1、化学人教版高中必修2人教课标版高中化学必修2第三章第一节最简单的有机化合物甲烷同步练习新人教版化学必修2强化训练与详解-最简单的有机物甲烷5分钟训练(预习类训练，可用于课前)1.下列说法正确的是( )A.有机物的水溶液都不导电 B.有机物都易燃烧C.有机物只能从有机体中获取 D.有机物都含有碳元素解析：CH3COOH是弱电解质，其溶液能导电，A项不正确；CCl4不能燃烧，B项错误；有些有机物是可以进行合成的，如尿素，C项不正确。答案：D2.在一定条件下，可与甲烷发生反应的是( )A.氧气(光照) B.氯气(加热)C.高锰酸钾酸性溶液(常温) D.浓硫酸(常温)解析：常温下甲烷性质稳定，与浓硫酸
2、、高锰酸钾酸性溶液不发生反应。常温和光照条件下，氧气不能与甲烷发生反应。加热条件下氯气能与甲烷发生反应。答案：B3.下列五种烃：CH3CH2CH(CH3)2 CH3C(CH3)3 丙烷 戊烷 CH3CH(CH3)2，其沸点按由高到低的顺序排列正确的是( )A. B. C. D.解析：方法一：烷烃的沸点，一般来说具有不同C原子数的烷烃，C原子数越多沸点越高；具有相同C原子数的烷烃，分子结构越趋于链状(支链越少)沸点越高，趋于球形(支链越多)沸点越低。方法二：所列五种烷烃，戊烷沸点最高，应排在第一位，可排除A、B、C三项。答案：D4.下列物质中互为同分异构体的是( )A.与B.O2与O3C.与D.
3、 与解析：同分异构体是具有相同分子式但分子结构不同的化合物的互称；同位素是具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同原子的互称；同素异形体是由同种元素组成的不同单质的互称。故A项为同位素，B项为同素异形体，C项为同系物。答案：D5.写出下列各烷烃的分子式。(1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍_。(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子_。解析：烷烃的分子组成通式为CnH2n+2。Mr(A)=DMr(H2)=14n+2即n=5。2n+2=200，即n=99。答案：(1)C5H12 (2)C99H20010分钟训练(强化类训练，可用于课中)1.已知甲烷分子中的氢原子可被其他原子或原子团代
4、替，如甲烷分子中的氢原子被氯原子取代可得到四种物质：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，这四种产物的结构能充分说明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构的是( )A.CH3Cl只有一种结构 B.CH2Cl2只有一种结构C.CHCl3只有一种结构 D.CCl4只有一种结构解析：甲烷分子中有四个等同的CH键，在空间可能有两种对称分布，正四面体结构和平面正方形结构。本题可用“反证法”，假设甲烷是正方形的平面结构，CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种结构，不能从它们只有一种结构说明不是正方形的平面结构；而CH2Cl2分子里的五个原子若在同一平面上，应有两种结构
5、：和，只有甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，CH2Cl2才能只有一种结构。答案：B2.若甲烷与氯气以物质的量之比13混合，在光照下得到的产物：CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4，其中正确的是( )A.只有 B.只有C.的混合物 D.的混合物解析：甲烷和氯气在光照下，会发生四步取代反应，而反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的，即使甲烷和氯气的物质的量之比是11的情况，也不会仅生成CH3Cl，因为一旦生成CH3Cl后，CH3Cl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，直到分子中氢原子都被取代完，因此其产物不是纯净的CH3Cl。题设甲烷与氯气以物质的量之比13混
