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化学必修 第二册第一单元 化石燃料与有机化合物第一课时测试题
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这是一份化学必修 第二册第一单元 化石燃料与有机化合物第一课时测试题，共15页。试卷主要包含了下列关于甲烷的说法正确的是，下列叙述正确的是，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
第1课时 天然气的利用 甲烷
基础过关练
题组一 甲烷的组成与结构
1.(2022北京一六六中学期中)下列关于甲烷分子结构的叙述正确的是( )
A.甲烷的结构式为CH4
B.甲烷分子的空间结构是正方体
C.甲烷分子中C、H原子间是离子键
D.甲烷分子中4个碳氢键完全相同
2.(经典题)下列事实中,能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是平面正方形结构的是( )
A.甲烷的四个碳氢键的键长相等
B.甲烷分子中的四个氢原子都能被氯原子取代
C.甲烷的一氯代物只有一种
D.甲烷的二氯代物只有一种
题组二 甲烷的性质
3.(经典题)(2022福建厦门一中期中)下列关于甲烷的说法正确的是( )
A.CH3Cl中含有Cl-
B.甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色
C.甲烷能与氯气发生取代反应并生成H2
D.深海中,甲烷和水在高压、低温的条件下可形成类冰状结晶物质,叫可燃冰
4.[2023福建福州八县(市)一中期中联考]如图所示,相同条件下向注射器中注入10 mL CH4和50 mL Cl2的混合气体,放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。下列实验现象不可能出现的是( )
A.注射器内有黄绿色气体剩余
B.注射器活塞向里移动
C.注射器内壁产生浅黄绿色油珠
D.注射器内发生猛烈的爆炸
题组三 烷烃
5. 以下结构表示的物质中属于烷烃的是( )
A.CH3OH
B.CH2CH2
C.
D.
6.(2023天津部分区期中)下列叙述正确的是( )
A.乙烷化学性质很稳定,不能被溴水、酸性KMnO4等强氧化剂氧化,所以乙烷不能发生氧化反应
B.烷烃分子中存在离子键和共价键
C.正丁烷和异丁烷具有相似的化学性质,所以互为同分异构体
D.丙烷分子中碳原子不在一条直线上
题组四 同系物
7.(2023江苏苏州中学期中)下列说法正确的是( )
A.两种不同的烷烃一定互为同系物
B.通式相同的不同物质一定互为同系物
C.互为同系物的有机物,相对分子质量相差14的整数倍,化学性质 相似
D.互为同分异构体的有机物,化学性质一定相似
能力提升练
题组一 甲烷的取代反应
1.(2022河北石家庄期中,)某兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法错误的是( )
A.实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷
B.装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用
C.装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有4种
D.一段时间后,D中会有固体析出
2.将1 ml甲烷和适量的氯气混合后光照,充分反应后生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳四种有机物的物质的量依次增大0.1 ml,则反应生成的HCl的物质的量为( )
A.1.5 ml B.3 ml C.4.5 ml D.6 ml
3.(2022陕西榆林期中)甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题:
(1)天然气的主要成分是甲烷,甲烷的结构式为 ,甲烷的空间构型为 。
(2)验证甲烷和氯气发生取代反应的条件,实验装置如图所示:
A B
①装置A、B中的实验现象分别为 。
②写出甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式: 。
③装置A内溶液能否充满试管: (填“能”或“不能”),理由是 。
④由上述实验得到的实验结论为 。
⑤若将2 ml CH4与一定量的Cl2反应,得到等物质的量的4种氯代物,则消耗Cl2的物质的量为 。
题组二 烷烃
4.(2023湖南108所学校期中联考)下列关于C2H6和异戊烷的叙述不正确的是( )
A.异戊烷的一氯代物有四种
B.二者互为同系物
C.都属于烷烃,C2H6的沸点比异戊烷低
D.等质量的C2H6和异戊烷完全燃烧消耗氧气的物质的量相等
