考点17 认识有机化合物（测试）——2023年高中化学学业水平考试专项精讲+测试（人教版2019必修1+必修2）

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测试17 认识有机化合物
一、选择题
1．大多数有机化合物具有的性质是( )
A．熔沸点高 B．不易燃烧 C．易溶于水 D．反应慢且副反应多
【答案】D
【解析】A项，大多数有机化合物属于分子晶体，熔沸点比较低，故A不选；B项，大多数有机化合物易燃烧，故B不选；C项，大多数有机化合物难溶于水，故C不选；D项，大多数有机化合物的化学反应复杂且速度慢，常有副反应发生，故D选；故选D。
2．以下关于有机物的说法正确的是( )
A．含碳元素的化合物都是有机物 B．有机物都含碳元素
C．含氢元素的化合物都是有机物 D．有机物都含氢元素
【答案】B
【解析】A项，含碳元素的化合物不一定都是有机物，如二氧化碳，A错误；B项，有机物都含有碳元素，B正确；C项，含氢元素的化合物不一定是有机物，如水，C错误；D项，有机物不一定有氢元素，如四氯化碳，D错误；故选B。
3．下列关于甲烷的叙述错误的是(　　)
A．天然气的主要成分 B．最简单的有机物
C．含碳质量分数最大的有机物 D．与氯气在光照条件下能发生取代反应
【答案】C
【解析】A项，天然气的主要成分是甲烷，故A项正确；B项，甲烷分子中含有碳元素，氢元素，具有有机物的结构特点和性质，是最简单的有机物，故AB正确；C项，随着分子中含有的碳原子的增多，碳元素的含量逐渐增加。因此该物质含碳质量分数最小的有机物，故C项错误；D项，甲烷是烷烃，特征反应是取代反应，与氯气在光照条件下能发生取代反应，产生一氯甲烷、二氯甲烷等，故D项正确。
4．甲烷是结构最简单的碳氢化合物。广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑井气之中，是优质气体燃料，也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。通常情况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。但是在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中最能反映其真实存在状况的是( )
A．结构示意图 B．电子式
C．球棍模型 D．比例模型
【答案】D
【解析】最能反映甲烷真实存在状况的是甲烷的比例模型，故D符合题意。故选D。
5．甲烷是结构最简单的碳氢化合物。广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑井气之中，是优质气体燃料，也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。通常情况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。但是在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。液化石油气中含有丙烷，且丙烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，故丙烷与甲烷的性质相似。下列有关丙烷的叙述中，正确的是( )
A．分子中碳原子在一条直线上 B．光照下能够与Cl2发生化合反应
C．丙烷与甲烷互为同系物 D．丙烷能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】C
【解析】A项，烷烃中碳原子呈锯齿形结构，故丙烷中碳原子不在同一条直线上，故A错误；B项，丙烷在光照下能够与Cl2发生取代反应，故B错误；C项，丙烷与甲烷结构相似，分子组成上相差2个CH2基团，互为同系物，故C正确；D项，丙烷为饱和烃，性质稳定，不能被酸性高锰酸钾氧化，故D错误；故选C。
6．能证明CH4分子的空间结构为正四面体形而非平面正方形的事实是
A．CH4的二氯取代物只有一种结构 B．CH3C1分子只有一种结构
C．C原子距离四个H原子距离一样 D．CH4分子中的四个碳氢键一样
【答案】A
【解析】A项，若CH4分子的空间结构为平面正方形，二氯代物有2种，CH4的二氯取代物只有一种结构，说明CH4分子的空间结构为正四面体形，故选A；B项，无论CH4分子的空间结构为正四面体形还是平面正方形，CH3C1分子都只有一种结构，故不选B；C项，无论CH4分子的空间结构为正四面体形还是平面正方形，C原子距离四个H原子距离一样，故不选C；D项，无论CH4分子的空间结构为正四面体形还是平面正方形，CH4分子中的四个碳氢键一样，故不选D；故选A。
