高中人教版 (2019)第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物第3课时练习

这是一份高中人教版 (2019)第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物第3课时练习，共52页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
基础达标
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．为验证甲烷分子中含碳、氢两种元素，可将其燃烧产物依次通过①浓硫酸、②澄清石灰水、③无水硫酸铜，正确的顺序是( D )
A．①②③B．②③
C．②③①D．③②
解析：甲烷燃烧的产物为CO2和H2O，用澄清石灰水检验CO2，用无水CuSO4检验H2O，为防止澄清石灰水中的水产生干扰，应先检验H2O再检验CO2。
2．迈克尔·法拉第首次制造了乙烷，但他错误地以为这个产物是甲烷。在1847年和1849年间阿道夫·威廉·赫尔曼·科尔贝和爱德华·弗兰克兰利用其他方法制造了乙烷。同样他们错误地以为产物是甲基自由基。1864年卡尔·肖莱马校正了这个错误，他证明这些反应的所有产物都是乙烷。下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学反应的是( A )
A．氯气B．溴水
C．氯水D．酸性高锰酸钾溶液
解析：类比甲烷的化学性质，乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，和溴水、氯水、酸性高锰酸钾溶液不反应。
3．某气态烷烃20 mL，完全燃烧时，恰好消耗同温同压下的氧气100 mL，该烃的化学式是( B )
A．CH4B．C3H8
C．C4H10D．C5H12
解析：设烷烃为CnH2n＋2
CnH2n＋2＋eq \f(3n＋1,2)O2eq \(――→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O
1 eq \f(3n＋1,2)
20 mL 100 mL
即eq \f(1,20 mL)＝eq \f(\f(3n＋1,2),100 mL)
则n＝3，所以分子式为C3H8。
4．下列有关甲烷的说法中，正确的是( D )
A．分子中的氢原子都处于同一平面
B．能使溴水褪色
C．能使酸性KMnO4溶液褪色
D．在光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应
5．某烃分子的球棍模型如图所示，关于该烃的说法不正确的是( B )
A．分子式为C3H8
B．该烃含有碳碳双键
C．结构简式为CH3CH2CH3
D．化学性质与甲烷相似
6．已知正四面体形分子E和直线形分子G反应生成四面体形分子L和直线形分子M(组成E的元素的原子序数都小于10，组成G的元素为第三周期元素)的反应过程如图所示，则下列判断正确的是( D )
A．常温常压下，L是一种液态有机物
B．E是一种含有非极性键的分子
C．G能使干燥的有色布条褪色
D．该反应是取代反应
解析：根据题意可知，E是甲烷，G是氯气，L是一氯甲烷，M是氯化氢。根据分析可知L是一氯甲烷，常温常压下是一种无色气体，故A错误；E是甲烷，分子中只有C－H键，属于极性键，故B错误；G是氯气，不能使干燥的有色布条褪色，可以使湿润的有色布条褪色，故C错误；甲烷与氯气的反应属于取代反应，故D正确。
7．1 ml某烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4 L(标准状况)，它在光照的条件下与氯气反应，能生成4种不同的一氯取代物，该烷烃的结构简式是( A )
二、非选择题
8．如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温同压下乙管中注入50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，注射器放在光亮处一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象：
①气体最终变为无色；②实验过程中，甲管活塞向内移动；③甲管内壁有油珠；④产生火花。
其中正确的是②③。
(2)甲管中发生化学反应的类型为取代反应。
(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是B(选填字母)。
A．水B．NaOH溶液
C．AgNO3溶液D．饱和食盐水
(4)反应后，若将甲中的物质全部推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中，会观察到液体分为两层，产生白色沉淀；若再向其中滴入几滴石蕊溶液，又观察到溶液先变红后褪色。
解析：在光照条件下，甲烷与氯气发生反应：CH4＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2eq \(――→,\s\up7(光))CCl4＋HCl。(1)理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时，二者恰好完全反应，而甲中甲烷与氯气体积比为1∶5，说明氯气过量，反应后仍有氯气剩余。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的HCl会与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，因Cl2有剩余，若加入几滴石蕊溶液，溶液会先变红后褪色。
能力提升
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点见表。据表分析下列选项正确的是( CD )
A．在标准状况下，新戊烷是气体
B．在1.01×105 Pa、20 ℃下，C5H12是液体
C．随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高
D．C5H12随支链的增加，沸点逐渐降低