5.(2022北京汇文中学期中)下列说法不正确的是 ( )
A.分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
B.分子式为C6H14的烃共有5种结构
C.烷烃在光照条件下能与氯气发生取代反应,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.标准状况下22.4 L C5H12完全燃烧,消耗氧气的物质的量为8 ml
6.已知某链状烷烃分子的电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为 。
(2)该烷烃分子的结构中,满足一氯代物有4种的是 (写结构简式)。
(3)该烷烃的同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是 (写名称)。
答案与分层梯度式解析
专题8 有机化合物的获得与应用
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
基础过关练
1.D 甲烷的结构式为,A错误;甲烷分子的空间结构是正四面体,C、H原子间是共价键,4个碳氢键完全相同,B、C错误,D正确。
2.D 如果甲烷是平面正方形结构,甲烷的四个碳氢键的键长也相等,A错误;甲烷无论是何种结构,其分子中的四个氢原子都能被氯原子取代,B错误;如果甲烷是平面正方形结构,其一氯代物也只有一种,C错误;如果甲烷是平面正方形结构,其二氯代物有两种,而甲烷的二氯代物只有一种,可以证明甲烷分子是正四面体结构,D正确。
3.D 一氯甲烷是共价化合物,其不含氯离子,A错误;甲烷不能与酸性高锰酸钾溶液反应,B错误;光照条件下,甲烷与氯气发生取代反应生成一系列甲烷的氯代物和氯化氢,不能生成氢气,C错误。
4.D 甲烷和氯气发生取代反应,10 mL CH4最多消耗40 mL氯气,注射器内有黄绿色气体剩余,不选A;反应后气体物质的量减少,注射器活塞向里移动,不选B;有机产物CCl4为液体,剩余的氯气部分溶于 CCl4,注射器内壁可能产生浅黄绿色油珠,不选C;甲烷和氯气在光亮处发生取代反应的速率较慢,在强光照射下可能发生爆炸,选D。
5.C 烷烃分子中碳原子间通过碳碳单键相连,碳原子的剩余价键均与H原子相连,则C项物质属于烷烃。
6.D 乙烷不能被溴水、酸性高锰酸钾等强氧化剂氧化,但是乙烷能在氧气中燃烧,能发生氧化反应,A错误;烷烃分子中只存在共价键,B错误;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,是由于两者分子式相同,结构式不同,C错误;丙烷分子中碳原子是折线形,不在一条直线上,D正确。
7.C 碳原子数相同的不同烷烃,如正丁烷和异丁烷,互为同分异构体,A错误;通式相同的物质不一定互为同系物,也可能互为同分异构体或其他关系,B错误;互为同系物的物质,结构相似,则化学性质相似,分子组成上相差1个或若干个CH2原子团,则相对分子质量相差14的整数倍,C正确;互为同分异构体的有机物,化学性质有的相似(如正丁烷和异丁烷),有的不同(如乙醇和二甲醚),D错误。
能力提升练
1.C 实验时,先点燃A处酒精灯,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,用氯气排尽装置内空气,再通甲烷,A正确;浓硫酸具有吸水性,装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用,B正确;装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成氯化氢、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳,共5种产物,C错误;生成的氯化氢溶于饱和食盐水后,溶液中的氯离子浓度增大,则有NaCl晶体析出,D正确。
2.B 甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应时,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量依次增大0.1 ml,而甲烷总物质的量为 1 ml,由碳原子守恒可知CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量分别为0.1 ml、0.2 ml、0.3 ml、0.4 ml,则生成氯化氢的物质的量为0.1 ml+0.2 ml×2+0.3 ml×3+0.4 ml×4=3 ml,选B。
3.答案 (1) 正四面体
(2)①装置A中试管内黄绿色逐渐变浅,试管壁上出现油状液滴,试管内液面上升,试管内产生少量白雾;装置B中无明显现象
②CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
