误。
9答案及解析：
答案：C
解析：A项，CH4和Cl2在强光照射下会发生爆炸，错误；B项， 甲烷和Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3C1、CH2C12、 CHCl3、CC14 和 HC1，其中 CH2Cl2、CHC13、CCl4 是油状液体.错误；C 项，甲烷和Cl2反应生成HC1，HC1溶于饱和食盐水后会有少量NaCl 晶体析出，正确；D项，甲烷和Cl2反应的产物为CH3C1、CH2C12、 CHCl3、CCl4 和 HCl，其中 CH2Cl2、CHCl3、CCl4 是油状液体，CH3Cl 是不溶于水的气体，所以液体不会充满试管，错误。
10答案及解析：
答案：B
解析：根据取代反应的特点可知，光照条件下，1 mol甲烷与一 定量的氯气充分混合，生成几氯取代物就消耗几摩尔的氯气，因此 消耗氯气的物质的量为（1 –a-b-c）mol+2a mol+3b mol+4c mol=（1+a+2b+3c） mol，B 项正确.
11答案及解析：
答案：B
解析：A项，同系物属于同一类物质，所以正确，不符合题意；B项，甲烷和乙烷互为同系物，但C、H元素的质量分数不相等，所以错误，符合题意；C项，相邻的两种同系物彼此相差一个CH2原子团，所以正确，不符合题意；D项，同系物的结构相似，因此化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，所以正确，不符合题意。
12答案及解析：
答案：C
解析：A项，由球棍模型可判断该物质分子中含有6个碳原子和14个氢原子，因此分子式为C6H14，所以正确，不符合题意；B项，该物质分子中含有6个碳原子，属于烷烃，因此叫已烷，所以正确，不符合题意；C项，14个H原子能形成14个共价键，6个碳原子只能形成5个共价键，因此共含有19 mol共价键，所以错误，符合题意；D项，甲烷的分子式为CH4，与该物质的结构相似，且相差5个CH2原子团，因此两者互为同系物，所以正确，不符合题意。
13答案及解析：
答案：C
解析：有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质 的量之比为1：2，則根据原子守恒可知，有机物分子中碳、氢原子个 数比为1：4，分子中可能含有氧原子，C正确。
14答案及解析：
答案：A
解析：①将混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变，则不含有NH3；②再通过过狱的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减 小，所以混合气体一定不含CO2定含有HC1；③把剩余气体在足
量氧气中点燃，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色，说明燃烧产物不含水，混合气体一定没有CH4和H2，故原混合气体中含有CO和HCl。
15答案及解析：
答案：（1）A、C（2）碳碳双键；碳碳三键；碳环；（3）C；E、F、H；G；
（4）丁烷；环丁烷
解析：依据图示和信息，可知一根小棍表示碳碳单键，两根表示碳碳双键，三根表示碳碳三键，同时根据碳原子能形成4对共用电子，把碳原子剩余价键用氢原子补全，即得到相应的烃。
（1）碳原子间以单键形式连接的链烃为链状烷烃，符合此要求的是物质为A、C。
（2）由题给图示可知，碳原子间可形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键；不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。
（3）上述八种物质的分子式依次为C4H10、C4H8、C4H10、C4H6、C4H8、C4H8、C4H6、C4H8，因此与A分子式相同的是物质C；与B分子式相同的是E、F、H；与D分子式相同的是G。
（4）A的名称为丁烷；H的名称为环丁烷。
16答案及解析：
答案：（1）干燥混合气体；（2）吸收过量的氯气；（3）C、D；（4）CH4+2Cl2C+4HCl（5）分液；ab
解析：（1）B装置的三个作用为：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。
（2）氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，KI的作用是吸收多余的Cl2，防止过极的氯气排入空气中污染坏境，反应的化学方程式为Cl2+2KI=2KCl+I2。
（3）E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。
（4）据信息可知生成的黑色小颗粒为炭黑，说明在强光照射下可发生反应，根据原子守恒应为CH4+2Cl2C+4HCl。
（5）最后从D中分离出的气体有HCl易溶于水，可用分液的方法分离，分离难溶于水的油状液体可用分液法。
17答案及解析：
答案：（1）CH4 +4CuOCO2 +4Cu+2H2O
（2）溴单质与甲烷发生了取代反应用pH试纸检验反应前后溶液 的pH，如果pH明显变小，则表明二者发生了取代反应（或溴单质 被甲烷气体带走用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没 有明显变化，则表明溴单质被甲烷气体带走）
解析：（1）无水CuSO4逐渐变蓝，说明有水生成，澄清石灰水变浑 浊，说明有二氧化碳生成，根据原子守恒，CH4与CuO反应的化学方程式为CH4 +4CuOCO2 +4Cu+2H2O。
（2）CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，说明溴参加了反应或溴 被带走，因甲烷为饱和烃，所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应 或溴单质被甲烷气体带走。若发生取代反应，必有溴化氢生成，用 pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果PH明显变小，则表明二者可 能发生了取代反应；若溴单质被甲烷气体带走，用pH试纸检验反 应前后溶液的pH，pH没有明显变化。
