高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物精品随堂练习题

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第三课时 烷烃的性质
基础达标
1．下列关于CH4叙述中正确的是（ ）
A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．所有的原子共平面
C．一定条件下可以与氯气发生取代反应
D．是烷烃中碳元素含量最高
【答案】C
【解析】A．CH4均为单键，化学性质较稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误；B．CH4是正四面体结构，所有的原子一定不共平面，B错误；C．CH4与氯气在光照条件下能发生取代反应，C正确；D．CH4是烷烃中氢元素含量最高，含碳量最低的，D错误；故选C。
2．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．甲烷的四种取代物都难溶于水
【答案】B
【解析】甲烷化学性质较稳定，跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应，故A正确；甲烷可以燃烧，能被氧气氧化，B错误；甲烷是饱和链烃，跟Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都属取代反应，C正确；甲烷的四种取代产物都是有机物，都难溶于水，D正确。
3.下列关于烷烃的叙述中不正确的是（ ）
A．分子式符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃
B．烷烃均能与氯水发生取代反应
C．正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
【答案】B
【解析】分子式符合CnH2n＋2的烃中碳原子均已饱和，A正确；烷烃的化学性质与甲烷相似，其取代反应必须与纯净卤素单质反应，B错误；结合烷烃的物理性质的递变性，可知C正确；烷烃均不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，D正确。
4．下列关于CH4和的叙述正确的是（ ）
A．均能用CnH2n＋2组成通式来表示
B．与所有烷烃互为同素异形体
C．因为它们的结构相似，所以它们的化学性质相似，物理性质相同
D．通常状况下，它们都是气态烷烃
【答案】A
【解析】B项，它们与其他碳原子数不同的烷烃互为同系物；C项，化学性质相似，但物理性质不同；D项，碳原子数小于或等于4的烷烃及新戊烷在通常状况下是气体。
5．下列有关烷烃的叙述中，正确的是（ ）
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色
⑥所有的烷烃都可以在空气中燃烧
A．①②③⑥ B．①④⑥
C．②③④ D．①②③④
【答案】B
【解析】①烷烃属于饱和烃，碳与碳之间、碳与氢之间都以单键结合；②烷烃性质稳定，均不能使酸性KMnO4溶液褪色；③分子通式为CnH2n＋2的烃一定是链状烷烃；④烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应；⑤C2H6不能与溴水发生取代反应使其褪色，但能与溴蒸气在光照下发生取代反应；⑥烷烃都可以在空气中燃烧生成CO2和H2O。
6.关于烷烃性质的叙述中，不正确的是( )
A. 烷烃同系物随着相对分子质量增大常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态
B. 烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C. 烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，它们燃烧时生成二氧化碳和水
D. 烷烃同系物都能使溴水、KMnO4溶液褪色
【答案】D
【解析】A.烷烃同系物随着相对分子质量增大，熔点、沸点逐渐升高；常温下的状态由气态递变到液态，相对分子质量大的则为固态，故A正确；B.烷烃同系物的密度随着相对分子质量的增大逐渐增大，故B正确；C.烷烃跟卤素单质在光照条件下能发生取代反应，烷烃燃烧时生成二氧化碳和水，故C正确；D.烷烃不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，故D错误。故选D。
7．在常温、常压下，取下列四种气态烃各1 ml，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是（ ）
A．CH4 B．C3H8
C．C4H10 D．C2H6
【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CxHy＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4)))O2eq \(――→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O，则1 ml该烃完全燃烧时耗氧量为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x＋\f(y,4))) ml，将上述选项分别代入，比较可知C4H10耗氧量最多。
8.将甲烷与氯气按1∶3的体积比混合于一支试管中，倒立于盛有饱和食盐水的水槽，置于光亮处(如图所示)。下列有关此实验的现象和结论的叙述不正确的是（ ）
A．试管中气体的黄绿色逐渐变浅，水面上升
B．生成物中只有三氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体
C．试管内壁有油状液滴形成
D．试管内有少量白雾