③不能 装置A的试管中存在难溶于饱和食盐水的气体(CH3Cl),液体不能充满试管
④甲烷和氯气在光照条件下才能发生化学反应
⑤5 ml
解析 (1)甲烷的分子式是CH4,碳原子通过4个单键分别与4个H原子相连,甲烷的结构式为,甲烷的空间构型为正四面体。
(2)①装置A中甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷(气体)、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢,装置A中试管内黄绿色逐渐变浅,试管壁上出现油状液滴,试管内液面上升,试管内产生少量白雾;甲烷和氯气在暗处不反应,装置B中无明显现象。②甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢的化学方程式为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl。⑤根据取代反应的特点,甲烷分子中有1个氢原子被氯原子取代,就消耗1个氯分子;若将2 ml CH4与一定量的Cl2反应,得到等物质的量的4种氯代物,则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.5 ml,消耗Cl2的物质的量为0.5 ml×(1+2+3+4)=5 ml。
4.D (CH3)2CHCH2CH3分子内含有四种不同化学环境的氢原子,则其一氯代物有四种,A正确;二者结构相似、分子组成上相差3个CH2原子团,互为同系物,B正确;C2H6、(CH3)2CHCH2CH3都属于烷烃,C2H6的相对分子质量比(CH3)2CHCH2CH3小,则C2H6的沸点比 (CH3)2CHCH2CH3低,C正确;等质量的烃中含氢量越大耗氧量越大, C2H6的含氢量大于(CH3)2CHCH2CH3,则等质量的C2H6完全燃烧消耗氧气的量大于(CH3)2CHCH2CH3,D不正确。
方法点津 烷烃中等效氢原子的判断:①同一碳原子上的氢原子等效。②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
5.D 分子式符合CnH2n+2的烃,一定是烷烃,A正确;分子式为C6H14的烃是分子中含六个碳原子的烷烃,其有5种结构:、、、、(键线式,端点和折点处均表示碳原子,氢原子省略),B正确;烷烃在光照条件下能与氯气发生取代反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;标准状况下,C5H12不是气体,不能用气体摩尔体积计算,D错误。
6.答案 (1)C5H12 (2)(CH3)2CHCH2CH3
(3)新戊烷
解析 (1)烷烃的通式为CnH2n+2,电子数为42,则6n+2n+2=42,n=5,该烷烃的分子式为C5H12。
(2)C5H12有3种结构,分别为CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4,CH3CH2CH2CH2CH3有3种一氯代物,(CH3)2CHCH2CH3有4种一氯代物,C(CH3)4有1种一氯代物。
(3)碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,所以在相同条件下沸点最低的是C(CH3)4,其名称为新戊烷。
1.D
2.D
3.D
4.D
5.C
6.D
7.C
1.C
2.B
4.D
5.D
第1课时 天然气的利用 甲烷
基础过关练
题组一 甲烷的组成与结构
1.(2022北京一六六中学期中)下列关于甲烷分子结构的叙述正确的是( )
A.甲烷的结构式为CH4
B.甲烷分子的空间结构是正方体
C.甲烷分子中C、H原子间是离子键
D.甲烷分子中4个碳氢键完全相同
2.(经典题)下列事实中,能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是平面正方形结构的是( )
A.甲烷的四个碳氢键的键长相等
B.甲烷分子中的四个氢原子都能被氯原子取代
C.甲烷的一氯代物只有一种
D.甲烷的二氯代物只有一种
题组二 甲烷的性质
3.(经典题)(2022福建厦门一中期中)下列关于甲烷的说法正确的是( )
A.CH3Cl中含有Cl-
B.甲烷能使酸性KMnO4溶液褪色
C.甲烷能与氯气发生取代反应并生成H2
D.深海中,甲烷和水在高压、低温的条件下可形成类冰状结晶物质,叫可燃冰
4.[2023福建福州八县(市)一中期中联考]如图所示,相同条件下向注射器中注入10 mL CH4和50 mL Cl2的混合气体,放在光亮处(不要放在日光直射的地方)。下列实验现象不可能出现的是( )
A.注射器内有黄绿色气体剩余
B.注射器活塞向里移动
C.注射器内壁产生浅黄绿色油珠
D.注射器内发生猛烈的爆炸
题组三 烷烃
5. 以下结构表示的物质中属于烷烃的是( )
A.CH3OH
B.CH2CH2
C.
D.