7 认识有机化合物
【知识导图】
【重难点精讲】
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1．甲烷的分子结构
(1)组成与结构
分子式
电子式
结构式
分子模型
CH4
(2)空间结构
分子结构示意图
结构特点及空间构型
甲烷分子是正四面体结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全相同，四个键角相同，都为109°28′
2.有机化合物的结构特点
（1）成键数目：每个碳原子形成4个共价键
（2）成键种类：碳原子之间可形成单键、双键或三键°
（3）连接方式：碳原子之间可形成碳链或碳环
二、烷烃
1、结构特点和通式：
烃分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态，这种类型的烃叫饱和烃，也称为烷烃。若C-C连成环状，称为环烷烃。
烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
2．烷烃的命名
(1)碳原子数在十以内时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。
(2)碳原子数在十以上时，直接用汉字数字来表示，如十一烷、十七烷等。
(3)当碳原子数相同时，用正、异、新来区别，如CH3CH2CH2CH3称为正丁烷，称为异丁烷 。
3、物理性质
(1)递变规律(随碳原子数n递增)
—气态→液态→固态(n≤4的烷烃呈气态)
|
—逐渐升高
|
—相对密度逐渐增大
(2)相似性
烷烃均难溶于水，相对密度均小于1。
注：
（1）随着分子里碳原子数的递增，它们在常温下的状态由气态、液态到固态：C1～C4为气态，C5～C16为液态，C17以上为固态；
（2）它们的沸点和液态时的密度也都逐渐升高和增大。其原因是烷烃是分子晶体，随着碳原子数增多，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，因而熔沸点逐渐升高。当相对分子质量相同时，烷烃支链越多，熔沸点越低。
（3）注意分析随着碳原子数增加，烷烃分子的含碳量和含氢量的递变规律：含碳量逐渐增大，含氢量逐渐减小。
4、化学性质
(1)稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。
(2)燃烧反应
烷烃燃烧通式：
(3)取代反应
①概念：有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应叫做取代反应。
②在光照条件下均可与氯气发生取代反应，如甲烷与Cl2的取代反应:CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
三、同系物
1、同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
注（1）同系物必须结构相似，即组成元素相同、分子组成通式相同。（2）同系物间相对分子质量相差14或14的整数倍。
2、特点：同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。
四、同分异构现象与同分异构体
1、定义
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
注：①同分异构体必须是分子式相同而结构不同的物质。它们可以是同一类（系列）物质，如：正丁烷和异丁烷，也可以是不同类（非同系物）的物质，如：丙烯和环丙烷。
②同分异构体可以是有机物和有机物，还可以是无机物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。
“四同”总结如下表：
2、烷烃同分异构体的写法
书写规律可概括为：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边。
①先写出碳原子数量最多的主链；
②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子上的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上，以此类推。
对由于碳原子的连接方式不同而产生异构的同分异构体，称为碳链异构。常常采用“碳链缩短法”来书写并确定异构体的数目。现以C6H14为例，具体说明如下：
先写出六个碳原子都在同一条线上，即主链上为6个碳原子：
CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3
缩减主链（注意主链位置的对称性）：去掉主链上一个碳原子，使主链为五个碳原子，将取下来的碳原子摆放在主链不同位置上，并由主链中间位置开始摆放，逐渐向外移，但不能移到端碳上。可形象的称为：去一个，挂中间；向外移，不靠边（只分叉，不拐弯）。
再去掉一个碳原子，使主链为四个碳原子，将两个碳原子摆放在主链不同位置上（去两个，同碳挂；去两个，肩并肩）：
不能再缩短碳链了，碳原子也没有可摆放的位置了（否则，会出现重复）。在书写同分异构体时一定要随时注意满足碳四价、氢一价的原则。因此C6H14共有5种同分异构体。
五、有机化合物的性质
1．概念
有机化合物是指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物。
2．性质
熔、沸点
可燃性
溶解性
大多数熔、沸点低常温下多为固态或液态
大多数可以燃烧
大多数难溶于水易溶于有机溶剂
【典题精练】
考点1、考查有机物的结构特点与表示方法
例1．下列关于甲烷的叙述不正确的是
A．甲烷的分子式为CH4 B．甲烷的电子式为
C．甲烷的结构式为 D．甲烷的比例模型为
解析：A. 甲烷的分子式为CH4，A正确；B. 甲烷的电子式为，B正确；C. 甲烷的结构式为，C正确；D. 甲烷的比例模型为，为甲烷的球棍模型，D错误；答案选D。
答案：D
名师归纳：常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)
表示方法
含义
分子式：CH4