6、合，则四步取代反应都可能发生。答案：D3.下列各对物质中属于同分异构体的是( )A.12C和14CB.金刚石和石墨C.与D. 与解析：选项A和B不是化合物，均不能称为同分异构体。选项A是表示碳的两种同位素，选项B是表示碳元素的两种同素异形体，选项C中两种结构简式表示同一种物质，因为该分子的结构是以碳原子为中心的四面体构型。选项D符合同分异构体的三个要求。答案：D4.丁烷(C4H10)失去1个氢原子后得到丁基(C4H9)，丁基的结构共有( )A.2种 B.3种 C.4种 D.5种解析：丁烷(C4H10)有两种结构：CH3CH2CH2CH3和，它们分子中各有两种氢原子，因此失去1个氢原子后得到的丁
7、基(C4H9)的结构共有4种。答案：C5.我国已启动的“西气东输”工程是为了_，其中的“气”是指_气，其主要成分的分子式是_，电子式为_，结构式为_；分子里各原子的空间分布呈_结构。最适于表示分子空间构型的模型是_，能最真实地反映分子形状的模型是_。答案：改善我国东部的能源结构 天然 CH4 正四面体 球棍模型 比例模型6.(1)在通常情况下，甲烷的化学性质_，它与高锰酸钾等_不反应，即_(填“能”或“不能”)使高锰酸钾酸性溶液褪色；也不与_或_反应；但在一定条件下，甲烷能发生_、_等反应。(2)写出在光照条件下，甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程式：_。答案：(1)比较稳定 强氧化剂
8、 不能 强酸 强碱 氧化 取代(2)CH4+Cl2CH3Cl+HCl7.分子式为C8Hm的烷烃，m值等于_；分子式为CnH22的烷烃，n值等于_；相对分子质量为212的烷烃的分子式为_。解析：由烷烃的通式CnH2n+2可知：m=18；n=10；因12n+2n+2=212，故相对分子质量为212的烷烃分子中的碳原子n=15，即分子式为C15H32。答案：18 10 C15H3230分钟训练(巩固类训练，可用于课后)1.天然气根据成分不同分为贫气和富气，贫气中甲烷的含量较多，富气中乙烷、丙烷、丁烷的含量相对高一些。若要将它们液化，下列说法正确的是( )A.贫气易液化 B.富气易液化C.二者液化条件
9、相同 D.加压、降温均有利于两者液化解析：贫气和富气沸点都很高，都不易液化，只有加压、降温才有利于两者液化。答案：D2.近年来，一些大城市的部分公交车改用天然气作为燃料，这样做的主要目的是( )A.加大发动机动力 B.降低成本C.减少对空气的污染 D.减少二氧化碳的排放量解析：天然气的主要成分为甲烷，燃烧比较充分，可以减少对空气的污染。答案：C3.下列关于甲烷的说法不正确的是( )A.甲烷分子具有正四面体结构B.甲烷分子中的四个CH键是完全等价的C.甲烷分子是平面正方形结构D.甲烷分子的结构式是解析：甲烷分子具有空间正四面体结构而非平面正方形结构。答案：C4.煤气的主要成分是CO、H2。把一套
10、以煤气为燃料的灶具(如煤气灶)改为以天然气为燃料时，灶具应作相应调整，正确的方法是( )A.两种气体进入量都减小B.增大空气的进入量或减小天然气的进入量C.两种气体进入量都增大D.减小空气进入量或增大天然气的进入量解析：三种气体燃烧的化学方程式分别为：2H2+O22H2O2CO+O22CO2CH4+2O2CO2+2H2O可以看出，等体积的H2、CO、CH4分别完全燃烧，CH4的耗氧量最大，故若煤气灶改以天然气为燃料时，需增大空气进入量或减小天然气的进入量。答案：B5.甲烷和氯气以物质的量比11混合，在光照条件下，得到的产物是( )CH3Cl、Cl2 CH2Cl2 CHCl3 CCl4A.只有
11、B.和的混合物C.只有 D.的混合物解析：甲烷和氯气按等物质的量反应，而不可能是1个甲烷分子与1个氯分子的反应，所以无论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物。答案：D6.下列气体在空气中充分燃烧后，其生成物既可使无水CuSO4变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊的是( )A.CO B.CH4 C.H2 D.H2S解析：在空气中充分燃烧后，其生成物既可使无水CuSO4变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊，说明该物质中有C、H两种元素，燃烧后生成CO2和H2O。答案：B7.在同一系列中，所有同系物都具有( )A.相同的相对分子质量 B.相同的物理性质C.相似的化学性质 D.相同的最简式解析：同系物分子组
