第49讲 常见的烃（甲烷、乙烯、苯）、化石燃料、高分子 -备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

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【复习目标】
1．掌握甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质及应用。
2．掌握煤、石油、天然气的综合利用。
【知识精讲】
考点一 甲烷、乙烯、苯的结构与性质
1．甲烷、乙烯、苯的结构与物理性质
2．甲烷、乙烯、苯的化学性质
(1)甲烷(CH4)
①稳定性：与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。
②燃烧：化学方程式为CH4＋2O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。
③取代反应：在光照条件下与Cl2发生取代反应，第一步反应的方程式为CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl，继续反应依次又生成了CH2Cl2、CHCl3、CCl4。
(2)乙烯(CH2==CH2)
完成下列方程式：
①氧化反应：
②加成反应：
③加聚反应：
(3)苯(C6H6)
①燃烧：2C6H6＋15O2eq \(――→,\s\up7(点燃))12CO2＋6H2O。(火焰明亮，带浓烟)
②取代反应：
苯与液溴的取代反应：；
苯的硝化反应：＋HNO3eq \(―――→,\s\up11(浓H2SO4),\s\d4(55～60 ℃)) ＋H2O。
③加成反应：
一定条件下与H2加成：＋3H2eq \(―――→,\s\up7(一定条件)) 。
3．烷烃
(1)结构与性质
(2)烷烃的习惯命名法
①当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；当n＞10时，用汉字数字表示。
②当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。
如：CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷，C(CH3)4称为新戊烷。
【归纳总结】轻松突破加成反应、取代反应
(1)加成反应的特点是：“断一，加二，都进来”。“断一”是指不饱和键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加上两个其他原子或原子团，一定分别加在两个不饱和原子上，此反应类似无机反应中的化合反应，理论上原子利用率为100%。
(2)取代反应的特点是“上一下一，有进有出”，类似无机反应中的复分解反应，注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子，如苯的硝化反应中生成的水。
【例题1】下列关于常见烃的认识正确的是( )
A．C2H6与氯气发生取代反应、C2H4与HCl发生加成反应均可得到纯净的C2H5Cl
B．将甲烷和乙烯的混合气体通过盛有浓溴水的洗气瓶，即可提纯甲烷
C．乙烯结构中含有碳碳双键，苯中不含有碳碳双键，但两者均可以发生加成反应
D．甲烷和苯都是常见的燃料，燃烧时甲烷的火焰更明亮
【答案】C
【解析】
C2H6与氯气发生取代反应得到的取代产物不唯一，无法得到纯净的C2H5Cl，A项错误；浓溴水易挥发，气体通过他时会带出溴蒸气，B项错误；苯环中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，也能够发生加成反应，C项正确；苯是重要的有机溶剂，含碳量高，燃烧时火焰比甲烷明亮，不易充分燃烧，一般不用作燃料，D项错误。
【例题2】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(不要放在日光直射的地方)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，试管内液面上升
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
【答案】B
【解析】
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、四氯化碳均为液态有机物，且氯化氢易溶于水，导致试管内液面上升，试管内壁出现油状液滴，A、C正确；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，B错误；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，D正确。
【例题3】已知：往溴的苯溶液中加入少量铁屑能迅速反应，其过程如下：
3Br2＋2Fe===2FeBr3；
Br2＋FeBr3===FeBreq \\al(－,4)＋Br＋(不稳定)；
实验室用如图装置制取少量溴苯，
下列有关判断正确的是( )
A．上述反应过程中，第二步为置换反应
B．装置乙能吸收反应过程中挥发出来的溴蒸气
C．装置甲中生成溴苯的化学方程式为＋Br2eq \(――→,\s\up7(FeBr3))
D．装置丙中导管口有白雾生成，溶液中有白色沉淀生成
【答案】B
【解析】
