高中化学第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物课后复习题

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2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．一种烃可以表示为：
命名该化合物主链上的碳原子数是（ ）
A．9B．11C．10D．12
2．下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构而不是平面四边形结构的是（ ）
A．只代表一种物质B．只代表一种物质
C．只代表一种物质D．只代表一种物质
3．下列系统命名法正确的是 （ ）
A．2-甲基-4-乙基戊烷B．2，3-二乙基-1-戊烯
C．2-甲基-3-丁炔D．对二甲苯
4．有机化学中取代反应范畴很广，下列4个反应中，属于取代反应范畴的是（ ）
A．
B．CH3CH2CH2CHOHCH3 CH3CH2CH=CHCH3+H2O
C．CH3CHO+H2 CH3CH2OH
D．
5．下列说法正确的是（ ）
A．和互为同素异形体
B．金刚石和石墨互为同位素
C．和互为同系物
D．和互为同分异构体
6．某烃的一种同分异构体只能生成1种一氯代物，该烃的分子式可以是（ ）
A．C3H8B．C4H10C．C5H12D．C6H14
7．下列各组有机化合物中，肯定属于同系物的一组是（ ）
A．C3H6和C5H10B．C4H10和C8H18
C．CH2=CH2与 D．C4H6和C6H10
8．下列各组物质中，属于同系物的是（ ）
A．CH2=CH﹣COOH，CH3﹣CH2﹣CH2﹣COOH
B．CH3﹣CH2﹣COOH，CH3﹣CH2﹣CH2﹣COOH
C．
D．
9．已知苯的同系物可以被酸性KMnO4，溶液氧化，如 ，现有苯的同系物，其蒸气密度为H2的60倍，该烃经氧化后，其产物1ml可中和3mlNaOH，则该烃的结构可能有（ ）
A．1种B．3种C．4种D．5种
10．下列有机反应中，属于取代反应的是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．下列说法正确的是（ ）
A．C5H10共有8种同分异构体（不考虑立体异构）
B． 的名称为3-甲基丁烷
C．CH3COOCH2CH3 和CH3CH2COOCH3互为同分异构体
D．苯甲醇和苯酚互为同系物
12．在光照条件下，将1mlCH4与1mlCl2混合后，经充分时间的光照，得到的液态产物为 （ ）
A．CH2Cl2、CHCl3、CCl4B．CCl4
C．CH3Cl、CH2Cl2 、CHCl3、CCl4D．CH3Cl
13．分子式为C5H12O的有机物A，其结构中含有2个﹣CH3，在浓硫酸存在下加热生成某烯烃，则符合上述条件的A的同分异构体有（ ）
A．3种B．4种C．5种D．6种
14．分子式为且与乙醇是同系物的同分异构体的数目是（ ）
A．3B．5C．6D．8
15．某有机分子的结构如图，则该分子环上的一氯代物有(不考虑立体异构)（ ）
A．1种B．2种C．3种D．4种
16．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 ml甲烷生成CCl4最多消耗2 ml氯气
17．下列化合物分别跟溴（溴化铁作催化剂）反应，苯环上的氢原子被取代，所得一溴代物有两种同分异构体的是（ ）
A．B．
C．D．
18．下列物质在给定条件下同分异构体的数目错误的是（ ）
A．分子式为 的有机物，能催化氧化生成醛的同分异构体有2种
B．分子式为 的有机物，不能与钠反应的同分异构体有3种
C．分子式为 的有机物，分子中既有羟基又含醛基的结构有4种
D．分子式为 的有机物，能与 溶液显色的同分异构体有9种
19．已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为 ，其苯环上的二溴代物有9种同分异构体，由此推断A苯环上的四溴代物的同分异构体的数目有（ ）
A．9种B．10种C．11种D．12种
