PAGE7-第1課時(shí)有機(jī)化合物的性質(zhì)1.二氟甲烷(CH2F2)是性能優(yōu)異的環(huán)保產(chǎn)品,它可替代某些會(huì)破壞臭氧層的“氟里昂”產(chǎn)品,用作空調(diào)、冰箱和冷凍庫(kù)的制冷劑。對(duì)二氟甲烷的敘述正確的是()A.只有1種結(jié)構(gòu) B.屬于烴C.有2種結(jié)構(gòu) D.為正四面體結(jié)構(gòu)答案A解析甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),其分子中的四個(gè)氫原子是完全等效的,甲烷的二氟代物只有一種,選項(xiàng)A正確;二氟甲烷(CH2F2)不屬于烴,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),其分子中的四個(gè)氫原子是完全等效的,甲烷的二氟代物只有一種,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),碳原子位于正四面體的中心,4個(gè)氫原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn),當(dāng)甲烷分子上的2個(gè)氫原子被氯原子取代后,由于原子之間的相互影響,鍵長(zhǎng)、鍵角都發(fā)生了改變,所以就不再是正四面體結(jié)構(gòu)了,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.古絲綢之路貿(mào)易中的下列商品,主要成分屬于無(wú)機(jī)物的是()A.瓷器B.絲綢C.茶葉D.中草藥答案A解析瓷器是以黏土為主要原料燒制而成的,黏土屬于無(wú)機(jī)非金屬材料;絲綢的主要成分為蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)是含C、H、O、N、S、P等元素的有機(jī)物;茶葉、中草藥的主要成分均為有機(jī)物。故答案為A。3.乙烷與氯氣反應(yīng)得到的有機(jī)產(chǎn)物最多有()A.10種 B.9種 C.8種 D.7種答案B解析乙烷的一氯取代物和五氯取代物取代產(chǎn)物種數(shù)相同,各有1種,二氯取代物和四氯取代物取代產(chǎn)物種數(shù)相同,各有2種,三氯取代物有2種,六氯取代物1種,所以共有9種。4.下列事實(shí)中能證明甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)的是()A.CH3Cl只代表一種物質(zhì)B.CH2Cl2只代表一種物質(zhì)C.CHCl3只代表一種物質(zhì)D.CCl4只代表一種物質(zhì)答案B解析對(duì)于甲烷的正四面體結(jié)構(gòu),因?yàn)槠?個(gè)頂點(diǎn)的位置完全相同,所以它的一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有一種。而假如甲烷是平面正方形結(jié)構(gòu),雖然4個(gè)C—H鍵都完全相同,但4個(gè)角上的氫原子的位置關(guān)系可能相鄰,也可能相間,CH2Cl2應(yīng)有兩種。但事實(shí)上CH2Cl2只有一種結(jié)構(gòu),所以CH2Cl2只代表一種物質(zhì)可說(shuō)明甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)。5.室溫下,下列關(guān)于甲烷與Cl2的取代反應(yīng)所得產(chǎn)物的說(shuō)法正確的是()A.都是有機(jī)物B.都不溶于水C.有一種氣態(tài)物質(zhì),其余均是液體D.除一種物質(zhì)外其余均是四面體結(jié)構(gòu)答案D解析甲烷與Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物中有HCl,HCl不是有機(jī)物,且易溶于水;產(chǎn)物中HCl、CH3Cl是氣態(tài)物質(zhì);除HCl外,其余產(chǎn)物均為四面體結(jié)構(gòu)。6.下列關(guān)于碳原子的成鍵特點(diǎn)及成鍵方式的理解,正確的是()A.飽和有機(jī)物中碳原子不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B.碳原子只能與碳原子形成不飽和鍵C.任何有機(jī)物中氫原子數(shù)目不行能為奇數(shù)D.5個(gè)碳原子之間能夠形成五個(gè)碳碳單鍵答案D解析烷烴中的碳原子都是飽和碳原子,飽和碳原子能發(fā)生取代反應(yīng),故A錯(cuò)誤;碳原子與碳原子可以形成不飽和鍵,如烯烴,也可以形成飽和鍵,如烷烴,故B錯(cuò)誤;有的有機(jī)物分子中含有奇數(shù)個(gè)氫原子,如一氯甲烷、三氯甲烷等,故C錯(cuò)誤;5個(gè)碳原子可以形成碳環(huán),可以帶支鏈,也可以不帶支鏈,兩種狀況都含有5個(gè)C—C單鍵,故D正確。7.寫出下列各烷烴的分子式。(1)烷烴A的分子中含有200個(gè)氫原子:。