解析 化学反应Br2＋FeBr3===FeBreq \\al(－,4)＋Br＋产物中没有新的单质生成，故A错误；单质溴易溶于四氯化碳，因此装置乙能吸收反应过程中挥发出来的溴蒸气，故B正确；装置甲中生成溴苯的化学方程式为＋Br2eq \(――→,\s\up7(FeBr3))＋HBr，故C错误；装置丙中导管口有白雾生成，溶液中有淡黄色沉淀生成，故D错误。
考点二 碳的成键特点、同分异构体
1．有机物中碳原子的成键特征
(1)碳原子的最外层有4个电子，可与其他原子形成4个共价键，而且碳碳原子之间也能相互形成共价键。
(2)碳原子不仅可以形成单键，还可以形成双键或叁键。
(3)多个碳原子可以相互结合形成碳链，也可以形成碳环，碳链或碳环上还可以连有支链。
2．同系物
(1)定义：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。
(2)烷烃同系物：分子式都符合CnH2n＋2(n≥1)，如CH4、CH3CH3、互为同系物。
(3)同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。
3．同分异构体
(1)具有相同的分子式，但具有不同结构的化合物互称为同分异构体。
(2)常见烷烃的同分异构体
甲烷、乙烷、丙烷无同分异构现象；丁烷的同分异构体有2种；戊烷的同分异构体有3种。
4．烷烃同分异构体的书写技巧(以C6H14为例)
第一步：将分子中全部碳原子连成直链作为母链
C—C—C—C—C—C
第二步：从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：
不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。
第三步：从母链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，两甲基的位置依次相邻、相同，此时碳骨架结构有两种：
②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。
5．有机物结构的表示方法(以乙烯C2H4为例)
【拓展】
键线式：碳碳键用线段来体现。拐点或端点表示碳原子，碳原子上的氢原子不必标出，其他原子及其他原子上的氢原子都要指明。
例如：丙烯、正丙醇的键线式分别为、。
【例题4】如图所示是四种常见有机物的填充模型示意图。下列说法正确的是( )
A．甲能使酸性KMnO4溶液退色
B．乙可与溴水发生取代反应使溴水退色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D．丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
【答案】C
【解析】
甲代表CH4，乙代表乙烯，丙代表苯，丁代表乙醇。
【例题5】已知异丙苯的结构简式如下，下列说法错误的是( )
A．异丙苯的分子式为C9H12
B．异丙苯的沸点比苯高
C．异丙苯中碳原子可能都处于同一平面
D．异丙苯和苯互为同系物
【答案】C
【解析】
A项，异丙苯的分子式为C9H12，正确；B项，异丙苯的相对分子质量比苯大，故其沸点比苯高，正确；C项，由于异丙基与苯环直接相连的碳原子为饱和碳原子，而饱和碳原子为四面体构型，故饱和碳原子和与其相连的三个碳原子一定不在同一平面上，错误；D项，异丙苯与苯结构相似，在组成上相差3个CH2原子团，二者互为同系物，正确。
【例题6】下列有机化合物的链状同分异构体数目最多的是( )
A．丁烷 B．丁烯(C4H8)
C．丁醇 D．二氯丁烷
【答案】D
【解析】
丁烷有正丁烷和异丁烷2种同分异构体；丁烯有3种烯烃类同分异构体；丁醇的同分异构体中属于醇的有4种、属于醚的有3种，共7种；二氯丁烷的同分异构体中主链有4个碳原子的有6种、主链有3个碳原子(含有一个侧链甲基)的有3种，共有9种。
考点三 化石燃料：煤、石油、天然气
1．煤的综合利用
(1)煤的干馏
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。
(2)煤的气化
将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气等。
化学方程式为C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2。
(3)煤的液化
①直接液化：煤＋氢气eq \(――――→,\s\up11(催化剂),\s\d4(高温、高压))液体燃料。
②间接液化：煤＋水eq \(――→,\s\up7(高温))水煤气eq \(――→,\s\up11(催化剂),\s\d4(高温))甲醇等。
2．石油的综合利用
(1)石油的成分：由多种碳氢化合物组成的混合物，主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃。所含元素以C、H为主，还含有少量N、S、P、O等。
(2)石油的加工
3．天然气的综合利用
(1)天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。
(2)天然气与水蒸气反应制取H2
原理：CH4＋H2O(g)eq \(――→,\s\up11(高温),\s\d4(催化剂))CO＋3H2。
【例题7】《天工开物》记载了古代四川“井火取盐”的过程，“临邛(地名)火井(废井，废气遇明火可燃)一所，纵广五尺，深二三丈”“取井火还煮井水”“一水得四五斗盐”，“井火”燃烧的物质是( )
A．天然气 B．煤炭
C．石油 D．石蜡
【答案】A
【解析】
根据题给信息可知井中废气遇明火可燃，“井火”燃烧的物质是可燃性气体天然气。