【解析】选B A项，在光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应，生成物均没有颜色，所以气体颜色变浅，生成物二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均为液体，且氯化氢易溶于水，导致试管内液面上升，正确；B项，甲烷和氯气反应的生成物中只有一氯甲烷和HCl在标准状况下是气体，错误；C项，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是液态有机物，所以试管内壁有油状液滴生成，正确；D项，该反应中有氯化氢生成，氯化氢遇空气中的水蒸气形成白雾，正确。
9．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。使1 ml 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)＝1∶2∶3∶4，则消耗的Cl2的物质的量为( )
A．1.0 ml B．2.0 ml
C．3.0 ml D．4.0 ml
【答案】C
【解析】在光照条件下，CH4与Cl2发生取代反应时，生成1 ml CH3Cl消耗1 ml氯气，生成1 ml CH2Cl2消耗2 ml氯气，生成1 ml CHCl3消耗3 ml氯气，生成1 ml CCl4消耗4 ml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)＝1∶2∶3∶4，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 ml、0.2 ml、0.3 ml、0.4 ml，消耗的Cl2的物质的量为0.1 ml＋2×0.2 ml＋3×0.3 ml＋4×0.4 ml＝3.0 ml。
10．可燃冰属于甲烷的水合物，其结构如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．可燃冰中CH4与H2O以共价键的形式相结合
B．使用可燃冰时应注意安全
C．甲烷的一氯代物、三氯代物和四氯代物都是四面体
D．空间填充模型为的有机物在光照下能与溴蒸气发生取代反应
【答案】A
【解析】A项，CH4与H2O以分子间作用力结合在一起形成可燃冰，错误；B项，CH4易燃、易爆，所以使用过程中要注意安全，正确；C项，CH3Cl、CHCl3是四面体结构但不是正四面体结构，CCl4为正四面体结构，正确；D项，该有机物的结构简式为，属于烷烃，其性质与CH4相似，所以该有机物在光照下能与溴蒸气发生取代反应，正确。
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11．下列说法正确的是（ ）
A．标准状况下，44.8 L CH3Cl含有的原子数目为NA
B．烷烃的熔、沸点一般随着分子中碳原子数的增加而升高
C．1ml CH4与1 ml Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA
D．1 ml CH4与4 ml Cl2在光照条件下反应可生成1 ml CCl4
【答案】B
【解析】A项，标准状况下，三氯甲烷为液态，无法计算4.48 L三氯甲烷的物质的量和含有的原子数目，错误；B项，烷烃中碳原子数越多相对分子质量越大、熔沸点越高，烷烃的熔、沸点一般随着分子中碳原子数的增加而升高，正确；C项，甲烷和氯气发生反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，因此1 ml CH4 与1 ml Cl2反应生成一氯甲烷的物质的量小于1 ml，分子数小于NA，错误；D项，1 ml CH4与4 ml Cl2在光照条件下反应可生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，物质的量之和为1 ml，错误。
12．CCl2F2是甲烷中的4个氢原子分别被2个氯原子和2个氟原子取代后的生成物。下列关于CH4和CCl2F2的叙述正确的是（ ）
A．CH4和CCl2F2都只有一种结构
B．CH4和CCl2F2都是正四面体结构的分子
C．CH4为正四面体结构，CCl2F2为平面形结构
D．CH4和CCl2F2都属于烃类物质
【答案】A
【解析】A项，CH4是正四面体结构，CCl2 F2是四面体结构的分子，则CH4和CCl2F2都只有一种结构，正确；B项，CH4是正四面体结构，甲烷中的4个氢原子分别被2个氯原子和2个氟原子取代，则CCl2F2也是四面体结构的分子，但由于碳氟键与碳氯键键长不同，CCl2F2不是正四面体结构，错误；C项，CH4和CCl2F2都是四面体结构的分子，都只有一种结构，错误；D项，CCl2F2由三种元素组成、不属于烃类物质，错误。
13．下列实验装置能达到实验目的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】A．小试管口没有出气孔，试管内的空气无法排出，且收集氨气的导气管需深入到倒置的试管底部，故A错误；B．铜导热性强，中和热测定实验中不能用铜质搅拌器搅拌，故B错误；C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢，故C正确；D．加热碳酸氢钠生成碳酸钠、二氧化碳、水，试管口应略向下倾斜，故D错误；选C。
14．向甲、乙两支盛有甲烷的试管中(其中乙试管用黑纸包好)分别快速加入0.5 g KMnO4和1 mL浓盐酸，然后迅速塞上胶塞，放在试管架上，将其置于光线一般的室内，等待片刻，观察现象。已知KMnO4与浓盐酸在常温下即可反应产生氯气，试回答下列问题。
（1）请填写下表：
（2）CH4和Cl2在光照条件下发生反应，生成气态有机物的化学方程式为____________