7．下列物质在一定条件下，可以与甲烷发生反应的是(　　)
A． 浓硫酸 B． 溴水 C． 氧气 D． 酸性高锰酸钾溶液
【答案】C
【解析】A项，浓硫酸与甲烷不反应，故A项错误；B项，溴水与甲烷不反应，故B项错误；C项，甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，故C项正确；D项，酸性高锰酸钾溶液与甲烷不反应，故D项错误。
8．下列烷烃的一氯取代物中没有同分异构体的是(　　)
A． 丙烷 B． 丁烷 C． 异丁烷 D． 新戊烷
【答案】D
【解析】首先同一个碳原子上的氢原子是相同的，其次同一个碳原子所连接的所有甲基上的氢原子是相同的，再就是具有对称性结构的(类似于平面镜成像中物体和像的关系)。所以丙烷有2种，正丁烷是2种，异丁烷是2种，新戊烷只有1种，故D项正确。
9．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(　　)
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
【答案】C
【解析】甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，故A项错误；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，故B项错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，故D项错误。
10．下列有关烷烃的叙述中，不正确的是(　　)
A． 在烷烃分子中，所有的化学键都为单键
B． 所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
C． 烷烃分子的通式为CnH2n+2，符合该通式的烃不一定是烷烃
D． 随着碳原子的增加，烷烃的熔、沸点逐渐升高。
【答案】C
【解析】烷烃是只含有碳碳单键的链状烃，所以只有碳碳单键和碳氢键，故A项正确。烷烃在光照下和卤素发生取代是烷烃通性，故B项正确；符合CnH2n+2通式的烃分子只可能是含有碳碳单键的链烃，即饱和烃，故C项错误；随着碳原子数增加，烷烃分子间作用力增大，熔沸点升高，故D项正确。
11．丁烷(分子式C4H10)广泛应用于家用液化石油气，也用于打火机中作燃料，下列关于丁烷叙述不正确的是(　　)
A．在常温下，C4H10是气体
B．C4H10与CH4互为同系物
C．丁烷有正丁烷与异丁烷两种同分异构体
D．C4H10进行一氯取代后生成两种沸点不同的产物
【答案】D
【解析】在常温下，C4H10是气体，C4H10与CH4均是烷烃，碳原子数不同，互为同系物，故A、B项均正确；丁烷有正丁烷(CH3CH2CH2CH3)和异丁烷()两种同分异构体，它们进行一氯取代后共生成2＋2＝4种产物，故C项正确，D项错误。
12．下列说法不正确的是( )
A．O2、O3同素异形体 B．35Cl2与37Cl2互为同位素
C．乙烷和戊烷互为同系物 D．CH3-CH2-CH2-CH3与互为同分异构体
【答案】B
【解析】A项，O2、O3是组成元素相同、结构不同、性质不同的两种单质，属于同素异形体，A正确；B项，35Cl与37Cl为质子数相同中子数不同的核素、互为同位素， 35Cl2与37Cl2均为氯气分子，B错误；C项，乙烷和戊烷为结构相似、通式相同、相差3个CH2原子团，互为同系物，C正确；D项，CH3-CH2-CH2-CH3与CH(CH3)3分子式均为C4H10，但结构不同，互为同分异构体，D正确；故选B。
13．下列烷烃中，一氯代物只有一种的是( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】A项，异丁烷等效氢有2种，故一氯代物有二种，故A不符合题意；B项，正丁烷等效氢有2种，故一氯代物有二种，故B不符合题意；C项，甲烷上4个H等效，故一氯代物只有一种，故C符合题意；D项，丙烷等效氢有2种，故一氯代物有二种，故D不符合题意；故选C。
14．由丁烯与氯气加成得到的分子式为C4H8Cl2的有机物，其结构简式不可能为( )
A． CH2ClCHCl-CH2-CH3 B． CH3-CHCl-CHCl-CH3
C．CH3CH(CH2Cl)2 D．
【答案】C