6.(2023天津部分区期中)下列叙述正确的是( )
A.乙烷化学性质很稳定,不能被溴水、酸性KMnO4等强氧化剂氧化,所以乙烷不能发生氧化反应
B.烷烃分子中存在离子键和共价键
C.正丁烷和异丁烷具有相似的化学性质,所以互为同分异构体
D.丙烷分子中碳原子不在一条直线上
题组四 同系物
7.(2023江苏苏州中学期中)下列说法正确的是( )
A.两种不同的烷烃一定互为同系物
B.通式相同的不同物质一定互为同系物
C.互为同系物的有机物,相对分子质量相差14的整数倍,化学性质 相似
D.互为同分异构体的有机物,化学性质一定相似
能力提升练
题组一 甲烷的取代反应
1.(2022河北石家庄期中,)某兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法错误的是( )
A.实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷
B.装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用
C.装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有4种
D.一段时间后,D中会有固体析出
2.将1 ml甲烷和适量的氯气混合后光照,充分反应后生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳四种有机物的物质的量依次增大0.1 ml,则反应生成的HCl的物质的量为( )
A.1.5 ml B.3 ml C.4.5 ml D.6 ml
3.(2022陕西榆林期中)甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题:
(1)天然气的主要成分是甲烷,甲烷的结构式为 ,甲烷的空间构型为 。
(2)验证甲烷和氯气发生取代反应的条件,实验装置如图所示:
A B
①装置A、B中的实验现象分别为 。
②写出甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式: 。
③装置A内溶液能否充满试管: (填“能”或“不能”),理由是 。
④由上述实验得到的实验结论为 。
⑤若将2 ml CH4与一定量的Cl2反应,得到等物质的量的4种氯代物,则消耗Cl2的物质的量为 。
题组二 烷烃
4.(2023湖南108所学校期中联考)下列关于C2H6和异戊烷的叙述不正确的是( )
A.异戊烷的一氯代物有四种
B.二者互为同系物
C.都属于烷烃,C2H6的沸点比异戊烷低
D.等质量的C2H6和异戊烷完全燃烧消耗氧气的物质的量相等
5.(2022北京汇文中学期中)下列说法不正确的是 ( )
A.分子式符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
B.分子式为C6H14的烃共有5种结构
C.烷烃在光照条件下能与氯气发生取代反应,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.标准状况下22.4 L C5H12完全燃烧,消耗氧气的物质的量为8 ml
6.已知某链状烷烃分子的电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为 。
(2)该烷烃分子的结构中,满足一氯代物有4种的是 (写结构简式)。
(3)该烷烃的同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是 (写名称)。
答案与分层梯度式解析
专题8 有机化合物的获得与应用
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
基础过关练
1.D 甲烷的结构式为,A错误;甲烷分子的空间结构是正四面体,C、H原子间是共价键,4个碳氢键完全相同,B、C错误,D正确。
2.D 如果甲烷是平面正方形结构,甲烷的四个碳氢键的键长也相等,A错误;甲烷无论是何种结构,其分子中的四个氢原子都能被氯原子取代,B错误;如果甲烷是平面正方形结构,其一氯代物也只有一种,C错误;如果甲烷是平面正方形结构,其二氯代物有两种,而甲烷的二氯代物只有一种,可以证明甲烷分子是正四面体结构,D正确。
3.D 一氯甲烷是共价化合物,其不含氯离子,A错误;甲烷不能与酸性高锰酸钾溶液反应,B错误;光照条件下,甲烷与氯气发生取代反应生成一系列甲烷的氯代物和氯化氢,不能生成氢气,C错误。
4.D 甲烷和氯气发生取代反应,10 mL CH4最多消耗40 mL氯气,注射器内有黄绿色气体剩余,不选A;反应后气体物质的量减少,注射器活塞向里移动,不选B;有机产物CCl4为液体,剩余的氯气部分溶于 CCl4,注射器内壁可能产生浅黄绿色油珠,不选C;甲烷和氯气在光亮处发生取代反应的速率较慢,在强光照射下可能发生爆炸,选D。
5.C 烷烃分子中碳原子间通过碳碳单键相连,碳原子的剩余价键均与H原子相连,则C项物质属于烷烃。
6.D 乙烷不能被溴水、酸性高锰酸钾等强氧化剂氧化,但是乙烷能在氧气中燃烧,能发生氧化反应,A错误;烷烃分子中只存在共价键,B错误;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,是由于两者分子式相同,结构式不同,C错误;丙烷分子中碳原子是折线形,不在一条直线上,D正确。