(2)烷烴B的分子中含有22個(gè)共價(jià)鍵:。

(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1L氣態(tài)烷烴C完全燃燒時(shí),消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O26.5L:。

(4)1L烷烴D的蒸氣完全燃燒時(shí),生成同溫、同壓下15L水蒸氣:。

(5)烷烴E的蒸氣密度是同溫、同壓下氫氣的22倍:。

答案(1)C99H200(2)C7H16(3)C4H10(4)C14H30(5)C3H8解析(1)依據(jù)烷烴的通式CnH2n+2可得,2n+2=200,則n=99,A的分子式為C99H200。(2)在烷烴分子中,n個(gè)C原子形成(n-1)個(gè)C—C鍵,(2n+2)個(gè)氫原子形成(2n+2)個(gè)C—H鍵,則n-1+2n+2=22,n=7,B的分子式為C7H16。(3)1molCnH2n+2完全燃燒時(shí),消耗O23n+12mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下1LCnH2n+2完全燃燒消耗O23n+12L,則3n(4)烷烴完全燃燒時(shí),1molCnH2n+2生成(n+1)molH2O,同溫、同壓下1LCnH2n+2生成(n+1)L水蒸氣,則n+1=15,n=14,D的分子式為C14H30。(5)由ρ(CnH2n+2)=22ρ(H2)可知,Mr(CnH2n+2)=22Mr(H2),則Mr(CnH2n+2)=44,可推出n=3,即E的分子式為C3H8。提升實(shí)力·跨越等級(jí)1.下列關(guān)于甲烷的說(shuō)法不正確的是()A.甲烷的分子式是CH4,是氫元素養(yǎng)量分?jǐn)?shù)含量最高的烴B.甲烷中最多三個(gè)原子共面C.CCl4可由CH4制得,CCl4可萃取碘水中的碘D.1mol甲烷和氯氣光照充分反應(yīng),最多消耗2mol氯氣答案D解析甲烷的分子式是CH4,甲烷是氫元素養(yǎng)量分?jǐn)?shù)含量最高的烴,故A正確;甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),最多三個(gè)原子共面,故B正確;四氯化碳是甲烷的完全取代產(chǎn)物,可由CH4制得,是一種有機(jī)溶劑,和水互不相溶,碘在其中的溶解度大于在水中的溶解度,CCl4可萃取碘水中的碘,故C正確;甲烷分子中的四個(gè)氫原子均可以被氯原子取代,1mol甲烷中有4mol氫原子,甲烷和氯氣光照充分反應(yīng),1mol甲烷最多消耗4mol氯氣,故D錯(cuò)誤。2.如圖中的大黑點(diǎn)代表原子序數(shù)為1~18的元素的原子實(shí)(原子實(shí)是原子除最外層電子后剩余的部分),小黑點(diǎn)代表未用于形成共價(jià)鍵的最外層電子,短線代表共價(jià)鍵。下列各圖表示的結(jié)構(gòu)與化學(xué)式肯定不相符的是()選項(xiàng)ABCD圖式化學(xué)式NH3C2H4CCl4CO2答案C解析氨氣分子中氮原子與氫原子形成三個(gè)共價(jià)鍵,還有一個(gè)孤電子對(duì),故A正確;乙烯分子中碳原子與碳原子形成碳碳雙鍵,是平面結(jié)構(gòu),故B正確;四氯化碳分子中氯原子的最外層還有三個(gè)孤電子對(duì)未畫出,正確的圖式為,故C錯(cuò)誤;二氧化碳分子中碳原子分別與兩個(gè)氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)氧原子還有2個(gè)孤電子對(duì),故D正確。3.有下列物質(zhì):①氯氣②硝酸③溴水④燒堿⑤氧氣⑥酸性KMnO4溶液,其中在肯定條件下可與甲烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是()A.①②③ B.④⑤⑥ C.①⑤ D.