20．分子式为且含有""的同分异构体共有(不考虑立体异构)（ ）
A．种B．种C．种D．种
二、综合题
21．命名下列物质：
（1）（CH3）2CHC（C2H5）2C（CH3）2C2H5
（2） ．
22．
（1）写出甲烷发生一氯取代反应的化学方程式
（2）写出苯和浓硝酸、浓硫酸混合液在50~60℃时发生反应的化学方程式
23．完成下列化学用语。
（1）Mn原子的电子排布式： 。
（2）的离子结构示意图为 。
（3）C的价电子排布图为 。
（4）系统命名： 。
（5）4，4-二甲基-2-戊醇的结构简式为 。
（6）分子中最多有 个原子在同一平面内。
24．按要求填空
（1）结构式如图所示，该化合物的系统命名为
（2） 系统名称为 ；
（3）某烃结构式如下：CH3﹣ ≡C﹣CH=CH﹣CH3，共面的碳原子最多有 个，共线的碳原子最多有 个．
（4）键线式 表示的分子式 ．
25．如图是某同学利用日常用品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，试管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 。
（2）甲管中发生化学反应的类型为 。
（3）反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是________。
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 ；若再向其中滴入几滴石蕊溶液，又观察到 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】该烃分子中的最长碳链上有11个碳原子，所以B符合题意。如下图所示：
【分析】烷烃，找出含有碳原子最多的链作为主链即可
2．【答案】B
【解析】【解答】可以通过二氯甲烷结构的个数确定，若CH4为四边形，CH2Cl2为两种结构，若为正四面体，CH2Cl2只有一种结构，所以由此可以证明甲烷是四面体结构。而CH3Cl、CHCl3、CCl4不管甲烷是正四面体结构还是平面四边形结构，都只代表一种物质；
故答案为：B.
【分析】甲烷为正四面体，其二氯取代物只有一种，可以通过其二氯取代物判断其空间结构。
3．【答案】B
【解析】【解答】先根据名称写出相应的碳骨架结构，再用系统命名法符合题意命名并与已知名称对照；
A． ，主碳链为6，属于己烷，正确的名称为2，4-二甲基己烷，故A不符合题意；
B． ，主碳链为5，属于戊烯，正确的名称：2，3-二乙基-1-戊烯，故B符合题意；
C． ，主碳链为4，属于丁炔，正确的名称：3-甲基-1-丁炔，故C不符合题意；
D． ，属于芳香烃，正确的名称：1，4-二甲苯，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】考查的是有机物的命名，需要定主链，再定支链，再根据数字之和最小的原则进行命名
4．【答案】A
【解析】【解答】解：A．H被硝基取代，为取代反应，故A选；
B．﹣OH转化为碳碳双键，为醇的消去反应，故B不选；
C．﹣CHO转化为﹣OH，为醛的加成反应或还原反应，故C不选；
D．碳碳双键转化为单键，为烯烃的加成反应，故D不选；
故选A．
【分析】A．H被硝基取代； B．﹣OH转化为碳碳双键； C．﹣CHO转化为﹣OH； D．碳碳双键转化为单键．
5．【答案】D
【解析】【解答】A．和的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A不符合题意；
B．金刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故B不符合题意；
C．同系物必须是结构相似，相差一个或若干个CH2原子团的同类物质，属于芳香醇，为醇，因此二者不是同系物，故C不符合题意；
D．和分子式都为C4H8O2，结构不同，互为同分异构体，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、同素异形体指的是同种元素的不铜单质；
B、同位素指的是同种元素的不同原子；