用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目
最简式(实验式)：CH4
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式：
用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式：
①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；
②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型
球棍模型：
小球表示原子，短棍表示化学键(单键、双键或三键)
比例模型：
用不同体积的小球表示不同大小的原子
考点2、考查烷烃的特征反应——取代反应
例2、下列有关甲烷与氯气反应的说法正确的是（）
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．甲烷与氯气发生置换反应生成CCl4
解析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；甲烷与氯气发生四步取代反应生成CCl4，D错误。
名师归纳：1.甲烷与卤素单质发生取代反应时易错的四个方面(1)反应物：卤素单质(纯卤素)和甲烷，不能是卤素单质的水溶液。(2)生成物：反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象，其中卤化氢的物质的量最多。(3)反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应)。(4)反应特点：用“―→”而不用“===”，仍遵守质量守恒定律，需要配平。
2.取代反应和置换反应的区别
类别
取代反应
置换反应
实例
反应物
一种化合物和另一种化合物或单质
一种单质和一种化合物
生成物
一般生成两种化合物
另一种化合物和另一种单质
反应中电
子得失
不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应
一定发生电子转移，一定是氧化还原反应
反应是
否可逆
部分是可逆反应
一般是不可逆反应
反应
条件
大多需加热、光照、催化剂等
一般只需常温或加热
考点3、考查同系物的概念及其特点
例3、下列说法中错误的是( )
①化学性质相似的有机物一定是同系物②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物一定是同系物③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物④互为同系物的两种有机物的物理性质有差异，但化学性质必定相似
A．①②③④ B．只有②③ C．只有③④ D．只有①②③
解析：互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，物理性质随碳原子数的递增呈规律性变化，④正确；化学性质相似的有机物，结构不一定相似，故不一定是同系物，①错误；CH2===CH2和在分子组成上相差一个CH2原子团，碳、氢元素的质量分数均相同，但二者结构不相似，不是同系物，②③错误，故选D。
答案：D
名师归纳：1.同系物的判断标准(1)同类：互为同系物的物质均属于同一类,有机物，即分子结构相似。(2)不同碳：互为同系物的物质碳原子数不同，,即分子组成上相差一个或若干个,CH2原子团。
2.判断同系物时要注意以下两种情况：①根据物质的结构简式判断物质是不是互为同系物，要注意所给的物质是不是分子式相同，若分子式相同则不互为同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同分异构体。②组成元素相同且各元素的质量分数相同的物质不一定为同系物，如：C2H4与C3H6的最简式相同，C、H的质量分数相同，但C2H4只能为CH2=====CH2，而C3H6若为时二者不互为同系物。
考点4、考查同分异构体的概念及其特点
例4、有关同分异构体的说法正确的是（ ）
A．同分异构体的碳原子数一定相同
B．同分异构体的分子式不一定相同
C．同分异构体之间的性质相似
D．同分异构体的类别一定不同
解析：分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，则A. 同分异构体的碳原子数一定相同，A正确；B. 同分异构体的分子式一定相同，B错误；C. 同分异构体之间的性质不一定相似，C错误；D. 同分异构体的类别不一定不同，例如1－丁烯和2－丁烯等，D错误，答案选A。
答案：A
名师归纳：同分异构体的判断标准——“一同一异”
(1)一同——分子式相同。可理解如下：
①分子式相同具有相同的组成元素，如CH4、C3H8的组成元素相同，但两者不是同分异构体。
②分子式相同具有相同的相对分子质量，如C2H4、N2的相对分子质量相同，但两者不是同分异构体。
③分子式相同各元素的质量分数分别相同，如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数分别相同，但两者不一定是同分异构体。
(2)一异——结构不同。可理解如下：①原子或原子团的连接顺序不同；②原子的空间排列不同。
考点5、考查烷烃的性质
例5．关于烷烃的叙述不正确的是
A．烷烃在水中的溶解度随着碳原子数的增加而增大
B．烷烃均能与氯气发生取代反应
C．正丁烷的熔、沸点比异丁烷的高
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析:烷烃的熔、沸点随着碳原子数的增加而增大，但是烷烃都是不溶于水的有机物，故A错误；烷烃的化学性质与甲烷相似，取代反应必须与纯卤素单质反应，则B、D正确；结合烷烃的物理性质的递变规律，可知C正确。
答案:A
名师归纳：1.相同碳原子数的烷烃支链越多，其熔、沸点越；2.烷烃不能与氯水反应。
随堂练习：
一、选择题
1．下列说法中正确的是( )
A．有机物都是含碳的化合物，NH4HCO3和CH3COOH都属于有机物
B．甲烷和氯气光照条件下发生取代反应，产物是气体和液体的混合物
C．CH4与Cl2取代反应的产物都是有机物