【解析】烯烃与Cl2发生加成反应时，断开不饱和碳碳双键中较活泼的键，然后在相邻的两个C原子上各结合1个Cl原子。丁烯可能结构简式为：CH2=CH-CH2-CH3、CH3-CH=CH-CH3、，它们与Cl2发生加成反应产物可能是CH2ClCHCl-CH2-CH3、CH3-CHCl-CHCl-CH3、，而不可能是CH3CH(CH2Cl)2，故选C。
15．下列关于同系物的说法正确的是(　　)
A．同系物可以是不同类别的物质
B．通式相同，分子间相差n个CH2(n≥1)的物质互称同系物
C．同系物的最简式相同，分子式不同
D．同系物的化学性质相似
【答案】D
【解析】同系物一定属于同类别物质，结构相似，化学性质相似，故A项错误，故D项正确；
通式相同，分子间相差n个CH2(n≥1)的物质结构不一定相似，如CH3CH2CH2OH与CH3OCH3不互为同系物，故B项错误；同系物的最简式不一定相同，如烷烃，故C项错误。
16．下列说法正确的是(　　)
A．碳碳原子之间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃
B．碳、氢原子个数比为1∶3的烃只有一种
C．正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
D．等物质的量的新戊烷与氯气在光照条件下反应，只得到一种有机物
【答案】B
【解析】A项中，环烷烃也符合要求，但它不是链烃，属于环烃；B项中，n(C)∶n(H)＝1∶3时必为C2H6，一定是乙烷；C项中，由碳原子的成键方式和键角特征知，碳原子呈折线方式排列，因此正戊烷中的所有碳原子不在同一直线上；D项中，新戊烷的一氯代物只有一种，但烷烃的取代反应不能只停留在某一步，即使是等物质的量的新戊烷与氯气反应，得到的有机物也是混合物。
17．同分异构现象在有机化合物中十分普遍。若物质m和n互为同分异构体，则下列说法错误的是( )
A．m和n的分子式一定相同 B．m和n一定都是有机物
C．m和n含有的元素一定相同 D．m和n的相对分子质量一定相同
【答案】B
【解析】A项，同分异构体是分子式相同、结构不同的物质，m和n互为同分异构体，m和n的分子式一定相同，故A正确；B项，H-O-C≡N、H-N=C=O是无机物，互为同分异构体，故B错误；C项，同分异构体分子式相同，所以含有的元素一定相同，故C正确；D项，同分异构体分子式相同，所以相对分子质量一定相同，故D正确；故选B。
18．设NA代表阿佛加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．标准状况下，2.24L苯含有的分子数目为0.1 NA
B．2.6gC2H2中含有的共用电子对数目为0.3 NA
C．1.6gCH4和足量的Cl2在光照条件下反应，生成CH3Cl数目为0.1 NA
D．标准状况下，4.2gC2H4和C3H6混合气体所含的原子数目为NA
【答案】D
【解析】A项，标准状况下，苯不是气体，故2.24L苯含有的分子数目不为0.1NA，A错误；B项，2.6gC2H2物质的量为 ，一个C2H2有5个共用电子对，故2.6gC2H2中含有的共用电子对数目为0.5 NA，B错误；C项，CH4与Cl2在光照条件下反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，故1.6gCH4和足量的Cl2在光照条件下反应，生成CH3Cl数目不为0.1 NA，C错误；D项，C2H4和C3H6混合气体可认为都是CH2，故标准状况下，4.2gC2H4和C3H6相当于4.2g CH2，物质的量为 ，故所含的原子数目为0.9 NA，D正确；故选D。
19．下列关于甲烷和烷烃的说法不正确的是( )
A．甲烷和烷烃都不能使酸性KMnO4溶液褪色
B． 属于烷烃，与甲烷属于同系物
C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此是矿井的安全威胁之一
D．将甲烷和氯气按体积比1：1混合，光照条件下不能得到纯净的CH3Cl
【答案】B
【解析】A项，甲烷和烷烃性质稳定，都不能与NaOH、强酸、酸性KMnO4溶液反应，故A正确；B项， 属于环烷烃，甲烷属于链状烷烃，两者结构不相似，与甲烷不属于同系物，故B错误；C项，甲烷是可燃性气体，气体不纯燃烧时易发生爆炸，也是矿井的安全威胁之一，故C正确；D项，甲烷和氯气在光照下反应是发生一系列反应，即使甲烷和氯气按体积比1：1混合，光照条件下不能得到纯净的CH3Cl，故D正确。故选B。
20．下列叙述不正确的是( )