12、成上相差一个或若干个CH2原子团，因此，同系物的相对分子质量应相差14的整数倍，物理性质随碳原子数的增加呈现规律性的变化；同系物中碳、氢原子个数比不一定相同，即同系物的最简式不一定相同；对于同系物的化学性质，由于同系物的结构相似，所以，同系物的化学性质相似。答案：C8.对有机物的结构理解，要以立体几何知识为依托，重点理解有机物分子中的价键在空间的分布，注意有机物结构式或结构简式的书写仅表示原子连接的次序，不代表有机物的空间结构。烷烃的结构可从甲烷的立体结构拓展想象，如乙烷(CH3CH3)可认为是甲烷分子中的一个氢原子被CH3取代形成的。三个碳原子以上的烷烃分子中的碳原子呈锯齿形，可能共平面，但
13、不可能共直线。结构类的试题常考查原子共面问题和同分异构体数目的判断。如甲烷分子中最多可有_个氢原子与碳原子共平面，CH4,C3H8,C4H10,C5H12四种烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，此种烃可以是_。解析：甲烷分子中最多可有两个氢原子与碳原子共平面，CH4的一氯代物有一种，C5H12同分异构体中的一氯代物也只有一种。答案：2 9.下列各组物质：金刚石和C60 H2、D2和T2 235U和238U CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 乙烷和己烷 CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3中，互为同位素的是(填序号，下同)
14、_，互为同素异形体的是_，互为同系物的是_，属于同一物质的是_。解析：互为同位素的是235U和238U，互为同素异形体的是金刚石和C60，互为同系物的是乙烷和己烷，属于同一物质的是CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3。答案： 10.目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分为CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下：2CO+O22CO2，2H2+O22H2O，CH4+2O2CO2+2H2O根据以上化学方程式判断，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消
15、耗空气体积较大的是_。因此燃烧管道煤气的灶具如需改燃天然气，灶具的改进方法是_进风口(填“增大”或“减少”)，如不作改进可能产生的不良后果是_，管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：乙烷丙烷丁烷熔点-183.3-189.7-138.4沸点-88.6-42.1-0.5试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是_。答案：天然气 增大 不能充分燃烧，生成有毒的CO 丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅11.烷烃完全燃烧都可以生成CO2和H2O。现以甲烷、乙烷、丙烷三种物质燃烧为例，进行燃烧分析。(1)取等物质的量的三
16、种物质，在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是_，生成H2O最多的是_，消耗O2最多的是_。由此可以得出结论：等物质的量的烷烃完全燃烧，生成CO2、H2O以及消耗O2的量随着_的增多而变大。(2)取等质量的三种物质，在O2中完全燃烧，生成CO2最多的是_，生成H2O最多的是_，消耗O2最多的是_。由此可以得出结论：等质量的烷烃完全燃烧，生成CO2的量随着_的增大而变大，生成水的量随着_的增大而变大，消耗O2的量随着_的增大而变大。答案：(1)丙烷 丙烷 丙烷 分子中碳原子数 (2)丙烷 甲烷 甲烷 分子中碳的质量分数 分子中氢的质量分数 分子中氢的质量分数12.美籍埃及人泽维尔用激光闪烁照相机拍