D．取代反应实质是置换反应
答案 B
解析 NH4HCO3属于无机物；CH4与Cl2发生取代反应生成气体CH3Cl、HCl和液体CH2Cl2、CHCl3、CCl4，其中HCl是无机物；取代反应与置换反应不相同。
2．下列有关有机化合物的判断正确的是( )
A．有机化合物都是从有机体中提取分离出来的
B．有机化合物都能燃烧
C．有机化合物不一定都不溶于水
D．有机化合物不具备无机化合物的性质
答案 C
解析 人们可以制备有机化合物，A错误；四氯化碳等少数有机物不能燃烧，B错误；有机化合物大多数不溶于水，但也有易溶于水的，如乙醇、乙酸、葡萄糖等，C正确；有机化合物与无机化合物性质差别较大，但有些有机化合物也具有某些无机化合物的性质，如乙酸(CH3COOH)具有酸性等，D错误。
3．下列反应属于取代反应的是( )
A．CH4C＋2H2
B．2HI＋Cl2===2HCl＋I2
C．CH4＋2O2CO2＋2H2O
D．C2H6＋Cl2C2H5Cl＋HCl
答案 D
4．同分异构现象是造成有机物种类繁多的重要原因之一。下列各组物质中互为同分异构体的是( )
A．H与D
B．CH3CH2OH与CH3COOH
C．CH≡CH与C6H6
D．CH3CH2CH2CH3与
答案 D
解析 H与D互为同位素，A错误；乙醇和乙酸、CH≡CH与C6H6分子式不同，不互为同分异构体，B、C错误；CH3CH2CH2CH3与分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确。
5．鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别( )
A．先后通入溴水和澄清石灰水
B．点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯
C．点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯
D．点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水
答案 C
解析 甲烷燃烧后生成CO2和H2O，氢气燃烧后生成H2O，CO燃烧后生成CO2，在燃烧的火焰上罩一个干而冷的小烧杯，出现水雾的是甲烷和氢气，没有水雾的是CO；然后再罩上涂有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊的是甲烷，无现象的是H2。
6．若0.5 mol甲烷和适量的氯气发生取代反应，生成相同物质的量的四种有机物，则氯气的物质的量为 ( )
A．2.5 mol B．2 mol
C．1.25 mol D．0.5 mol
答案 C
解析 四种有机产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，它们的物质的量均为 mol＝0.125 mol，氯气的物质的量为0.125 mol×1＋0.125 mol×2＋0.125 mol×3＋0.125 mol×4＝1.25 mol。
7．有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16 g·L－1，则关于该混合物组成的说法正确的是( )
A．一定有甲烷
B．一定有乙烷
C．不可能是甲烷和乙烷的混合物
D．可能是乙烷和丙烷的混合物
答案 A
解析 标准状况下，两气态烷烃的平均相对分子质量为＝1.16×22.4≈26,16<26<30，故混合气体中一定有甲烷，另一烷烃可能为乙烷、丙烷或丁烷，故A正确。
8．一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和H2O的总质量为14.4 g，若其中水的质量为7.2 g，则CO的质量是( )
A．2.8 g B．4.4 g
C．5.6 g D．在2.8～5.6 g之间
答案 A
解析 甲烷在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2 mol。设CO和CO2的质量分别为x，y，
则
解得x＝2.8 g。
9．下列各组物质不属于同系物的是( )
答案 C
解析 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。
10．关于CH4和的叙述正确的是( )
A．均能用组成通式CnH2n＋2来表示
B．与所有烷烃互为同素异形体
C．因为它们结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同
D．通常情况下它们都是气态烷烃
答案 A
解析 二者均为烷烃，互为同系物，化学性质相似，但物理性质不同，后者通常情况下为液态。
11．下列是四种烷烃分子的球棍模型或结构简式，下列说法正确的是( )
① ②CH3CH2CH2CH2CH2CH3
③CH3CH2CH2CH2CH3 ④CH3CH2CH3
A．其中沸点最高的是④
B．其中一氯代物有三种的是②③
C．③中的化学键均为极性键
D．①和③互为同系物
答案 B
解析 烷烃分子中含有的碳原子数目越多，沸点越高，①～④中，②为正己烷，含有的碳原子数目最多，所以沸点最高，A错误；①为新戊烷，分子中只有一种等效氢原子，一氯代物只有一种，④分子中含有两种等效氢原子，其一氯代物有两种，②和③的分子中都含有三种等效氢原子，二者的一氯代物均有三种，B正确；③CH3CH2CH2CH2CH3为正戊烷，其分子中含有碳氢极性键和碳碳非极性键，C错误；①和③的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D错误。
一元取代物同分异构体数目的判断——等效氢法
要判断某烃的一元取代物的同分异构体的数目，首先要观察烃的结构是否具有对称性。
(1)连在同一碳原子上的氢原子等效，如甲烷中的4个氢原子等效。
(2)同一个碳原子上所连接的甲基(—CH3)上的氢原子等效。如新戊烷，其四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