C、同系物指的是分子结构相似，官能团数目和种类相同，分子组成上相差若干个-CH2；
D、同分异构体指的是同一个分子式，不同的结构。
6．【答案】C
【解析】【解答】A.C3H8的结构简式为CH3CH2CH3，不存在同分异构体，且该有机物的一氯代物有2种，A不符合题意；
B.C4H10的同分异构体为CH3CH2CH2CH3、，其所含的一氯代物的个数都为2种，B不符合题意；
C.C5H12含有三种同分异构体，其中只能生成一种一氯代物，说明该同分异构体中只含有一种氢元素，因此12个氢原子以4个－CH3的形式连接在同一个碳原子上，该同分异构体的结构简式为 ，C符合题意；
D.C6H14中14个氢原子不可能为同一种氢原子，因此不存在同分异构体只能生成一种一氯代物，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，说明该同分异构体中只含有一种氢原子，结合选项所给有机物的结构进行分析。
7．【答案】B
【解析】【解答】解：A．C3H6与C5H10，二者可能为烯烃或环烷烃，结构不一定相似，所以二者不一定为同系物，故A错误；
B．C4H10和C8H18都为烷烃，二者结构相似，分子间相差1个CH2原子团，所以二者一定互为同系物，故B正确；
C．CH2=CH2与 二者结构不同，一定不是同系物，故C错误；
D．C4H6和C6H10，二者可能为炔烃或者二烯烃，二者的结构不一定相似，所以不一定互为同系物，故D错误；
故选B．
【分析】结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物，如果含有官能团，含有的官能团的种类及数目一定相同．
8．【答案】B
【解析】【解答】解：A．CH2=CH﹣COOH含有碳碳双键和羧基，CH3﹣CH2﹣CH2﹣COOH只含有羧基，官能团不同，故A错误；
B．CH3﹣CH2﹣COOH、CH3﹣CH2﹣CH2﹣COOH都只含有个羧基，相差一个CH2原子团，互为同系物，故B正确；
C． 的通式不同，不是同系物，故C错误；
D．羟基与苯环相连的是酚，与苯环测量相连的是醇，故D错误．
故选B．
【分析】结构相似，分子组成上相差1个或者若干个CH2基团的化合物互称为同系物．多用于有机化合物．
同系物判断规律：①一差：分子组成相差若干个CH2原子团，即相对分子质量差保持一致，犹如等差数列中的公差． ②一同：同通式．③一似：结构相似．
同系物的特点：1．同系物一定符合同一通式；但符合同一通式的不一定是同系物.2．同系物必为同一类物质.3．同系物化学式一定不相同.4．同系物的组成元素相同.5．同系物结构相似，不一定完全相同.6．同系物之间相差若干个CH2原子团．
9．【答案】B
【解析】【解答】解：苯的同系物蒸气密度为H2的60倍，则其相对分子质量为120，因其为苯的同系物，应符合通式：14n﹣6=120，n=9，则分子式为C9H12，该烃经氧化后，其产物1ml可中和3mlNaOH，说明氧化成三元羧酸，说明苯环上含有三个支链，即三个甲基，从而确定结构为： ，共3种；故选B．
【分析】现有苯的同系物，其蒸气密度为H2的60倍，则其相对分子质量为120，因其为苯的同系物，应符合通式：14n﹣6=120，n=9，则分子式为C9H12，该烃经氧化后，其产物1ml可中和3mlNaOH，说明氧化成三元羧酸，说明苯环上含有三个支链，即三个甲基，从而确定结构．
10．【答案】B
【解析】【解答】A． 属于加成反应，A不合题意；
B． 属于取代反应，B符合题意；
C． 属于氧化反应，C不合题意；
D．属于裂化反应，D不合题意；
故答案为：B。
【分析】取代反应的特点是两种物质互换原子或者基团，产物还是两种；加成反应的特点是两种物质反应，不饱和键断开，产物一种；有机物跟氧气、酸性高锰酸钾溶液的反应为氧化反应。
11．【答案】C
【解析】【解答】A．C5H10可能是烯烃或环烷烃，烯烃(5种)：1-戊烯：CH3CH2CH2CH=CH2、2-戊烯：CH3CH2CH=CHCH3、2-甲基-1-丁烯：CH3CH2C(CH3)=CH2、3-甲基-1-丁烯：(CH3)2CHCH=CH2、2-甲基-2-丁烯：(CH3)2C=CHCH3；环烷烃(5种)：环戊烷： 、甲基环丁烷： 、1，1二甲基环丙烷： 、1，2二甲基环丙烷： 、乙基环丙烷： ，共有9种，故A不符合题意；