A．天然气、沼气、煤层气的主要成分是甲烷
B．正丁烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上
C．有机物发生的反应，一般比较复杂，速度缓慢，还常伴有副反应发生
D．相同质量的烷烃完全燃烧时，甲烷的耗氧量最高
【答案】B
【解析】A项，天然气、沼气、煤层气的主要成分是甲烷，故A正确；B项，正丁烷分子中碳原子都形成4个单键，碳原子不在同一条直线上，故B错误；C项，有机物发生的反应，一般比较复杂，速度缓慢，还常伴有副反应发生，故C错误；D项，烷烃中，甲烷氢元素质量分数最大，相同质量的烷烃完全燃烧时，甲烷的耗氧量最高，故D正确；故选B。
21．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。使1 mol 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 mol B．2.0 mol C．3.0 mol D．4.0 mol
【答案】C
【解析】得到n(CH3Cl)：n(CH2Cl2)：n(CHCl3)：n(CCl4)=1∶2∶3∶4，根据碳原子守恒：n(CCl4)+n(CHCl3)+n(CH2Cl2)+n(CH3Cl)=1mol，则n(CH3Cl)=0.1mol，n(CH2Cl2)=0.2moln(CHCl3)=0.3mol，n(CCl4)=0.4mol。而甲烷与氯气发生取代反应得到氯代烃时，氯代烃与氯气的物质的量之比为1：1关系，故需要氯气为：0.1mol×1+0.2mol×2+0.3mol×3+0.4mol×4=3.0mol，故C项正确。
22．已知下表均烷烃分子的化学式，且它们的一氯取代物只有一种。则第6项烷烃分子的化学式为( )
1
2
3
4
5
6
……
CH4
C2H6
C5Hl2
C8H18
C17H36
…
…
A． C16H34 B． C17H36 C． C26H54 D． C27H56
【答案】C
【解析】由表格中数据可知：奇数项的C原子个数为前一奇数项中烷烃的C和H原子个数之和，偶数项中C原子个数为其前一个偶数项中C、H原子个数之和，所以第六项中C原子个数是第四项中C原子、H原子个数之和为26，由烷烃通式知，第六项分子式为C26H54，故C项正确。
23．.环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺[2，2]戊烷()是最简单一种。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A． 分子式为C5H8 B． 一氯代物有两种同分异构体
C． 所有碳原子均处同一平面 D． 与丙炔互为同系物
【答案】A
【解析】A项，根据螺[2，2]戊烷()的键线式可知，其分子式为C5H8，故A项正确；B项，螺[2，2]戊烷()中的氢均等效，故其一氯代物只有一种，故B项错误；C项，螺[2，2]戊烷()中碳原子为单键碳原子，不可能所有碳原子均共面，故C项错误；D项，与丙炔结构不相似，不是同类物质，不互为同系物，故D项错误。
24．将1 mol CH4和适量O2在密闭容器中混合点燃，充分反应后CH4和O2均无剩余，且产物均为气体，质量为72 g。下列叙述正确的是(　　)
A． 若将产物通过碱石灰，则可全部被吸收；若通入浓硫酸，则不能完全被吸收
B． 产物的平均摩尔质量为20 g·mol－1
C． 若将产物通过浓硫酸后恢复至室温，压强变为原来的1/2
D． 反应中消耗O256 g
【答案】D
【解析】由质量守恒可知氧气的质量为：m(O2)=72g-1mol×16g/mol=56g，则氧气的物质的量为：n(O2)==1.75mol，1mol甲烷与足量氧气完全燃烧消耗氧气的物质的量为：(1+)mol=2mol＞1.75mol，若只生成CO与水，根据原子守恒可知消耗氧气的物质的量为：=1.5mol＜1.75mol，故甲烷燃烧生成二氧化碳、一氧化碳与水，根据氢原子守恒，生成水2mol，设二氧化碳、一氧化碳的物质的量分别为xmol、ymol，根据碳原子与氧原子守恒，则：x+y＝1，2x+y＝1.75×2−2，解得：x=0.5、y=0.5。A项，由上述分析可知，生成的气体为二氧化碳、一氧化碳与水，通过碱石灰，二氧化碳与水被吸收，CO不能被吸收，故A错误；B项，产物中混合气体的平均摩尔质量为：===24g/mol，故B错误；C项，由于恢复到“室温”，原条件下“产物均为气体”，水为气体，则不是在室温下，温度不同，无法根据气体的物质的量计算压强之比，故C错误；D项，根据质量守恒可知，参加反应的氧气的质量为：72g-1mol×16g/mol=56g，故D项正确。