(3)分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子是等效的。如分子中的18个氢原子是等效的。烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一元取代物就有几种同分异构体。
12．下列叙述不正确的是( )
A．CH4与C4H10互为同系物
B．C5H12有3种同分异构体
C．烷烃的卤代反应很难得到纯净物
D．烷烃分子中，相邻的三个碳原子可能在同一条直线上
答案 D
解析 CH4与C4H10均是烷烃，二者互为同系物，A正确；C5H12是戊烷，有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体，B正确；由于烷烃的卤代反应的取代位置和个数难以控制，故很难得到纯净的产物，C正确；烷烃分子呈锯齿形，分子中相邻的三个碳原子不可能在同一条直线上，D错误。
二、非选择题
13．已知某烷烃分子中电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为__________。
(2)写出该烷烃分子所有的同分异构体的结构简式： ________。
(3)上述同分异构体中，在相同条件下沸点最低的是______________________________(写结构简式)。
答案 (1)C5H12
解析 (1)烷烃分子通式为CnH2n＋2，则其分子中电子数6n＋(2n＋2)＝42，n＝5，烷烃分子式为C5H12。
(2)烷烃C5H12有三种同分异构体，其结构简式分别为
(3)烷烃分子中，碳原子数相同时，所带支链越多，其沸点越低，因此烷烃C5H12三种同分异构体中，沸点最低。
烷烃同分异构体的书写方法
14．(1)请写出烷烃CnH2n＋2(n≥1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：____________________________________。
有①甲烷，②乙烷，③丙烷，④丁烷4种烷烃，试回答(2)～(4)题(填序号)：
(2)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2的量最多的是____________。
(3)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2的量最多的是____________。
(4)10 mL某气态烃，在50 mL O2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是________。
答案 (1)CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O
(2)④ (3)① (4)②
解析 (1)烷烃CnH2n＋2燃烧的化学方程式为
CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。
(2)相同状况下，等体积即物质的量相同，消耗O2的量取决于，即丁烷消耗O2的量最多。
(3)等质量时消耗O2的量取决于氢的含量，氢的含量越大，消耗O2的量越大，即甲烷消耗O2的量最多。
(4)反应前后气体体积之差为25 mL，根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。
由烃的完全燃烧通式得出的四条规律
烃完全燃烧时的通式：
CxHy＋O2xCO2＋H2O
课后作业：
1、下列说法正确的是（ ）
A.甲烷分子的比例模型为 B.甲烷分子的球棍模型为
C.甲烷分子具有正方形的平面结构 D.甲烷分子中四个C-H键是完全等价的键
2、下列关于有机物叙述不正 确的是（ ）
A.碳原子性质较活泼，除C原子之间可以成键外，C 原子与其他元素的原子也可形成化
学键
B.碳原子间能形成单键，也能形成双键或三键，进而 形成碳链或碳环
C.易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质不一定 是有机物
D.有机物所发生的反应，一般比较复杂，并且还常伴 有副反应发生
3、“可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆架中。据测定每0.1m3固体 “可燃冰”能释放20m3的甲烷气体，则下列说法中不正确的是（ ）
A.“可燃冰”释放的甲烷属于烃 B.“可燃冰”是水变油，属于化学变化
C.“可燃冰”将成为人类的后续能源 D.青藏高原可能存在巨大体积的“可燃冰”
4、目前已知化合物中数量、种类最多的是ⅣA族碳的化合物（有机化合物），下列有关其原因的叙述中不正确的是（ ）
A.碳原子既可以跟自身，又可以跟其他原子（如氢原子）形成4个共价键
B.碳原子性质活泼，可以跟多种元素原子形成共价键
C.碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键
D.多个碳原子可以形成长度不同的链（可以带有支链）及环，且链、环之间又可以相互
结合
5、煤矿瓦斯爆炸往往与甲烷有关，下列叙述中错误的是（ ）
A.煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故 的发生
B.甲院燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料
C.点燃甲烷不必事先进行验纯
D.点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸
6、关于烷烃性质的叙述中，不正确的是（ ）
A.烷烃同系物的熔沸点随分子内碳原子数的增多逐渐升高，常温下的状态由气态递变到
液态，再递变到固态
B.烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，从比水轻递变到比水重
C.烷烃跟卤素单质在光照下能发生取代反应
D.烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
7、下列说法中正确的一组是（ ）
A.和是同一种物质 B.和互为同位素
C.正丁烷和异丁烷是同系物 D.和互为同分异构体
8、分子中含有2 ~5个 碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据如下表：
