1、第32讲最简单的有机化合物甲烷一、选择题1.下列各图常用来说明甲烷的分子结构，哪一种与其真实存在状况相差较大() H HA甲烷分子结构示意图 B甲烷分子电子式 C球棍模型 D比例模型2.1 mol甲烷和1 mol氯气混合，在紫外线作用下可以发生反应，则生成的含氯有机物是()A只有CH3Cl B只有CH2Cl2C只有CHCl3 D多种氯代物3.某烃的一种同分异构体只能生成一种氯代烃，该烃的分子式可以是()AC3H8 BC4H10CC5H12 DC6H144.分子式是C3H6Cl2的有机物，若再有一个H原子被Cl原子取代，则生成的C3H5Cl3有两种同分异构体，则原有机物C3H6Cl2应该是()A
2、1,3二氯丙烷 B1,1二氯丙烷C1,2二氯丙烷 D2,2二氯丙烷5.(2011新课标全国卷)分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)()A6种 B7种C8种 D9种6.根据下表中烃的分子式排列规律，判断空格中烃的同分异构体数目是()12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A.3 B4C5 D67.下图中的小球代表碳原子，棍代表碳碳单键，每个碳原子的剩余价键全部跟氢原子结合，则两分子的关系为()A同系物 B同分异构体C同位素 D同素异形体二、填空题8.(1)写出下列物质的结构简式：2,4二甲基3乙基庚烷_。3,4二甲基5,5二乙基辛烷_。(2
3、)CH3CHCH3CH2CHCH3CH2CH2CH3命名：2,4二甲基庚烷。9.写出下列各烷烃的分子式。(1)同温同压下烷烃A蒸气的密度是H2的36倍：C5H12。(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子：C99H200。(3)1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L水蒸气：C14H30。(4)分子中含有22个共价键的烷烃：C7H16。 10.沼气的主要成分是CH4，还有少量CO2、H2S等。下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气，收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实验：如图中甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶
4、中充满水；丙瓶内盛有X溶液；丁为量筒。(1)按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其正确的顺序是：(填接口序号)adecbf。(2)丙瓶内盛有的X溶液为B(填序号)。A浓氨水 BNaOH溶液CCuSO4溶液 D盐酸(3)若要验证CH4中含有H2S气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中可盛的试剂可能是C(填序号)。A浓氨水 BNaOH溶液CCuSO4溶液 D盐酸(4)已知1000 mL(标准状况)甲烷完全燃烧生成二氧化碳、液态水，放出39.75 kJ的热量，则1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为890.4 kJ，该反应的热化学方程式为_。 11.利用甲烷与氯气
5、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。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据要求填空：(1)B装置有三种功能：控制气流速度；让气体混合均匀；干燥混合气体。(2)设V(Cl2)/V(CH4)x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x的取值范围是大于或等于4。(3)D装置中的石棉上均匀附着KI粉末，其作用是吸收过量的氯气。(4)E装置的作用是CD(填编号)。A收集气体 B吸收氯气C防止倒吸 D吸收氯化氢(5)装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为分液。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是AB(填编号)。ACH4
6、BCH3ClCCH2Cl2 DCHCl3ECCl4第32讲1B解析：甲烷分子为正四面体构型，碳原子位于四面体的中心，四个氢原子位于四面体的顶点上。2D解析：甲烷和氯气的取代反应，并非一步反应完成后再发生第二步反应，而是四步反应同时发生，因此甲烷和氯气发生取代反应时，生成的有机产物是多种氯代烃，在解题过程中很容易错选A。3C解析：C3H8的结构简式为CH3CH2CH3，它的一氯代物有2种，C4H10有两种同分异构体，这两种烃的一氯代物均有2种结构。C5H12有3种同分异构体，它们的一氯代物分别有3种、4种和1种。据此可想象，如果再增加一个CH2原子团，就不会存在一氯代物只有一种的C6H14。4A
7、解析：C3H6Cl2中的6个H应为2种不同类型的H，因此用一个Cl原子取代即可形成2种同分异构体，即CH2ClCH2CH2Cl。5C解析：C5H11Cl属于氯代烃，若主链有5个碳原子，则氯原子有3种位置，即1氯戊烷、2氯戊烷和3氯戊烷；若主链有4个碳原子，此时甲基只能在2号碳原子上，而氯原子有4种位置，分别为2甲基1氯丁烷、2甲基2氯丁烷、3甲基2氯丁烷和3甲基1氯丁烷；若主链有3个碳原子，此时该烷烃有4个相同的甲基，因此氯原子只能有一种位置，即2,3二甲基1丙烷。综上所述分子式为C5H11Cl的同分异构体共有8种。6A解析：根据题目中给出的烃的分子式，可以发现碳原子数是依次递增的，而氢原子每
8、两组是以差值为4的等差数列递增的规律，从而推出空格处分子式应为C5H12，其同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种结构，分别为CH3(CH2)3CH3、CH3CHCH3CH2CH3、C(CH3)4。本题考查学生发现规律的能力，同时也考查碳链异构，写出碳链异构是书写同分异构体的重要基础之一，一般掌握7个碳原子的碳链异构就可以了。7B解析：由图示可知二者的分子式均为C4H10，但结构不同，故互为同分异构体。而同系物的分子式必然不同，同位素的研究对象是核素，同素异形体的研究对象为单质。8(1)CH3CHCH3CHC2H5CHCH3CH2CH2CH3CH3CH2CHCH3CHCH3CC2H5C2H5C
9、H2CH2CH3(2)2,4二甲基庚烷9(1)C5H12(2)C99H200(3)C14H30(4)C7H16解析：(1)由阿伏加德罗定律可知，故M(烷烃A)72，又由烷烃的通式CnH2n2，可求得n5，故A为C5H12。(2)由烷烃通式CnH2n2，可得2n2200，即n99，故B为C99H200。(3)由烷烃的燃烧通式CnH2n2(g)O2nCO2(n1)H2O(g)1 L (n1) L1 L 15 L故n14，也就是说烷烃D为C14H30。(4)由烷烃通式CnH2n2可知，其中含有CH键2n2个，CC键(n1)个。故CnH2n2所含共价键总数为3n1，所以有3n122，即n7。该烷烃的分
10、子式为C7H16。10(1)decb(2)B(3)C(4)890.4 kJCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.4 kJ/mol解析：(1)(2)从题目所给实验装置看：应用甲装置产生甲烷考虑到CH4中混有CO2、H2S等酸性杂质气体，可先用碱液除杂，然后排水、量水，利用量筒中水的体积计算CH4的体积，由此计算出CH4的体积分数。(3)要验证CH4中混有H2S气体，选取的试剂与CH4不反应，但能和H2S反应，并有明显的实验现象，故选CuSO4溶液。(4)1 mol CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量为：890.4 kJ，所以甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)2O2(g
11、)=CO2(g)2H2O(l)H890.4 kJ/mol。11(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)分液AB解析：(1)由于生成的Cl2中有挥发的H2O，故浓H2SO4的另一作用是吸水干燥Cl2。(2)由CH4Cl2CH3ClHCl；CH42Cl2CH2Cl22HCl；CH43Cl2CHCl33HCl；CH44Cl2CCl44HCl。所以V(Cl2)/V(CH4)4时生成氯化氢最多，故x4。(3)过量的氯气进入D装置，发生反应：Cl22KI=2KClI2，所以D装置可以吸收过量的Cl2。(4)E为防倒吸装置，烧杯中含H2O，可吸收HCl。(5)盐酸与有机物不互溶，故可用分液法，尾气为气体，故尾气成分是多余的CH4和产物CH3Cl。