【例题8】化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A．PM2.5是指颗粒直径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物
B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
【答案】C
【解析】
燃煤中加入CaO是为了除去煤燃烧生成的SO2，可减少酸雨的形成，但不能减少温室气体的排放，C项错误；天然气和液化石油气完全燃烧的产物是CO2和H2O，属于清洁燃料，D项正确。
【例题9】下列说法不正确的是( )
eq \x(石油)eq \(――→,\s\up7(①))eq \x(分馏产品)eq \(――→,\s\up7(②))eq \x(乙烯)eq \(――→,\s\up7(③))eq \x(1，2­二溴乙烷)
A．石油是由烃组成的混合物
B．①主要发生物理变化
C．②是石油的裂化、裂解
D．③属于取代反应
【答案】D
【解析】
①为石油的分馏，发生物理变化，B项正确；由石油分馏产品获得乙烯需经过石油的裂化和裂解，C项正确；由乙烯制得1,2-二溴乙烷的反应为CH2==CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br，属于加成反应，D项错误。
考点三 有机高分子材料与STSE
1．高分子
(1)高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多，通常在104以上。
注意：
①没有特殊说明时，高分子特指有机高分子，
②所有高分子均为混合物。
(2)聚合反应与加聚反应
①由相对分子质量较小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应叫做聚合反应。
②含有不饱和键的有机物分子间通过碳原子彼此加成相互结合，聚合成很长的碳链，生成有机高分子的聚合反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。
③完成下列反应的化学方程式
nCH2==CHCleq \(――→,\s\up7(催化剂))；
eq \(――→,\s\up7(催化剂))。
(3)聚合反应
合成聚乙烯的化学方程式：，单体为CH2==CH2，链节为
—CH2—CH2—，聚合度为n。
(4)判断加聚产物单体的方法
(5)有机高分子的通性
2．常见的有机高分子材料
现在广泛使用的有机高分子材料包括：塑料、纤维、橡胶、粘合剂、涂料等。
(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)纤维eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝等,化学纤维\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(再生纤维黏胶纤维、醋酸纤维等,合成纤维腈纶、涤纶、锦纶、维纶等))))
(3)橡胶
根据来源和组成不同，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。
几种橡胶的结构简式：
①天然橡胶(顺式聚异戊二烯)：
②顺丁橡胶：
③氯丁橡胶：
④丁苯橡胶：
【例题10】保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食品，PVC保鲜膜则不能直接接触食品，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是 ( )
A．PE、PVC都属于链状高分子，受热易熔化
B．PE、PVC的单体都是不饱和烃，能使溴水褪色
C．焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体如HCl
D．废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染
【答案】B
【解析】
聚氯乙烯是氯乙烯单体通过加聚反应而制备的，氯乙烯中含有氯原子，不是烃，而是烃的衍生物，B项错误。
【例题11】塑料垃圾PE在空气、水和阳光的存在下，五氧化二铌(Nb2O5)作催化剂时只需要40 h就能100%转化为CO2，随后这些CO2在光的诱导下转化为有价值的C2燃料，转化关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A．工业生产PE的加聚反应为nCH2==CH2eq \(――→,\s\up7(催化剂))CH2—CH2
B．该转化的总反应为CH2—CH2＋nO2eq \(―――→,\s\up11(阳光、水),\s\d4(催化剂))nCH3COOH
C．“C2燃料”可以分别与H2、C2H5OH发生加成反应、酯化反应
D．“C2燃料”与甲酸甲酯、羟基乙醛互为同分异构体
【答案】C
【解析】
由题中“C2燃料”的球棍模型知，“C2燃料”分子中有1个甲基和1个羧基，为乙酸，根据分析知该转化的反应物有聚乙烯、氧气，在阳光、水和催化剂作用下，反应生成乙酸，总反应的化学方程式为CH2—CH2＋nO2eq \(―――→,\s\up11(阳光、水),\s\d4(催化剂))nCH3COOH，B项正确；CH3COOH、HCOOCH3、HOCH2CHO的分子式均为C2H4O2，三者互为同分异构体，D项正确。