烷烃名称
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
沸点/
-88.6
-42.1
-0.5
36.0
燃烧热/（kJ.mol-1）
1 560.7
2 219.2
2 877.6
3 535.6
燃烧热：25 、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧，生成稳定的氧化物所放出的热量，单位为kJ • mol-1。
根据表中数据，下列判断错误的是（ ）
A.正庚烷在常温、常压下肯定不是气体
B.随分子中碳原子数增加，烷烃的燃烧热逐渐增大
C.随分子中碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高
D.随分子中碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比
9、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.为加快化学反应速率，应在强光照射下完成
B.甲烷和Cl2反应后试管内壁的油状液滴包括CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl3、CC14
C.盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出
D.CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管
10、在光照的 条件下，将1 mol甲烷与一定量的氯气充分混合，经 过一段时间，甲烷和氯气均无剩余，生成一氯甲烷、 二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，若已知生 成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，该反应中消耗的氯气的物质的 量是（ ）
A.（1 - a- b-c）mol B.（1 + a + 2b + 3c） mol
C.（2a +3b + 4c） mol D.（a +b +c）mol
11、下列关于同系物的说法中，错误的是（ ）
A.同系物属于同一类物质
B.互为同系物的分子中各元素的质量分数一定相同
C.同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化
12、某物质是优良的有机溶剂，其球棍模型为，下列有关说法错误的是（ ）
A.该物质的分子式为C6H14
B.该物质的名称叫已烷
C.1 mol该物质中含有20 mol共价键
D.该物质与甲烷互为同系物
13、某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为 1：2，则（ ）
A.分子中C、H、O原子的个数比为1：2：3
B.分子中C、H原子的个数比为1：2
C.分子中可能含有氧原子
D.此有机物的最简式为CH4
14、有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HC1组成。为确定其组成，进行了以下实验：
①将此混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变；
②再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减小；
③把剩余气体在足量氧气中点燃，燃烧产物不能使 无水硫酸铜变色。
则原混合气体一定含有（ ）
A. CO 和 HC1 B. CH4 和 NH3 C. CH4 和 HC1 D. H2 和 CO2
15、如图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
（1）图中属于链状烷烃的是__________________（填字母编号）。
（2）在上图的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成________和_____________；不仅可以形成碳链，还可以形成______________。
（3）上述物质分子式相同的是A与_______________，B与______________，D与___________。（填字母）
（4）上述物质名称：A_______________；H_____________。
16、利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
根据设计要求回答：
（1）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③__________。
（2）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是__________。
（3） E装置的作用是_____（填编号）。
A.收集气体 B.吸收氯气 C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
（4） 在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出生出黑色小颗粒的化学方程式：_______________。
（5） E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为____ _
_____________________________________________________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分为____（填编号）。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
17、某研究性学习小组为了验证CH4是否具有还原性， 设计了如下实验：
（1）实验过程中观察到无水CuSO4逐渐变蓝，澄清石灰水出现浑浊现象，则CH4与CuO反应的化学方程式为 .