B．对主链编号时，应选取离取代基近的一端开始编号， 的名称为2-甲基丁烷，故B不符合题意；
C．分子式相同而结构不同的有机物互为同分异构体，CH3COOCH2CH3和CH3CH2OOCCH3的分子式相同，分子结构不相同，是同分异构体，故C符合题意；
D．苯甲醇和苯酚类别不同，结构也不相似，不互为同系物，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、同分异构：根据不饱和度确定官能团，先写碳链异构，再写官能团的位置异构，1个不饱和度可以是碳碳双键，还可以是环状
B、 为2-甲基丁烷
D、一个为醇，一个为酚，不是同系物，同系物官能团的种类和数目都相同
12．【答案】A
【解析】【解答】甲烷和氯气的取代产物有4种有机物一种无机物，其中一氯甲烷和氯化氢是气体，其余是液体，所以正确的答案是A。
【分析】甲烷的取代反应是连锁反应会有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯化碳、氯化氢五中产物。
13．【答案】B
【解析】【解答】解：戊基﹣C5H11可能的结构有：﹣CH2CH2CH2CH2CH3、﹣CH（CH3）CH2CH2CH3、﹣CH（CH2CH3）2、﹣CH2CH（CH3）CH2CH3、﹣C（CH3）2CH2CH3、﹣C（CH3）CH（CH3）2、﹣CH2CH2CH（CH3）2、﹣CH2C（CH3）3，则戊醇的可能结构有8种，其中在浓硫酸存在下加热生成某烯烃以及含有2个﹣CH3的有：HOCH（CH3）CH2CH2CH3、HOCH（CH2CH3）2、HOCH2CH（CH3）CH2CH3、HOCH2CH2CH（CH3）2，故4种，故选B．
【分析】先书写戊基﹣C5H11异构体，戊基异构数目等于戊醇的异构体数目，此确定醇的同分异构体，然后根据它的同分异构体中，在浓硫酸存在下加热生成某烯烃，说明与羟基所连碳原子相邻的碳原子上含有氢原子，以及含有2个﹣CH3来筛选；
14．【答案】D
【解析】【解答】分子式为且与乙醇是同系物的同分异构体应属于醇类，符合条件的有8种，分别为、、 、 、 、 、 、；
故答案为：D。
【分析】与乙醇互为同系物，则分子结构中含有-OH，结合碳链异构，确定同分异构体的个数。
15．【答案】D
【解析】【解答】该有机物环上含有4种不同环境的氢原子，则该分子环上的一氯代物有4种，
故答案为：D。
【分析】依据“等效氢”判断。
16．【答案】C
【解析】【解答】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，A不符合题意，C符合题意；甲烷与氯气的反应中每取代1 ml氢原子，消耗1 ml氯气，生成1 ml HCl，故产物中HCl最多，B不符合题意；1 ml甲烷生成CCl4最多消耗4 ml氯气，D不符合题意。
【分析】A．光照条件下，氯气和甲烷发生取代反应生成四种取代物，与氯气量的多少无关；
B．氯气和甲烷的取代反应中产物最多的是HCl；
C．甲烷和氯气的取代反应中生成四种氯代烃和HCl；
D．氯气和甲烷发生取代反应时，被取代的H原子与氯气的物质的量之比为1：1．
17．【答案】C
【解析】【解答】解：A． 苯环上有3种不同氢原子，所以苯环上的一溴取代物有3种，故A错误；
B． 的苯环上有3种不同氢原子，所以苯环上的一溴取代物有3种，故B错误；
C． 的苯环上有2种氢原子，所以苯环上的一溴取代物有2种，故C正确；
D． 的苯环上有1种氢原子，所以苯环上的一溴取代物只有1种，故D错误．
故选C．
【分析】苯环上一溴取代物的同分异构体的种数取决于氢原子的种类，解题方法是找准对称轴，进行正确判断氢原子种类．
18．【答案】C
【解析】【解答】A. 分子式为 的有机物 催化生成醛必须有羟基且与羟基相连的碳原子有2个氢原子，结构式：CH3CH2CH2CH2OH,CH3CH(CH3)CH2OH,含有2种故A不符合题意