25．0.2 mol某烷烃完全燃烧后，将生成的气体缓慢通过盛有0.5 L 2 mol·L－1的NaOH溶液中，生成的Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1∶3，则该烷烃为(　　)
A．甲烷 B．乙烷 C．丙烷 D．丁烷
【答案】D
【解析】因生成物中Na2CO3、NaHCO3共存，故烷烃完全燃烧产生的CO2与NaOH完全反应。n(NaOH)＝2 mol·L－1×0.5 L＝1 mol，设生成的碳酸钠的物质的量为a mol，则生成的碳酸氢钠的物质的量为3a mol，则根据钠元素的物质的量守恒有：2a mol＋3a mol＝1 mol，可以得出：a＝0.2，再根据碳元素的物质的量守恒可得：n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝a mol＋3a mol＝4a mol＝0.8 mol，则1 mol烷烃中含C的物质的量为×1 mol＝4 mol，因此该烃为丁烷，故选D。
二、非选择题
26．写出下列各烷烃的分子式。
(1)分子中含有14个氢原子的烷烃：____________________。
(2)相对分子质量为44的烷烃：________________________。
(3)碳、氢原子个数比为2∶5的烷烃：__________________。
(4)含碳元素质量分数约为83.7%的烷烃：_______________。
(5)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍__________________。
(6)烷烃B的分子中含有100个氢原子_________________________________________。
(7)1 L烷烃W的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下10 L的水蒸气_________________。
(8)分子中含有43个共价键的烷烃________________________________________。
【答案】(1)C6H14　(2)C3H8　(3)C4H10　(4)C6H14
(5)C5H12　(5)C49H100　(7)C9H20　(8)C14H30
【解析】根据烷烃的分子通式CnH2n＋2进行推断。(1)2n＋2＝14，n＝6，其分子式为C6H14。
(2)14n＋2＝44，n＝3，其分子式为C3H8。(3)n∶(2n＋2)＝2∶5，解得n＝4，其分子式为C4H10。(4)×100%≈83.7%，解得n≈6，其分子式为C6H14。(5)设烷烃A的分子式为CnH2n＋2，由题意可知，A的相对分子质量为：12n＋2n＋2＝36×2＝72，解得n＝5，故烷烃A的分子式为C5H12。(6)设烷烃B的分子式为CnH2n＋2，则2n＋2＝100，n＝49，故烷烃B的分子式为C49H100。(7)设烷烃W的分子式为CnH2n＋2，由题意可知，1 mol该烃分子中含有20 mol H，即2n＋2＝20，得n＝9，故烷烃W的分子式为C9H20。(8)设烷烃的分子式为CnH2n＋2，则分子含有的CH键数目为2n＋2，含有的CC键数目为n－1，故共价键总数为：2n＋2＋n－1＝3n＋1＝43，得n＝14，故该烷烃的分子式为C14H30。
27．CH4在光照条件下与Cl2反应，可得到各种氯代甲烷。
(1)在甲烷分子中，碳原子以最外层的4个电子分别与氢原子形成4个_______键。
(2)生成CH3Cl的化学方程式是_______________________________。
(3)①CH4氯代的反应机理为自由基(带有单电子的原子或原子团，如、)反应，包括以下几步：
Ⅰ链引发
Ⅱ链传递
Ⅲ链终止



……


……
由CH3Cl生成CH2Cl2过程中，链传递其中一个方程式是，写出另一个方程式：_______________________________。
②探究光照对CH4与Cl2反应的影响，实验如下：
编号
操作
结果
A
将Cl2与CH4混合后，光照
得到氯代甲烷
B
将Cl2先用光照，然后迅速在黑暗中与CH4混合
得到氯代甲烷
C
将Cl2先用光照，然后在黑暗中放置一段时间，再与CH4混合
几乎无氯代甲烷
D
将CH4先用光照，然后迅速在黑暗中与Cl2混合
几乎无氯代甲烷