（2）研究小组将CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，你认为原因可能是 .
请设计一个实验方案证明你的结论（用文字表示，不 必画实验装置图）：
答案及解析
1答案及解析：
答案：D
解析：A项，该式为甲烷分子的球棍模型，所以错误；B项，该式为甲烷分子的比例模型，所以错误；C项，甲烷分子具有正四面体结构而不是平面结构，所以错误；D项，甲烷中四个碳氢键都相同，所以正确。
2答案及解析：
答案：A
解析：碳原子除了彼此间可以成键外，还可以与其他元素的原 子成键，但碳元素的非金属性较弱，碳原子性质不活泼，故A错误； 碳原子间可以形成单键.也可以形成双键或三键.进而形成碳链或碳 环，故B正确；易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质不一定是有机 化合物，如溴单质在这些溶剂中的溶解度也较大，故C正确；有机反 应往往比较复杂，常常伴随有副反应发生，故D正确。
3答案及解析：
答案：B
解析：A.“可燃冰”释放出甲烷，甲烷属于烃，故A正确；B.可燃冰是天然气与水的混合物，水不能变为油，故B错误；C.由题意可知，“可燃冰”将成为人类的后继能源，故C正确；D.“可燃冰”是水与天然气相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆架中，故青藏高原冻土层可能存在丰富的“可燃冰”，故D正确。故选B.
4答案及解析：
答案：B
5答案及解析：
答案：C
解析：煤矿的矿井中含有大量甲烷，遇明火时易发生爆炸，所以 煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生，故A正 确；甲烷燃烧放出大量的热，且燃烧产物无污染，是很好的气体燃料， 故B正确；甲烷为可燃性气体，点燃前需检验纯度，故C错误；甲烷 在空气中的爆炸极限为5% ~ 15.4%，所以点燃混有空气的甲烷不 一定会爆炸，故D正确。
6答案及解析：
答案：B
7答案及解析：
答案：A
解析：A项，表示形式不同，但属于同一种物质，故正确；B项，两者为单质，因此不属于同位素，故错误；C项，两者属于同分异构体，故错误；D项，两者属于同一种物质，故错误。
8答案及解析：
答案：D
解析：根据表格中数据可知，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸 点升高，燃烧热增大，由于正庚烷分子中碳原子数大于戊烷分子中的 碳原子数，所以正庚烷在常温、常压下肯定不是气体，A、B、C正确； 根据表中数据可知，随分子中碳原子数增加，烷烃的沸点和燃烧热并 不是成比例增加，D错误。
9答案及解析：
答案：C
解析：A项，CH4和Cl2在强光照射下会发生爆炸，错误；B项， 甲烷和Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3C1、CH2C12、 CHCl3、CC14 和 HC1，其中 CH2Cl2、CHC13、CCl4 是油状液体.错误；C 项，甲烷和Cl2反应生成HC1，HC1溶于饱和食盐水后会有少量NaCl 晶体析出，正确；D项，甲烷和Cl2反应的产物为CH3C1、CH2C12、 CHCl3、CCl4 和 HCl，其中 CH2Cl2、CHCl3、CCl4 是油状液体，CH3Cl 是不溶于水的气体，所以液体不会充满试管，错误。
10答案及解析：
答案：B
解析：根据取代反应的特点可知，光照条件下，1 mol甲烷与一 定量的氯气充分混合，生成几氯取代物就消耗几摩尔的氯气，因此 消耗氯气的物质的量为（1 –a-b-c）mol+2a mol+3b mol+4c mol=（1+a+2b+3c） mol，B 项正确.