②③④⑥答案C解析甲烷特別穩(wěn)定,常溫下不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及強(qiáng)氧化劑反應(yīng)。4.(雙選)下列敘述中正確的是()A.含5個(gè)碳原子的有機(jī)物,每個(gè)分子中最多可形成4個(gè)C—C鍵B.正戊烷分子中全部原子均在一條直線上C.碳碳間以單鍵結(jié)合,碳原子剩余價(jià)鍵全部與氫原子結(jié)合的烴不肯定符合通式CnH2n+2D.分子式為C3H8與C6H14的兩種有機(jī)物肯定互為同系物答案CD解析碳原子可以形成碳鏈,無(wú)論帶支鏈,還是不帶支鏈,5個(gè)碳原子的有機(jī)物都含有4個(gè)C—C單鍵;碳原子可以形成碳環(huán),可以帶支鏈,也可以不帶支鏈,5個(gè)碳原子的有機(jī)物都含有5個(gè)C—C單鍵,故A錯(cuò)誤;正戊烷分子中,甲基中的原子形成立體結(jié)構(gòu),正戊烷也是立體結(jié)構(gòu)的有機(jī)物,所以正戊烷分子中全部原子在一條直線上是錯(cuò)誤的,故B錯(cuò)誤;不僅飽和鏈烴中只含有C—C單鍵與C—H單鍵,環(huán)烷烴中也只含有C—C單鍵與C—H單鍵,故C正確;滿意通式為CnH2n+2的有機(jī)物是烷烴,互為同系物,所以分子式為C3H8與C6H14的兩種有機(jī)物肯定互為同系物,故D正確。5.(2024全國(guó)2,9)試驗(yàn)室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的試驗(yàn)。光照下反應(yīng)一段時(shí)間后,下列裝置示意圖中能正確反映試驗(yàn)現(xiàn)象的是()答案D解析CH4和Cl2反應(yīng)生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物,其中CH3Cl常溫下是氣體,難溶于水,CH2Cl2、CHCl3和CCl4常溫下是無(wú)色油狀液體,難溶于水,HCl極易溶于水,故試管內(nèi)氣體體積減小,顏色變淡,液面上升,試管壁上有無(wú)色油狀液滴出現(xiàn),D項(xiàng)正確。6.分析下表中各項(xiàng)的排布規(guī)律,按此規(guī)律排布C8H18在表中應(yīng)為()12345C2H4C2H6C2H6OC2H4O2C3H6678910C3H8C3H8OC3H6O2C4H8C4H10A.第24項(xiàng) B.第25項(xiàng)C.第26項(xiàng) D.第27項(xiàng)答案C解析依據(jù)表格中所給的項(xiàng)目可知,每四項(xiàng)為一個(gè)周期,每一個(gè)周期中四種物質(zhì)的碳原子數(shù)均相同,且碳原子數(shù)均比周期數(shù)多1,由于C8H18的碳原子數(shù)為8,故為第七個(gè)周期中第2種物質(zhì),其所在的位置為4×6+2=26,故選C。7.如圖所示,U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣(體積比為1∶4)的混合氣體,假定氯氣在水中的溶解度可以忽視。常溫下,將封閉有甲烷和氯氣混合氣體的裝置放置在有光亮的地方,讓混合氣體緩慢地反應(yīng)一段時(shí)間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣反應(yīng)充分,且只產(chǎn)生一種有機(jī)物,請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)若題目中甲烷與氯氣的體積比為1∶1,則得到的產(chǎn)物為。

A.CH3Cl、HClB.CCl4、HClC.CH3Cl、CH2Cl2D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl(3)經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)的反應(yīng),U形管右端水柱的改變是。