17、摄到化学反应中化学键断裂和形成的过程，因而获得1999年诺贝尔化学奖。激光有很多用途，例如波长为10.3 m的红外激光能切断B(CH3)3分子中的一个BC键，使之与HBr发生取代反应：B(CH3)3+HBrB(CH3)2Br+CH4而利用9.6 m的红外激光却能切断两个BC键并与HBr发生二元取代反应。(1)试写出二元取代反应的方程式_。(2)利用5.6 g B(CH3)3和9.72 g HBr正好完全反应，则生成物中除甲烷以外，其他两产物的物质的量之比为多少？解析：(1)B(CH3)3+2HBrB(CH3)Br2+2CH4(2)nB(CH3)3=0.1 moln(HBr)=0.12 mol设
18、生成B(CH3)2Br的物质的量为a，B(CH3)Br2的物质的量为b，则：nB(CH3)2BrnB(CH3)Br2=41答案：(1)B(CH3)3+2HBrB(CH3)Br2+2CH4(2)4113.右图是研究甲烷取代反应实验装置图，具体的实验方法是:取一个100 mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20 mL CH4和80 mL Cl2，进行实验。(1)若研究甲烷与氯气的取代反应，还需要的条件是_。(2)若将如图所示装置放在光亮的地方，等待片刻，观察到的现象是_。(3)若将如图所示装置放在强光下照射会有_(填可能发生的不良后果)。(4)若量筒中的甲烷和氯气的量比较大，放在光亮的地方足
19、够长的时间，除看到(2)的现象外，还能看到的现象是_。解析：CH4与Cl2反应需光照条件。由于生成油状的CH2Cl2等，故会在量筒壁上出现油状液滴。生成的HCl溶于水，故水面会上升。CH4与Cl2遇强光会发生爆炸。由于HCl溶于饱和食盐水，c(Cl-)增大，故会产生浑浊现象(即析出固体NaCl)。答案：(1)光照(2)可以观察到量筒壁上出现油状液滴，量筒内水面上升(3)爆炸(4)水槽中的饱和食盐水变浑浊14.目前，从自然界发现的和人工合成的有机物已经超过2 000万种，远远多于无机物。其主要原因如下：(1)有机化合物都含有C元素，碳原子最外层有_个电子，每个C原子可以与C原子或其他元素的原子形
20、成_个共价键，这些共价键可能是_、_或_。(2)多个C原子可以相互结合成_或_，而分子式相同的分子，其结合方式也有可能不同。如4个C原子相互以单键结合的方式就有4种，请在下列方框中画出其他3种结合方式：解析：有机物的多样性，根本原因在于C可形成多种化学键以及C原子的多种连接方式。答案：(1)4 4 单键 双键 三键 (2)碳链碳环 (其他合理形式亦可)15.“西气东输”工程，是指将西部新疆塔里木盆地的天然气输送到上海以及整个长江三角洲地区的工程。我国西部蕴藏着22.4万亿立方米的天然气资源，约占全国陆上天然气资源总量的60。我国东部地区发展速度快，能源及化工原料供应紧缺，对优质清洁的天然气需求
21、强烈。天然气在燃烧过程中几乎没有烟尘，有害气体的排放量大大低于石油和煤，是一种十分有发展前景的优质清洁能源。按目前西气东输的规划方案，每年120亿立方米的供气量，可代替几千万吨的煤，天然气在能源消费中的比例将由2.1上升到4。另外，天然气可加工成油墨及橡胶制造业所需要的炭黑(颗粒很小的高纯碳)、乙炔(C2H2)、工业溶剂等。请完成下列问题：(1)天然气的主要成分是什么?(2)为什么说天然气是一种清洁能源?(3)天然气是如何生产炭黑、乙炔(C2H2)、工业溶剂的?试用化学方程式表示。(4)天然气在使用过程中应注意什么事项?(5)查阅资料后回答天然气是如何形成的。解析：天然气的主要成分是甲烷。由于
22、它燃烧时不产生烟尘，主要产物是水和二氧化碳，其他有害气体少，故属于清洁能源。甲烷虽然很稳定，但在隔绝空气加热到1 000 以上时，也会分解成炭黑和氢气。两分子甲烷在有催化剂存在的条件下，可转化成乙炔和氢气。甲烷的氯代产物中三氯甲烷(俗称氯仿)和四氯甲烷(俗称四氯化碳)属于重要的工业溶剂。由于天然气易燃易爆，故在使用时要注意防火灾、防爆炸、防泄漏等。有关天然气的形成等知识，可查阅文献、科普杂志、有机化学教材等，也可利用上网搜索的方式查阅。答案：(1)主要成分是CH4(甲烷) (2)燃烧时几乎没有烟尘，有害气体的排放量非常少(3)CH4C+2H22CH4C2H2+3H2CH4+3Cl2CHCl3+3HCl或CH4+4Cl2CCl4+4HCl(4)防火、防爆炸、防泄漏(5)天然气是由动植物残体在隔绝空气的情况下，经过某些微生物发酵的作用而生成的