B. 分子式为 的有机物，不能与钠反应说明不含羟基，含有的是醚基，结构式是CH3CH2CH2-O-CH3,CH3CH2-O-CH2CH3,CH3CH(CH3)-O-CH3,共有3种，故B 不符合题意
C.分子式CH4H8O2及含有羟基有有醛基的同分异构体是CH2(OH)CH2CH2CHO,CH3CH(OH)CH2CHO,CH3CH2CH(OH)CHO、HOCH2CH(CH3)CHO,CH3(HO)C(CH3)CHO,有5种，故C不符合题意
D. 分子式为 的有机物，能与 溶液显色的说明含有 —C=C—OH ，找出同分异构体有9种，故D不符合题意
故答案为：C
【分析】根据给出的条件即可写出同分异构体的结构式
19．【答案】A
【解析】【解答】解：苯环上的四溴代物可以看作苯环六溴代物其中2个溴原子被2个H原子取代，故四溴代物与二溴代物同分异构体数目相同，由于二溴代物有9种同分异构体，故四溴代物的同分异构体数目也为9种，故选A．
【分析】利用换元法解答，苯环上的四溴代物可以看作苯环六溴代物其中2个溴原子被2个H原子取代，故二溴代物与四溴代物同分异构体数目相同．
20．【答案】D
【解析】【解答】分子式为且含有""，则另外的烃基为-C4H9， (不考虑立体异构)共有：-CH2CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-C(CH3)3、-CH2CH(CH3)2共4种，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】已知丁基（-C4H9）有4种同分异构体，利用分析，分子式为的醛有4种。
21．【答案】（1）2，2，4﹣三甲基﹣3，3﹣二乙基己烷
（2）2﹣甲基﹣2，4﹣己二烯
【解析】【解答】解：（1）（CH3）2CHC（C2H5）2C（CH3）2C2H5 选取最长的碳链为主碳链，含6个碳原子，2，2，4号碳上分别有一个甲基，3号碳上含两个乙基，得到物质名称为：（CH3）2CHC（C2H5）2C（CH3）2C2H5 ，
故答案为：2，2，4﹣三甲基﹣3，3﹣二乙基己烷；（2）） 选取含碳碳双键在内的最长碳链为主碳链，离双键近的一端编号，取代基位次和最小，得到名称为：2﹣甲基﹣2，4﹣己二烯，
故答案为：2﹣甲基﹣2，4﹣己二烯．
【分析】（1）烷烃命名选取最长碳链为主链，从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号．（2）烯烃的命名选取含有碳碳双键的最长碳链为主链，距离双键最近的一端命名为1号碳．
22．【答案】（1）CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
（2） +HO-NO2 +H2O
【解析】【解答】(1)甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，方程式为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl，故答案为：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl；(2)苯与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯和水，方程式是 +HO-NO2 +H2O，故答案为： +HO-NO2 +H2O。
【分析】（1）甲烷得一氯取代是一个氢原子被氯原子取代
（2）在浓硫酸的催化作用下发生硝化反应即取代反应
23．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d54s2
（2）
（3）
（4）4-甲基-1-戊炔
（5）
（6）19
【解析】【解答】(1)Mn的原子序数为25，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2。
(2)Cu的原子序数为29，核外电子分四层排布，从里往外依次为2，8，18，1，Cu2+是Cu原子失去4s上的一个电子和3d上的一个电子形成的，结构示意图为 。
(3)C的原子序数为27，价电子排布式为3d74s2，则价电子排布图为。