___________________________________________，该反应属于_____________反应。
【答案】（1）黄绿 变浅(或消失) 油状液滴 黄绿色 （2）CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl 取代
【解析】KMnO4与浓盐酸混合时，立即产生黄绿色的氯气，氯气与甲烷在黑暗处不能发生反应，但在光照条件下能发生取代反应，生成的有机产物中有三种是无色油状液体，只有一氯甲烷是气体，同时还生成HCl气体，该反应属于取代反应。
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15．已知正四面体形分子E和单质分子G反应，生成四面体形分子L和分子M(组成E分子的元素的原子序数小于10，组成G分子的元素为第三周期的元素)，如图所示，则下列判断中不正确的是（ ）
A．常温常压下，E、L均为气态有机物
B．E是一种含有10个电子的分子
C．上述反应的类型是置换反应
D．上述4种物质中有3种为共价化合物
【答案】C
【解析】正四面体形分子E，组成E分子的元素的原子序数都小于10，E由两种元素组成，灰色球只形成一个共价键，所以是H，黑色球表示C，所以E是甲烷；直线形分子G，组成G分子的元素为第三周期的元素，且G是双原子分子，所以G是Cl，该反应是甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，即L是一氯甲烷，M是氯化氢。常温常压下，甲烷、一氯甲烷是气体，A正确；E是甲烷分子，甲烷是一种含有10个电子的分子，B正确；甲烷中的氢原子被氯原子取代生成一氯甲烷，属于取代反应，生成物中没有单质，不是置换反应，C错误；四种物质中甲烷、一氯甲烷和HCl属于共价化合物，D正确。
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：
根据设计要求回答下列问题。
（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）设eq \f(V（Cl2）,V（CH4）)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应_______________。
（3）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_______________________________。
（4）E装置的作用是______________(填字母)。
A．收集气体B．吸收氯气
C．防止倒吸D．吸收氯化氢
（5）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，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：___________________________________________。
（6）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出有机物的最佳方法为_________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填编号)
a．CH4 b．CH3Cl c．CH2Cl2 d．CHCl3 e．CCl4
（7）反应后，若将E装置中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到_____
__________________，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到_________________________。
【答案】：（1）干燥混合气体 （2）大于或等于4 （3）吸收过量的氯气
（4）CD （5）CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(强光))C＋4HCl （6）分液 ab
（7）液体分为两层，产生白色沉淀 溶液变红色
【解析】（1）B装置的三个作用：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）CH4中每有1个H原子被取代，消耗1个Cl2，生成1个HCl，CH4中H原子全部被取代时生成HCl气体最多，所以应保证eq \f(V（Cl2）,V（CH4）)＝x≥4。
（3）KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
（4）E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还能防止倒吸。
（5）据信息知黑色小颗粒应为碳，根据原子守恒可知反应的化学方程式为CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(强光))C＋4HCl。
（6）分离难溶于水的油状液体可用分液法。CH4与Cl2反应的生成物中CH3Cl和HCl为气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为液体，故最终的尾气为CH3Cl和剩余的CH4。
（7）生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴石蕊试液，溶液变红色。A．实验室制少量氨气
B．中和反应热的测定
C．甲烷与氯气的取代反应
D．检验碳酸氢钠分解产物
实验现象
实验结论
甲
KMnO4与浓盐酸混合，试管中立即充满___________色气体；在光照条件下，试管内气体的颜色_____________；试管内壁上出现了______________
CH4与Cl2在光照条件下发生化学反应
乙
迅速剥开黑纸，立即观察，试管内气体的颜色为________________
CH4与Cl2在无光照条件下不发生化学反应