A．由B和D得出的结论是_____________________________________。
B．依据上述反应机理，解释C中没有氯代甲烷的原因：_______________________________。
【答案】(1)共价
(2)
(3)     光照时发生链引发的物质是氯气而不是甲烷     黑暗处放置一段时间发生，说明一段时间后体系中几乎无存在，无法进行链传递，
【解析】(1)甲烷是共价化合物，碳原子不易得到电子也不易失去电子，因此在甲烷分子中，碳原子以最外层的4个电子分别与氢原子形成4个共价键；(2)生成CH3Cl是甲烷和氯气光照生成一氯甲烷和氯化氢，其化学方程式是；(3)根据前面分析Ⅱ链传递涉及两个反应，甲烷和自由基反应得到HCl和另一个自由基，自由基和氯气反应生成氯原子自由基和一氯甲烷，由CH3Cl生成CH2Cl2过程中，链传递其中一个方程式是，则另一个方程式：；②A．根据B和D分析光照的甲烷时反应不能进行，只有光照氯气才能发生反应，说明光照时发生链引发的物质是氯气而不是甲烷；因此由B和D得出的结论是光照时发生链引发的物质是氯气而不是甲烷； B．依据上述反应机理，解释C中没有氯代甲烷的原因：开始光照时发生，在黑暗处放置一段时间发生，说明一段时间后体系中几乎无存在，无法进行链传递，因此不发生取代反应生成氯代甲烷。
28．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图：

(1)请写出C装置中生成CH3Cl的化学方程式：__________。
(2)B装置有三种功能：①混匀混合气体；②__________；③__________。
(3)设=x，当CH4的体积一定时，若想理论上获得最多的氯化氢，则x≥__________。
(4)将1molCH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为________________。
(5)已知某丁烷与氯气发生取代反应的产物之一为C4H9Cl，则分子式为C4H9Cl的同分异构体有____种。
【答案】(1)CH4+Cl2CH3Cl+HCl
(2) 控制气体流速     干燥气体
(3)4 (4)3mol (5)4
【解析】浓盐酸与二氧化锰共热制得氯气，氯气与甲烷通入浓硫酸中干燥后的混合气，在装置C的硬质玻璃管内受漫射光照射，产物通过石棉，在装置E内被水吸收，得到盐酸。(1)C装置中甲烷与氯气受光照生成CH3Cl，化学方程式：CH4+Cl2CH3Cl+HCl。(2)B装置装有浓硫酸的洗气瓶，有三种功能：①混匀混合气体；②通过观察气泡速度，控制气体流速；③干燥气体。(3)CH4中的H原子理论上都可被取代，1molCH4最多可与4molCl2反应生成4molHCl，故若想理论上获得最多的氯化氢，则=x≥4。(4)依题意，设CH3Cl物质的量为xmol，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，则有x+x+0.1+x+0.2+x+0.3=1，解得x=0.1，则参加反应的Cl2的物质的量为0.1+0.2×2+0.3×3+0.4×4=3(mol)。(5)C4H9Cl是一氯丁烷，碳链有两种，则一氯取代的同分异构体有：、，共4种。
29．已知某链状烷烃分子中电子数为42。
(1)该烷烃的分子式为_________。
(2)该烷烃共有_________种同分异构体，其中：
①甲在相同条件下沸点最高，甲的结构简式是_________。
②乙的一氯代物共有4种，乙的名称是_________。
③丙中只有一种化学环境的氢，写出丙与Cl2按照1：1的比例发生反应的化学方程式：__________。
④键线式是以线表示共价键，每个折点或端点表示一个碳原子，并省略书写氢原子的一种表示有机化合物结构的式子，如异丁烷()可表示为“”，请分析这一表示方式的要领，写出乙的键线式：_________。
(3)该烷烃的同系物中不存在同分异构体的共有___种。
【答案】(1)C5H12
(2)3 CH3CH2CH2CH2CH3 异戊烷或2-甲基丁烷
+HCl
(3)3