【例题12】生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由聚苯乙烯制成，其结构简式为。根据所学知识，下列说法正确的是( )
A．聚苯乙烯能使溴水褪色
B．聚苯乙烯是一种天然高分子材料
C．聚苯乙烯可由苯乙烯通过化合反应制得
D．聚苯乙烯单体的分子式为C8H8
【答案】D
【解析】
聚苯乙烯为苯乙烯发生加聚反应生成的高分子，属于合成高分子材料，故B、C错误；聚苯乙烯的单体为苯乙烯，分子式为C8H8，故D正确。
【真题演练】
1．（2022·浙江·高考真题）下列物质对应的化学式不正确的是
A．氯仿：CHCl3B．黄铜矿的主要成分：Cu2S
C．芒硝：Na2SO4·10H2OD．铝土矿的主要成分：Al2O3
【答案】B
【详解】
A．氯仿是三氯甲烷的俗称，其化学式为CHCl3，故A正确；
B．黄铜矿的主要成分：CuFeS2，故B错误；
C．芒硝：Na2SO4·10H2O，故C正确；
D．铝土矿的主要成分：Al2O3，故D正确；
故选B。
2．（2021·湖南·高考真题）为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．含有的中子数为
B．溶液中含有的数为
C．与在密闭容器中充分反应后的分子数为
D．和(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为
【答案】D
【详解】
A．的物质的量为=0.9ml，1个含0+(18-8)=10个中子，则含有的中子数为，A错误；
B．未给溶液体积，无法计算，B错误；
C．存在2NO+O2=2NO2，2NO2N2O4，因此与在密闭容器中充分反应后的分子数小于，C错误；
D．甲烷和氯气在光照下发生取代，1ml氯气可取代1mlH，同时产生1mlHCl分子，标准状况下的物质的量为0.5ml，的物质的量为1ml，0.5mlCH4含4mlH，最多可消耗4mlCl2，因此CH4过量，根据1ml氯气可取代1mlH，同时产生1mlHCl分子可知1mlCl2完全反应可得1mHCl，根据C守恒，反应后含C物质的物质的量=甲烷的物质的量=0.5ml，因此和(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为，D正确；
选D。
3．(2021·河北，2)高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是
A．芦苇可用于制造黏胶纤维，其主要成分为纤维素
B．聚氯乙烯通过加聚反应制得，可用于制作不粘锅的耐热涂层
C．淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质
D．大豆蛋白纤维是一种可降解材料
【答案】B
【详解】
芦苇中含有天然纤维素，可用于制造黏胶纤维，故A正确；聚氯乙烯在高温条件下会分解生成有毒气体，因此不能用于制作不粘锅的耐热涂层，故B错误；淀粉为多糖，属于天然高分子物质，其相对分子质量可达几十万，故C正确；大豆蛋白纤维的主要成分为蛋白质，能够被微生物分解，因此大豆蛋白纤维是一种可降解材料，故D正确。
4．(2020·浙江1月选考，10改编)下列说法不正确的是
A．天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料
B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油
D．己烷属于烷烃，在一定条件下能与Cl2发生取代反应
【答案】B
【详解】
石油的分馏是物理变化，煤的气化和液化都是化学变化，B项错误。
5．（2020·海南·高考真题）实验室制备下列气体，能实现的是
A．Cl2：MnO2与稀HCl溶液混合B．C2H4：CaC2与H2O混合
C．CO2：加热饱和NaHCO3溶液D．SO2：Cu丝与稀H2SO4混合
【答案】C
【详解】
A．实验室制取氯气时利用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制备，A错误；
B．碳化钙与水混合生成乙炔气体，不生成乙烯气体，B错误；
C．加热饱和碳酸氢钠溶液，50℃时易分解，分解成碳酸钠、二氧化碳和水，高温条件下气体在水中的溶解度较低，二氧化碳从水中溢出，可以用于制备二氧化碳，C正确；
D．铜与稀硫酸不发生反应，欲制备二氧化硫气体可以利用铜与浓硫酸在加热条件下的反应，D错误；
故选C。
6．（2020·北京·高考真题）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是
A．“天宫二号“航天器使用的质量轻强度高的材料——钛合金
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D．“C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
【答案】A
【详解】
A．钛合金是合金材料，属于金属材料，故A符合题意
B．砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，故B不符合题意；
C．液氢是液态氢气单质，氢元素是非金属，不是金属材料，故C不符合题意；
D．碳纤维是碳元素组成的一种单质，是无机非金属材料，环氧树脂是有机高分子合成材料，都不是金属材料，故D不符合题意
答案选A。
7．（2020·浙江·高考真题）下列表示不正确的是
A．乙烯的结构式：B．甲酸甲酯的结构简式：
C．甲基丁烷的键线式：D．甲基的电子式：