A.上升 B.降低C.不變 D.無(wú)法確定(4)若水中含有Na2SiO3,則在U形管左端會(huì)視察到的現(xiàn)象是。

(5)右端玻璃管的作用是。

答案(1)CH4+4Cl2CCl4+4HCl(2)D(3)B(4)有白色膠狀沉淀生成(5)平衡氣壓解析(1)因Cl2足量,若充分反應(yīng)且只產(chǎn)生一種有機(jī)物,則CH4中的氫原子可完全被取代,生成CCl4和HCl,化學(xué)方程式為CH4+4Cl2CCl4+4HCl。(2)甲烷與氯氣的取代反應(yīng)是一種連鎖反應(yīng),第一步反應(yīng)一旦起先,后續(xù)反應(yīng)馬上進(jìn)行,因此四步反應(yīng)均發(fā)生,故得到4種氯代產(chǎn)物和HCl。(3)甲烷和氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應(yīng),U形管左側(cè)生成的氯化氫氣體易溶于水,該條件下除CH3Cl外其他3種氯代物均為液體,氣體壓強(qiáng)減小,則U形管右側(cè)液面降低,左側(cè)液面上升。(4)因左側(cè)生成的HCl溶于水后發(fā)生反應(yīng)2HCl+Na2SiO3H2SiO3↓+2NaCl,所以可視察到有白色膠狀沉淀生成。(5)為了平衡氣壓,所以在U形管右側(cè)插入了一支玻璃管。8.(1)完全燃燒0.1mol某烴,燃燒產(chǎn)物依次通過(guò)濃硫酸、濃堿液,試驗(yàn)結(jié)束后,稱得濃硫酸增重9g,濃堿液增重17.6g。該烴的化學(xué)式為。

(2)某烴2.2g,在O2中完全燃燒,生成6.6gCO2和3.6gH2O,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其密度為1.9643g·L-1,其化學(xué)式為。

(3)某烷烴的相對(duì)分子質(zhì)量為128,該烷烴的化學(xué)式為。

(4)在120℃和101kPa的條件下,某氣態(tài)烴和肯定質(zhì)量的氧氣的混合氣體,點(diǎn)燃完全反應(yīng)后再?gòu)?fù)原到原來(lái)的溫度時(shí),氣體體積縮小,則該烴分子內(nèi)的氫原子個(gè)數(shù)。

A.小于4 B.大于4C.等于4 D.無(wú)法推斷答案(1)C4H10(2)C3H8(3)C9H20(4)A解析(1)0.1mol烴中,n(C)=17.6g44g·mo(2)由題意可得烴的摩爾質(zhì)量M=22.4L·mol-1×1.9643g·L-1≈44g·mol-1。該烴分子中,n(C)∶n(H)=6.6g44g·mol-1∶((3)某烷烴CnH2n+2的相對(duì)分子質(zhì)量為128,則14n+2=128,解得n=9,故化學(xué)式為C9H20。(4)設(shè)某氣態(tài)烴的分子式為CxHy,則有CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2因?yàn)榉磻?yīng)后氣體體積縮小,則1+x+y4>x+y即y<4。貼近生活·拓展創(chuàng)新★利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)愛好小組在試驗(yàn)室中模擬上述過(guò)程,其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下:依據(jù)設(shè)計(jì)要求回答:(1)A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(2)B裝置有三種功能:①勻稱混合氣;②干燥混合氣體;③。

(3)設(shè)V(Cl2)V((4)E裝置的作用是。

(5)在C裝置中,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的強(qiáng)光照耀,發(fā)覺硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生,寫誕生成黑色小顆粒的化學(xué)方程式:。

(6)D裝置中的石棉上放較多的KI粉末,其作用為。

(7)E裝置除生成鹽酸外,還含有有機(jī)物,從E中分別出有機(jī)物的最佳方法為。

答案(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2)限制氣流速度(或調(diào)整混合氣的比例)(3)4(4)汲取氯化氫和防止倒吸(5)CH4+2Cl2C+4HCl(6)除去未反應(yīng)的氯氣(7)分液解析(1)加熱條件下,濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)B裝置可以勻稱混合氣、干燥混合氣體和限制氣流速度(或調(diào)整混合氣的比例)。(3)依據(jù)甲烷與氯氣的反應(yīng)可知欲獲得較多的HCl,也就是使甲烷中的氫原