7.C 碳原子数相同的不同烷烃,如正丁烷和异丁烷,互为同分异构体,A错误;通式相同的物质不一定互为同系物,也可能互为同分异构体或其他关系,B错误;互为同系物的物质,结构相似,则化学性质相似,分子组成上相差1个或若干个CH2原子团,则相对分子质量相差14的整数倍,C正确;互为同分异构体的有机物,化学性质有的相似(如正丁烷和异丁烷),有的不同(如乙醇和二甲醚),D错误。
能力提升练
1.C 实验时,先点燃A处酒精灯,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,用氯气排尽装置内空气,再通甲烷,A正确;浓硫酸具有吸水性,装置B有均匀混合气体、控制气流速度、干燥混合气体等作用,B正确;装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成氯化氢、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳,共5种产物,C错误;生成的氯化氢溶于饱和食盐水后,溶液中的氯离子浓度增大,则有NaCl晶体析出,D正确。
2.B 甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应时,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量依次增大0.1 ml,而甲烷总物质的量为 1 ml,由碳原子守恒可知CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量分别为0.1 ml、0.2 ml、0.3 ml、0.4 ml,则生成氯化氢的物质的量为0.1 ml+0.2 ml×2+0.3 ml×3+0.4 ml×4=3 ml,选B。
3.答案 (1) 正四面体
(2)①装置A中试管内黄绿色逐渐变浅,试管壁上出现油状液滴,试管内液面上升,试管内产生少量白雾;装置B中无明显现象
②CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
③不能 装置A的试管中存在难溶于饱和食盐水的气体(CH3Cl),液体不能充满试管
④甲烷和氯气在光照条件下才能发生化学反应
⑤5 ml
解析 (1)甲烷的分子式是CH4,碳原子通过4个单键分别与4个H原子相连,甲烷的结构式为,甲烷的空间构型为正四面体。
(2)①装置A中甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷(气体)、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢,装置A中试管内黄绿色逐渐变浅,试管壁上出现油状液滴,试管内液面上升,试管内产生少量白雾;甲烷和氯气在暗处不反应,装置B中无明显现象。②甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢的化学方程式为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl。⑤根据取代反应的特点,甲烷分子中有1个氢原子被氯原子取代,就消耗1个氯分子;若将2 ml CH4与一定量的Cl2反应,得到等物质的量的4种氯代物,则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.5 ml,消耗Cl2的物质的量为0.5 ml×(1+2+3+4)=5 ml。
4.D (CH3)2CHCH2CH3分子内含有四种不同化学环境的氢原子,则其一氯代物有四种,A正确;二者结构相似、分子组成上相差3个CH2原子团,互为同系物,B正确;C2H6、(CH3)2CHCH2CH3都属于烷烃,C2H6的相对分子质量比(CH3)2CHCH2CH3小,则C2H6的沸点比 (CH3)2CHCH2CH3低,C正确;等质量的烃中含氢量越大耗氧量越大, C2H6的含氢量大于(CH3)2CHCH2CH3,则等质量的C2H6完全燃烧消耗氧气的量大于(CH3)2CHCH2CH3,D不正确。
方法点津 烷烃中等效氢原子的判断:①同一碳原子上的氢原子等效。②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
5.D 分子式符合CnH2n+2的烃,一定是烷烃,A正确;分子式为C6H14的烃是分子中含六个碳原子的烷烃,其有5种结构:、、、、(键线式,端点和折点处均表示碳原子,氢原子省略),B正确;烷烃在光照条件下能与氯气发生取代反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;标准状况下,C5H12不是气体,不能用气体摩尔体积计算,D错误。
6.答案 (1)C5H12 (2)(CH3)2CHCH2CH3
(3)新戊烷
解析 (1)烷烃的通式为CnH2n+2,电子数为42,则6n+2n+2=42,n=5,该烷烃的分子式为C5H12。
(2)C5H12有3种结构,分别为CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4,CH3CH2CH2CH2CH3有3种一氯代物,(CH3)2CHCH2CH3有4种一氯代物,C(CH3)4有1种一氯代物。
(3)碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,所以在相同条件下沸点最低的是C(CH3)4,其名称为新戊烷。
1.D
2.D
3.D
4.D
5.C
6.D
7.C
1.C
2.B
4.D
5.D
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