【答案】B
【详解】
A．结构式是每一对共用电子对用一个短横来表示，乙烯分子中每个碳原子和每个氢原子形成一对共用电子对，碳原子和碳原子形成两对共用电子对，故A正确；
B．结构简式中需要体现出特殊结构和官能团，甲酸甲酯中要体现出酯基，其结构简式为HCOOCH3，故B错误；
C．键线式中每个端点为一个C原子，省略C—H键，故C正确；
D．甲基中碳原子和三个氢原子形成3对共用电子对，还剩一个成单电子，故D正确；
答案选B。
8．（2020·浙江·高考真题）下列表示不正确的是
A．羟基的电子式： B．乙烯的结构简式：CH2CH2
C．氯原子的结构示意图：D．NH3分子的球棍模型：
【答案】B
【详解】
A项、羟基中氧原子还有一个未成对的单电子，电子式为，故A正确；
B项、乙烯的官能团为碳碳双键，结构简式为CH2=CH2，故B错误；
C项、氯原子的核外有3个电子层，最外层有7个电子，原子的结构示意图为，故C正确；
D项、氨气为三角锥形的极性分子，球棍模型为，故D正确；
故选B。
9．(2019·全国卷Ⅰ，9)实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是( )
A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C．装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯
【答案】D
【详解】
苯和溴均易挥发，苯与液溴在溴化铁作用下发生剧烈的放热反应，释放出溴化氢气体(含少量苯和溴蒸气)，先打开K，后加入苯和液溴，避免因装置内气体压强过大而发生危险，A项正确；四氯化碳用于吸收溴化氢气体中混有的溴单质，防止溴单质与碳酸钠溶液反应，纯净的四氯化碳呈无色，吸收红棕色溴蒸气后，液体呈浅红色，B项正确；溴化氢极易溶于水，倒置漏斗可防倒吸，碳酸钠溶液呈碱性，易吸收溴化氢，C项正确；反应后的混合液中混有苯、液溴、溴化铁和少量溴化氢等，提纯溴苯的正确操作是①用大量水洗涤，除去可溶性的溴化铁、溴化氢和少量溴；②用氢氧化钠溶液洗涤，除去剩余的溴等物质；③用水洗涤，除去残留的氢氧化钠；④加入干燥剂除去水，过滤；⑤对有机物进行蒸馏，除去杂质苯，从而提纯、分离溴苯，不能用“结晶”的方法，D项错误。
10．(2018·全国卷Ⅱ，9)实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是( )
【答案】D
【详解】
甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，故黄绿色的氯气减少，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现无色油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。综合上述现象，答案选D项。
【课后精练】
1．（2022·山西运城·高三开学考试）甲烷与氯气在光照下发生反应：。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A．中子数为2的氢原子：B．分子的电子式：
C．HCl分子的结构式：H—ClD．分子的空间填充模型：
【答案】C
【详解】
A．质子数为1，中子数为2的氢原子的质量数为3，原子符号为，故A错误；
B．一氯甲烷为共价化合物，电子式为，故B错误；
C．氯化氢是含有共价键的共价化合物，结构式为H—Cl，故C正确；
D．甲烷的空间构型为正四面体形，空间填充模型为，故D错误；
故选C。
2．中科院研究所首次实现了CO2催化加氢制取汽油。CO2转化过程示意图如图所示：
下列说法不正确的是
A．多功能催化剂可提高H2的转化率
B．汽油主要是C5～C11的烃类混合物
C．a的一氯代物有4种
D．图中aA和b互为同系物
【答案】
【详解】
多功能催化剂只能影响化学反应的速率，不能提高H2的转化率，A项错误。
3．（2022·江西江西·模拟预测）一种调味香精是由M、N、Q三种物质组成的混合物(结构如图所示)。下列关于三种物质的说法错误的是
A．互为同分异构体
B．所有碳原子均不可能处于同一平面
C．等质量的三种物质分别与足量反应，消耗的质量相同
D．与HBr发生加成反应均只能生成一种产物
【答案】D
【详解】
A．三种物质分子式相同、结构不同，互为同分异构体，选项A正确；
B．三种物质均含有饱和碳，所有碳原子均不可能处于同一平面，选项B正确；
C．三种物质分子中均含一个碳碳双键，且相对分子质量相同，故等质量的三种物质最多消耗的质量相同，选项C正确；
D．所含碳碳双键均不对称，与HBr发生加成反应均能生成两种产物，选项D错误；
答案选D。
4．（2022·全国·高三专题练习）0.1ml某链状烷烃完全燃烧生成13.44LCO2(已换算成标准状况下)，下列说法正确的是
A．该烷烃的分子式为C6H12
B．该烷烃的同分异构体有6种
C．1ml该烷烃完全燃烧需要消耗9.5mlO2
D．同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同
【答案】C
【详解】
A．0.1ml某链状烷烃完全燃烧生成13.44LCO2(已换算成标准状况下)，反应产生CO2的物质的量n(CO2)==0.6ml，则烷烃分子中含有的C原子数目为N(C)==6，根据烷烃分子式通式CnH2n+2可知：当n=6时，H原子数目为14，故该烷烃分子式是C6H14，A错误；