(4)根据炔烃的系统命名法，该炔烃主链上有5个碳原子，编号从离碳碳三键的一端开始，即从左到右编号，第4号碳原子上连有甲基，官能团在第1和2号碳原子上，则其系统名称为4-甲基-1-戊炔。
(5)根据醇的系统命名法，4，4-二甲基-2-戊醇主链上有5个碳原子，第2号碳原子上连有羟基，第4号碳原子上连有两个甲基，则其结构简式为。
(6)苯环是平面结构，碳碳双键也是平面结构，碳碳三键是直线结构，碳碳单键可以旋转，所以该有机物分子中最多有19个原子在同一平面上。
【分析】（1）Mn为25号元素，根据构造原理书写其核外电子排布式；
（2）Cu为29号元素，Cu原子失去2个电子形成Cu2+；
（3）C是27号元素，其价电子排布式为3d74s2，据此画出价电子排布图；
（4）炔烃命名时，选含官能团的最长的碳链为主链，从离官能团近的一端给主链上的碳原子进行编号，表示出支链和官能团的位置；
（5）醇命名时，选含官能团的最长的碳链为主链，从离官能团近的一端给主链上的碳原子进行编号，表示出支链和官能团的位置；
（6）苯环和碳碳双键为平面结构，碳碳三键是直线结构，单键可以旋转。
24．【答案】（1）2，3，5﹣三甲基己烷
（2）2，3﹣二甲基﹣1﹣丁烯
（3）12；6
（4）C6H14
【解析】【解答】解：（1）烷烃命名时，要选最长的碳链为主链，故主链上有6个碳原子，故为己烷，从离支链近的一端给主链上碳原子编号，故在2号、3号和5号碳原子上各有一个甲基，故名称为2，3，5﹣三甲基己烷，
故答案为：2，3，5﹣三甲基己烷；（2）为烯烃，碳碳双键在1号C，含有碳碳双键的最长碳链含有4个C，主链为丁烯，选取含有支链最多的碳链为主链，名称为2，3﹣二甲基﹣1﹣丁烯，
故答案为：2，3﹣二甲基﹣1﹣丁烯；（3）在CH3﹣ ﹣C≡C﹣CH=CH﹣CH3分子中，乙炔是直线型结构，C≡C三键形成的直线结构处于苯环平面内，苯环平面与碳碳双键形成的平面通过旋转碳碳单键可以处于同一平面，通过旋转连接C=C双键的C﹣C可能使甲基中碳原子处于C=C双键形成的平面，所以最多有12个C原子共面，即所有的碳原子都可能在同一平面内；分子中存在C≡C的直线结构，与﹣C≡C﹣相连的苯环中的碳原子、苯环上对位位置的碳原子、﹣CH3上的碳原子和与﹣C≡C﹣直接相连的C=C中的碳原子，共6个碳原子处于同一直线上，故在同一直线上的碳原子数为6，
故答案为：12，6； （4） 分子中含有6个碳原子，属于饱和烃，分子式为C6H14，故答案为：C6H14；
【分析】（1）烷烃命名时，要选最长的碳链为主链，从离支链近的一端给主链上碳原子编号，由简到繁同基合并，析出取代基名称和位置，最后写主链名称，据此分析；（2）烯烃命名选取含碳碳双键在内的最长碳链为主链，从离双键近的一端给主链编号，写出取代基位置和名称，最后写出双键位置和主链烯烃名称；（3）在常见的有机化合物中甲烷是正四面体结构，乙烯和苯是平面型结构，乙炔是直线型结构，其它有机物可在此基础上进行共线、共面分析判断，注意单键可以旋转，根据其结构特点解答；（4）依据碳原子写出四个共价键，氢原子形成一个共价键，短线表示的是碳碳原子形成的共价键，根据该有机物的键线式写出分子式；
25．【答案】（1）②③
（2）取代反应
（3）B
（4）液体分为两层，产生白色沉淀；溶液先变红后褪色
【解析】【解答】 在光照条件下，甲烷与氯气发生反应：CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2 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，溶液会先变红后褪色。
【分析】（1）在光照条件下，写出甲烷与氯气反应的化学反应方程式，按照方程式系数可知 Cl2有剩余，即有颜色，生成的氯化氢为气体，其余的物质为液体；
（2）取代反应是指化合物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应；
（3）用氢氧化钠吸收氯气和氯化氢；
（4）盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀，又因其他的氯代物不溶于水而分层，进而得出答案。