11答案及解析：
答案：B
解析：A项，同系物属于同一类物质，所以正确，不符合题意；B项，甲烷和乙烷互为同系物，但C、H元素的质量分数不相等，所以错误，符合题意；C项，相邻的两种同系物彼此相差一个CH2原子团，所以正确，不符合题意；D项，同系物的结构相似，因此化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，所以正确，不符合题意。
12答案及解析：
答案：C
解析：A项，由球棍模型可判断该物质分子中含有6个碳原子和14个氢原子，因此分子式为C6H14，所以正确，不符合题意；B项，该物质分子中含有6个碳原子，属于烷烃，因此叫已烷，所以正确，不符合题意；C项，14个H原子能形成14个共价键，6个碳原子只能形成5个共价键，因此共含有19 mol共价键，所以错误，符合题意；D项，甲烷的分子式为CH4，与该物质的结构相似，且相差5个CH2原子团，因此两者互为同系物，所以正确，不符合题意。
13答案及解析：
答案：C
解析：有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质 的量之比为1：2，則根据原子守恒可知，有机物分子中碳、氢原子个 数比为1：4，分子中可能含有氧原子，C正确。
14答案及解析：
答案：A
解析：①将混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变，则不含有NH3；②再通过过狱的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减 小，所以混合气体一定不含CO2定含有HC1；③把剩余气体在足
量氧气中点燃，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色，说明燃烧产物不含水，混合气体一定没有CH4和H2，故原混合气体中含有CO和HCl。
15答案及解析：
答案：（1）A、C（2）碳碳双键；碳碳三键；碳环；（3）C；E、F、H；G；
（4）丁烷；环丁烷
解析：依据图示和信息，可知一根小棍表示碳碳单键，两根表示碳碳双键，三根表示碳碳三键，同时根据碳原子能形成4对共用电子，把碳原子剩余价键用氢原子补全，即得到相应的烃。
（1）碳原子间以单键形式连接的链烃为链状烷烃，符合此要求的是物质为A、C。
（2）由题给图示可知，碳原子间可形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键；不仅可以形成碳链，还可以形成碳环。
（3）上述八种物质的分子式依次为C4H10、C4H8、C4H10、C4H6、C4H8、C4H8、C4H6、C4H8，因此与A分子式相同的是物质C；与B分子式相同的是E、F、H；与D分子式相同的是G。
（4）A的名称为丁烷；H的名称为环丁烷。
16答案及解析：
答案：（1）干燥混合气体；（2）吸收过量的氯气；（3）C、D；（4）CH4+2Cl2C+4HCl（5）分液；ab
解析：（1）B装置的三个作用为：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。
（2）氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，KI的作用是吸收多余的Cl2，防止过极的氯气排入空气中污染坏境，反应的化学方程式为Cl2+2KI=2KCl+I2。
（3）E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。
（4）据信息可知生成的黑色小颗粒为炭黑，说明在强光照射下可发生反应，根据原子守恒应为CH4+2Cl2C+4HCl。
（5）最后从D中分离出的气体有HCl易溶于水，可用分液的方法分离，分离难溶于水的油状液体可用分液法。
17答案及解析：
答案：（1）CH4 +4CuOCO2 +4Cu+2H2O
（2）溴单质与甲烷发生了取代反应用pH试纸检验反应前后溶液 的pH，如果pH明显变小，则表明二者发生了取代反应（或溴单质 被甲烷气体带走用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没 有明显变化，则表明溴单质被甲烷气体带走）
解析：（1）无水CuSO4逐渐变蓝，说明有水生成，澄清石灰水变浑 浊，说明有二氧化碳生成，根据原子守恒，CH4与CuO反应的化学方程式为CH4 +4CuOCO2 +4Cu+2H2O。
（2）CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，说明溴参加了反应或溴 被带走，因甲烷为饱和烃，所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应 或溴单质被甲烷气体带走。若发生取代反应，必有溴化氢生成，用 pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果PH明显变小，则表明二者可 能发生了取代反应；若溴单质被甲烷气体带走，用pH试纸检验反 应前后溶液的pH，pH没有明显变化。
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