B．根据选项A分析可知烷烃分子式为C6H14，其可能的同分异构体为CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、、，共5种不同结构，B错误；
C．该烷烃分子式是C6H14，其完全燃烧方程式为：2C6H14+19O212CO2+14H2O，2ml物质完全燃烧消耗19mlO2，则1ml该烷烃完全燃烧需要消耗9.5mlO2，C正确；
D．乙烯和甲烷中氢的质量分数不同，所以相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧生成的水的质量不同，D错误；
故合理选项是C。
5．（2022·全国·高三专题练习）关于分子式为C2H6的烃A与分子式为C5H12的烃B，下列说法错误的是
A．A与B一定互为同系物
B．A与B完全燃烧的产物相同
C．A与B分子中含有的－CH3个数一定相同
D．二者的化学性质相似
【答案】C
【详解】
A． C2H6为乙烷，C5H12为戊烷，二者结构相似，组成上差3个CH2，互为同系物，故A正确；
B． 二者含有的元素相同，都是C、H，则A与B完全燃烧的产物相同，都是二氧化碳和水，故B正确；
C． 乙烷含有2个甲基，戊烷有三种同分异构体，分别为正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3，异戊烷、新戊烷，则A与B分子中含有的-CH3个数不一定相同，故C错误；
D． 同系物结构相似，化学性质相似，乙烷与戊烷互为同系物，二者结构相似，所以它们的化学性质也相似，故D正确；
故选C。
6．工业上可由乙苯制苯乙烯：
＋H2↑
下列说法错误的是( )
A．乙苯不能与溴水反应，而苯乙烯能
B．苯乙烯在一定条件下能发生加聚反应
C．苯乙烯和乙苯在一定条件下都能和氢气发生加成反应
D．可用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙苯和苯乙烯
【答案】D
7．（2022·全国·高三专题练习）下列有关烷烃的叙述错误的是
A．烷烃分子中，所有的化学键都是单键
B．分子通式为的烃一定是烷烃
C．正丁烷和异丁烷分子中共价键数目相同
D．甲烷和乙烷各有一种结构，丙烷和丁烷各有两种不同的结构
【答案】D
【详解】
A． 烷烃分子中碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和，无论是碳碳键还是碳氢键都是单键，故A正确；
B．因分子通式CnH2n+2中氢原子已达完全饱和，因此符合通式CnH2n+2的烃一定是烷烃，故B正确；
C． 正丁烷和异丁烷分子中共价键数目相同，CnH2n+2分子中共价键的数目为3n+1，只与碳原子数有关，正丁烷和异丁烷分子中共价键数目均为13，故C正确；
D． 甲烷和乙烷、丙烷各有一种结构，丁烷有两种不同的结构，故D错误；
故选D。
8．（2022·全国·高三专题练习）关于有机化合物中碳原子的成键特点，下列叙述不正确的是
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单键，又可以形成双键或三键
D．多个碳原子之间可以结合成碳链(可以带有支链)，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架
【答案】B
【详解】
A．碳原子最外层有4个电子，碳原子与碳原子、其他原子(如氢原子)形成4个共价键达到稳定结构，故A正确；
B．常温下碳原子性质不活泼，故B错误；
C．碳原子之间成键方式具有多样性，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形成双键、三键，故C正确；
D．碳原子最外层有四个电子，碳原子之间可以形成稳定的单键，又可以形成稳定的双键和三键，不仅可以形成碳链，还可以形成碳环，且多个碳原子可以形成长度不同的链、支链及环，且链、环之间又可以相互结合，故D正确；
答案选B。
9．（2022·上海市杨浦高级中学高三阶段练习）如图所示，试管中装有用排饱和食盐水法收集的体积Cl2和体积CH4，强光照射，充分反应后，试管中不会出现
A．气体压强变大B．气体颜色变浅C．白雾D．液滴
【答案】A
【分析】
甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和HCl，根据不同性质进行分析；
【详解】
A．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3++Cl2CCl4+HCl，其中CH4、Cl2、CH3Cl、HCl为气体，其余为液体，因此该反应为气体压强减小的反应，故A符合题意；
B．氯气为黄绿色气体，其余均为无色，因此气体颜色变浅，故B不符合题意；
C．因产生氯化氢，氯化氢遇水变为小液滴，有白雾产生，故C不符合题意；
D．二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷均为无色液体，因此会出现小液滴，故D不符合题意；
答案为A。
10．（2022·福建省福州第一中学模拟预测）甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(“·”表示电子)：
①Cl22Cl·(慢反应)
②CH4+Cl·→·CH3+HCl(快反应)
③·CH3+Cl2→CH3Cl+Cl·(快反应)
④·CH3+Cl·→CH3Cl(快反应)
下列说法不正确的是