解析：根据表中信息知，在1.01×105 Pa下，新戊烷的沸点为9.5 ℃，故在标准状况下不是气体，而在20 ℃时新戊烷是气体，所以A、B两项均错误；随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，C项正确；C5H12随支链的增加，沸点逐渐降低，D项正确。
2．正己烷是优良的有机溶剂，其某种模型如图所示。下列有关说法正确的是( BD )
A．正己烷的分子式为C6H12
B．正己烷的一氯代物有3种
C．正己烷能与溴水发生取代反应
D．正己烷中的所有碳原子不可能位于同一条直线上
解析：由球棍模型可知正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3，分子式为C6H14，故A错误；CH3CH2CH2CH2CH2CH3中含有3种H原子，则一氯代物有3种，故B正确；正己烷与溴水不反应，可在光照条件下与溴蒸气发生取代反应，故C错误；正己烷为饱和烃，具有甲烷的结构特点，键角不是180°，则所有碳原子不可能在一条直线上，故D正确。
3．将1 ml甲烷和适量的Cl2混合后光照，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0.1 ml，则参加反应的Cl2的物质的量为( B )
A．1.5 mlB．3 ml
C．4.5 mlD．6 ml
二、非选择题
4．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下：
根据设计要求回答：
(1)B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③干燥混合气体。
(2)设eq \f(V(Cl2),V(CH4))＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应为大于或等于4。
(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气。
(4)E装置的作用是CD(填字母)。
A．收集气体B．吸收氯气
C．防止倒吸D．吸收氯化氢
(5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(强光))C＋4HCl。
(6)E装置除生成盐酸外，还含有油状有机物，从E中分离出油状有机物的最佳方法为分液。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为ab(填字母)。
a．CH4 b．CH3Cl c．CH2Cl2 d．CHCl3 e．CCl4
解析：(1)B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。(2)当发生反应：CH4＋4Cl2eq \(――→,\s\up7(光照))CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证eq \f(V(Cl2),V(CH4))＝x≥4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。(4)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。(5)根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为CH4＋2Cl2eq \(――→,\s\up7(强光))C＋4HCl。(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。
5．“可燃冰”是天然气与水作用形成的晶体物质，主要储存于海底或寒冷地区的永久冻土带，比较难以寻找和勘探。新研制的灵敏度极高的仪器，可以实地即时测出海底土壤、岩石中各种超微量甲烷、乙烷、丙烷及氢气的精确含量，由此判断出可燃冰资源存在与否和资源量等各种指标。其结构如图所示，请回答下列问题：
(1)下列有关“可燃冰”的说法不正确的有D。
A．“可燃冰”是混合物
B．“可燃冰”释放的甲烷为烷烃
C．“可燃冰”将成为人类的后续能源
D．甲烷和溴蒸气在光照条件下可发生取代反应，生成的一溴甲烷为正四面体结构
(2)写出光照条件下CH4与溴蒸气反应时一个氢原子被取代的化学方程式：CH4＋Br2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Br＋HBr。
(3)完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管增加8.8 g。则原来的甲烷在标准状况下的体积为4.48L。
(4)CH4和H2混合气体10 mL，完全燃烧后生成6 mL CO2气体(气体的体积在相同状况下测定)，则混合气体中CH4和H2的体积之比为3∶2。
(5)乙烷和甲烷性质相似，乙烷与氯气反应得到的有机产物最多有多少种？9种。
解析：(1)可燃冰主要是甲烷水合物，还含有少量CO2等气体，是混合物，故A正确；“可燃冰”不稳定，可释放出甲烷，甲烷属于烷烃，B正确；可燃冰释放出的甲烷是一种清洁能源，将成为人类的后续能源，C正确；甲烷和溴蒸气生成的一溴甲烷结构为四面体，但不为正四面体，D错误。(2)CH4＋Br2eq \(――→,\s\up7(光照))CH3Br＋HBr。(3)由题意可知m(CO2)＝8.8 g，n(CO2)＝0.2 ml，根据碳原子守恒知，n(CH4)＝0.2 ml，V(CH4)＝4.48 L。
(4)CH4＋2O2eq \(――→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O
1 1
V(CH4) 6 mL
V(CH4)＝eq \f(6 mL×1,1)＝6 mL
V(H2)＝10 mL－6 mL＝4 mL
故V(CH4)∶V(H2)＝6 mL∶4 mL＝3∶2。
(5)乙烷的一氯取代物和五氯取代物种数相同，各有1种，二氯取代物和四氯取代物种数相同，各有2种，三氯取代物有2种，六氯取代物有1种，所以共有9种。
物质名称
沸点(℃)
正丁烷CH3(CH2)2CH3
－0.5
正戊烷CH3(CH2)3CH3
36.0
异戊烷CH3CH2CH(CH3)2
27.8
新戊烷C(CH3)4
9.5
正己烷CH3(CH2)4CH3
69.0