【解析】(1)链状烷烃的通式为：CnH2n+2，碳原子含有6个电子，氢原子含有1个电子，则该有机物分子中含有的电子数为：6n+2n+2=42，解得n=5，该烷烃的分子式为：C5H12；(2)戊烷的同分异构体有：正戊烷：CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、异戊烷：、新戊烷：，故该烷烃共有3种同分异构体；①烷烃分子中，碳原子数相同时，在相同条件下，所带支链越多，其沸点越低，因甲在相同条件下沸点最高，所以甲为正戊烷，甲的结构简式是CH3CH2CH2CH2CH3；②在戊烷的同分异构体中，正戊烷的一氯代物有3种，分别是CH3CH2CH2CH2CH2Cl、 CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3，异戊烷的一氯代物有4种，分别是CH2Cl-CH(CH3)-CH2-CH3、CH3-CCl(CH3)-CH2-CH3、CH3-CH(CH3)-CHCl-CH3，CH3-CH(CH3)-CH2-CH2Cl，新戊烷的一氯代物有1种，为CH2Cl-C(CH3)3，因乙的一氯代物有四种，所以乙的名称是异戊烷或2-甲基丁烷；③因丙只有一种化学环境的氢，所以丙是新戊烷，则丙与Cl2按照1：1的比例发生反应的化学方程式： +HCl；④由题意分析可知乙是异戊烷，则乙的键线式为；(3)该烷烃的同系物中不存在同分异构体的有甲烷(CH4 )、乙烷(C2H6 )、丙烷(C3H8)共3种。
30．如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲中注入10mLCH4同温同压下乙中注入50mLCl2将乙中气体推入甲中，用日光照射一段时间，气体在甲中反应。

(1)下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为红色；②实验过程中，甲中活塞向内移动；③甲中内壁有油珠；④产生火花。其中正确的是______(填序号)。
(2)甲管中发生的化学反应类型为______，产物中与甲烷空间结构一致的是_______(物质名称)。
(3)反应后，甲中剩余气体最宜选用下列哪种试剂吸收________(填字母)。
A．水 B．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到________。
(5)下面列出了几组物质，请将物质的合适组号填写在空格上。同位素_____，同系物____，同素异形体______，同分异构体______。
①金刚石与“足球烯”C60；②D与T；③16O、17O和18O；④氧气(O2)与臭氧(O3)；⑤CH4和CH3CH2CH3；⑥乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)；⑦和
【答案】(1)②③ (2) 取代反应     四氯化碳 (3)B
(4)液体分为两层，产生白色沉淀
(5)  ②③     ⑤⑦     ①④     ⑥
【解析】甲中注入10mLCH4同温同压下乙中注入50mLCl2将乙中气体推入甲中，甲中先容器变大，用日光照射一段时间，气体在甲中反应，由于氯气过量，反应过程中甲中气体颜色逐渐变浅但颜色不会消失，甲中内壁有油珠生成。(1)根据气体体积的关系，说明氯气过量，在光照条件下生成一氯甲烷、二氯甲烷等四种氯代物和氯化氢，因此某同学预测的实验现象：气体颜色变浅；实验过程中，甲中活塞向内移动；甲中内壁有油珠；因此正确的是②③；(2)甲管中是氯气和甲烷光照下发生取代反应，甲烷是正四面体，一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷是四面体，四氯化碳是正四面体，因此产物中与甲烷空间结构一致的是四氯化碳；(3)反应后，甲中剩余气体为HCl和氯气，氯气有毒，宜用氢氧化钠溶液吸收，因此最宜选用的试剂吸收为B；(4)反应后，甲中有四种氯代物及HCl和氯气，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中，硝酸银和HCl反应生成氯化银白色沉淀，因此可观察到液体分为两层，产生白色沉淀；(5)①金刚石与“足球烯”C60是同种元素形成的不同单质，互为同素异形体；②D与T是同种元素的不同核素，互为同位素；③16O、17O和18O是同种元素的不同核素，互为同位素；④氧气(O2)与臭氧(O3) 是同种元素形成的不同单质，互为同素异形体；⑤CH4和CH3CH2CH3是结构相似，分子组成相差两个−CH2−原子团，互为同系物；⑥乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)是分子式相同，结构式不同，互为同分异构体；⑦和是结构相似，分子组成相差两个−CH2−原子团，互为同系物；因此互为同位素是②③，互为同系物是⑤⑦，互为同素异形体的是①④，互为同分异构体的是⑥。