A．上述过程中总反应的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B．光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快
C．根据反应④推测会发生反应·CH3+·CH3→CH3CH3
D．反应①是释放能量的反应
【答案】D
【详解】
A．由反应历程可知，甲烷与氯气在光照条件下发生的反应为甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，则总反应方程式为，选项A正确；
B．光照的主要作用是破坏氯气分子中的共价键，形成氯原子，促进反应①的进行从而使总反应速率加快，选项B正确；
C．根据反应④·CH3+Cl·→CH3Cl推测，有·CH3参与反应，则可以为两个·CH3反应，会发生反应·CH3+·CH3→CH3CH3，选项C正确；
D．反应①是吸收能量、破坏氯气分子中的共价键形成氯原子的过程，选项D不正确；
答案选D。
11．下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是
A．甲烷与氯气混合后在光照条件下反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷
C．将苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成；乙烯与水生成乙醇
D．在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯自身生成聚乙烯的反应
【答案】C
【详解】
A项，分别属于取代反应、氧化反应；B项，都属于加成反应；C项，分别属于取代反应、加成反应；D项，分别属于物理变化(萃取)、加聚反应。
12．（2022·陕西陕西·三模）一种有机物的结构简式如图所示。关于该有机物的说法正确的是
A．所有原子可以在同一平面上
B．该有机物的分子式是C11H8O5
C．该有机物含有四种官能团
D．1ml该有机物能与3mlNaOH发生反应
【答案】B
【详解】
A．结构中-CH2OH上的C原子形成单键是四面体碳原子，所有原子不能在同一平面上，A项错误；
B．该有机物分子式是C11H8O5，B项正确；
C．图示结构中含有羧基、羟基和碳碳叁键3种官能团，C项错误；
D．图示结构中只有羧基能与NaOH反应，因此1ml该有机物能与2mlNaOH发生反应，D项错误；
答案选B。
13．（2022·河南·高三阶段练习）生活因化学更美好。下列对化学物质在生活中的用途的知识解读正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【详解】
A．高锰酸钾溶液具有强氧化性可以吸收乙烯，用作水果保鲜剂，A正确；
B．烘焙面包利用的是小苏打受热易分解产生，B错误；
C．石灰石的主要成分是，属于盐类，C错误；
D．镁铝合金密度小、强度高、耐腐蚀，D错误；
故选A。
14．（2022·河北邯郸·高三开学考试）科技助力冬奥，各种材料大放异彩。下列材料的主要成分不属于有机高分子材料的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【分析】有机高分子材料包括天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。
【详解】
A．聚氨酯材料属于合成有机高分子材料，A错误；
B．聚硅氮烷树脂属于合成有机高分子材料，B错误；
C．木质材料属于天然有机高分子材料，C错误；
D．石墨烯属于无机非金属材料，D正确；
故选D。
15．有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是
A．煤和水煤气均是二次能源
B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D．B为甲醇或乙酸时，原子利用率均可达到100%
【答案】D
【详解】
煤属于一次能源，A项错误；苯、甲苯等是煤干馏过程中生成的物质，B项错误；干馏是在隔绝空气的条件下进行的，否则，煤就会在空气中燃烧，C项错误；水煤气的成分是CO、H2，当二者按物质的量之比为1∶2反应时可得到甲醇，当二者按物质的量之比为1∶1反应时可得到乙酸，D项正确。
16．下列各项物质使用一种试剂就能鉴别出来的是
A．苯、甲苯、己烯 B．甲苯、己烯、四氯化碳
C．己烯、汽油、苯 D．苯、甲苯、二甲苯
【答案】B
【详解】
B项可用溴水鉴别，甲苯萃取溴后分层，上层为橙红色；己烯使溴水褪色；四氯化碳萃取溴后分层，下层为橙红色。
17．石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料。
(1)写出下列石油加工的方法：①___________，②____________，③________。其中属于化学变化的是________(填序号)。
(2)下列物质中沸点最高的是________。
a．汽油 b．煤油 c．柴油 d．重油
(3)裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是______________。
【答案】
(1)分馏 裂化 裂解 ②③
(2)d
(3)裂化汽油中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，使溴的四氯化碳溶液褪色
18．ABS合成树脂的结构简式如图所示：
则合成这种树脂的单体为______________、______________、__________，反应类型为____________。
【答案】CH2==CH—CN CH2==CH—CH==CH2 加聚反应
19．现有CH4、C2H4、C2H6三种有机物：
(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。
(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是________。
(3)等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是________，生成水最多的是________。
(4)在120 ℃、1.01×105 Pa时，上述三种有机物中两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积都没有发生变化，这两种气体是________。
【答案】(1)CH4 (2)C2H6 (3)C2H4 CH4 (4)CH4、C2H4
【详解】
(1)等质量的烃CxHy完全燃烧时，氢元素的质量分数越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6中的eq \f(y,x)的值依次为4、2、3，CH4中H元素的质量分数最大，故甲烷消耗O2最多。
(2)同状况、同体积的三种气体，其物质的量相等，等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，(x＋eq \f(y,4))的值越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6的(x＋eq \f(y,4))的值依次为2、3、3.5，故C2H6消耗O2最多。
(4)在120 ℃、1.01×105 Pa时，烃燃烧生成的水是气态，设烃的平均组成为CxHy，则：CxHy＋(x＋eq \f(y,4))O2eq \(――→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq \f(y,2)H2O，燃烧反应前后气体体积没有变化，则反应前后气体的化学计量数之和相等，故1＋(x＋eq \f(y,4))＝x＋eq \f(y,2)，解得y＝4，即满足H原子数目为4即可，故这两种气体为CH4、C2H4。甲烷
乙烯
苯
结构式
结构特点
烷烃分子中碳原子间以单键结合成链状，剩余的价键被氢原子“饱和”
含碳碳双键的不饱和烃
碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的键
空间结构
正四面体
平面形
平面正六边形
物理性质
无色气体，难溶于水，密度比空气的小
无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小
无色、有特殊气味的液体，不溶于水，密度比水小
通式
CnH2n＋2(链状烷烃，n≥1)
结构
链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列；碳原子间以单键相连，其余价键均被氢原子饱和。
特点
一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构；1 ml CnH2n＋2含共价键的数目是(3n＋1)NA。
物理性质
密度：随着分子中碳原子数的增加而增大，但都小于水的密度；
熔、沸点：随分子中碳原子数的增加而升高；
状态：气态→液态→固态，碳原子数小于5的烷烃常温下呈气态。
化学性质
取代反应；氧化反应(燃烧)；分解反应(高温裂解)。
电子式
用“eq \a\vs4\al\c1(·)”或“×”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
结构简式
CH2==CH2
结构式的简便写法，着重突出结构特点(官能团)
球棍模型
小球表示原子，短棍表示价键(单键、双键或叁键)
填充模型
用不同体积的小球表示不同大小的原子
方法
过程
目的
分馏
把原油中沸点不同的各组分进行分离的过程
获得各种燃料用油
催化裂化
把相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃
得到更多、更好的汽油
裂解
深度裂化，产物呈气态
得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的化工原料
加聚产物
方法
单体
CH2==CH2
溶解性
高分子通常难溶于水，即使在适当的有机溶剂中溶解得也很缓慢，或者只有一定程度的溶胀
热塑性、热固性
有些高分子(如聚乙烯)具有热塑性，即受热时会变软、流动，受冷时又硬化，可通过加热、受冷反复塑造；有些高分子(如酚醛塑料，俗称“电木”)则具有热固性，即受热时不会变软而只能被裂解，因此不能通过加热、受冷反复塑造
绝缘性
高分子中的原子之间一般是以共价键结合的，因此高分子通常不导电，是很好的绝缘材料
选项
生活中的用途
知识解读
A
浸泡过溶液的硅土用作水果保鲜剂
溶液具有强氧化性
B
面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
小苏打受热稳定、不易分解
C
用石灰石处理酸性废水
石灰石属于强碱，具有碱性
D
镁铝合金用于制作阳台门窗
镁铝合金密度大、强度高、耐腐蚀
A．速滑服中的聚氨酯材料
B．冬奥火炬“飞扬”中的聚硅氮烷树脂
C．滑雪板板心木质材料
D．颁奖礼仪服装内胆材料——石墨烯