高中沪科技版（2020）7.1 饱和烃精品课时练习

这是一份高中沪科技版（2020）7.1 饱和烃精品课时练习，文件包含同步讲义高中化学沪科版2020必修第二册--71烷烃学生版docx、同步讲义高中化学沪科版2020必修第二册--71烷烃教师版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共42页， 欢迎下载使用。
7.1 饱和烃
学习聚焦


知识精讲

知识点01 天然气
l 天然气的自然界存在
天然气是一种高效且清洁的气体，主要成分就是甲烷，除天然气之外，还有瓦斯气体、煤矿坑道气、可燃冰、页岩气等等，经常使人混淆的是水煤气与石油液化气，前者的主要成分是氢气与一氧化碳，后者的主要成分是乙烷、丙烷、丁烷等。
l 烃类有机物的概念
组成有机物的元素除碳、氢外，常有氧、还有氮、硫、卤素、磷等，其中仅含有碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。甲烷是烃类中分子组成最简单的物质。
【即学即练1】“北溪”天然气管道是俄罗斯向欧洲输气的主要管道。2022 年 9 月 26 日，“北溪”天然气管道发现两个泄漏点，分别位于丹麦和瑞典附近水域。下列说法错误的是
A．天然气的主要成分是 CH4
B．天然气是一种清洁能源
C．甲烷燃烧反应中，生成物的总能量高于反应物的总能量
D．天然气是不可再生能源
【答案】C
【解析】A．天然气的主要成分是甲烷，故A正确；
B．甲烷燃烧生成二氧化碳和水，天然气是一种清洁能源，故B正确；
C．甲烷的燃烧热为放热反应，生成物的总能量低于反应物的总能量，故C错误；
D．天然气属于不可再生能源，故D正确；
故答案选C。

知识点02 甲烷的分子结构和性质
甲烷的结构
名称
分子式
电子式
结构式
空间构型

甲烷

CH4




正四面体

球棍模型 空间填充模型


注意：甲烷的分子结构和白磷的分子结构都是正四面体，但是二者并不完全一样，甲烷是以碳原子为体心，氢原子为顶点的正四面体，而白磷是以4个磷原子为顶点的中空的正四面体。
如何证明甲烷是正四面体结构呢？（答案：二氯甲烷只有一种结构）
l 甲烷的物理及化学性质
物理性质：
没有颜色，没有气味的气体，密度比空气小，难溶于水，是天然气，沼气，坑道气的主要成分。
化学性质：
（1）稳定性：常温下与溴水，高锰酸钾溶液等都不反应。
（2）可燃性：在空气中点燃纯净的甲烷气体，能够安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热。
CH4+2O2CO2+2H2O （注意：点燃甲烷前，一定要验纯）
（3）取代反应：甲烷在光照下能和氯气发生取代反应。
CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl
CH4+3Cl2CHCl3+3HCl CH4+4Cl2CCl4+4HCl
提问：该实验的实验现象是什么？如果1mol甲烷和1mol氯气反应，则产物是什么?
答案：量筒壁上出现油状液滴，量筒内水面上升。量筒内气体颜色变浅。
五种产物都有

注意：四种取代产物中只有CH3Cl是气体且比水轻，其他均为液体且比水重，CHCl3又称为氯仿
（4）在隔绝空气加强热的条件下裂解 CH4 C + 2H2

甲烷的实验室制备
（1）反应原料：无水醋酸钠和碱石灰
（2）反应原理：
CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4↑

拓展：
（3）发生装置和收集装置：
发生装置：S + S g （大试管、酒精灯等） 收集装置：排水法或向下排空气法
（4）尾气处理：点燃法
（5）注意事项：
①药品为无水醋酸钠和碱石灰；
②生石灰可稀释混合物的浓度，使混合物疏松，便于甲烷逸出，同时也减少了固体NaOH在高温时跟玻璃的作用，防止试管破裂。此外，NaOH吸湿性强，生石灰还起到吸水的作用可以减小对制备甲烷反应的不利影响。
【即学即练2】和的混合气体在光照下发生反应，实验装置如图。下列说法不正确的是

A．分子中的共价键是s-p键
B．产物分子是极性分子
C．有HCl生成说明该反应是取代反应
D．试管壁出现油状液滴，有机产物的沸点：
【答案】A
【解析】A．Cl2 分子是两个Cl原子利用各自的p轨道中的单电子共用形成的p-p σ 键，故A错误；
B．产物 CH3Cl 分子可看做是甲烷中的一个氢原子被氯原子取代生成的，CH4是正四面体结构，正负电荷中心重合，是非极性分子，CH3Cl分子中正负电荷中心不重合，是极性分子，故B正确；
C．甲烷和氯气在光照下发生反应，除了生成有机物外，还有HCl生成，说明氯气中的一个氯原子取代了甲烷分子中的一个氢原子，被取代下来的氢原子和另一个氯原子结合成HCl，该反应是取代反应，故C正确；
D．甲烷和氯气发生取代反应生成CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl多种取代产物，其中只有CH3Cl在常温下是气态的，CCl4、CHCl3、CH2Cl2均为不溶于水的液体，所以能看到试管壁出现油状液滴。CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl均属于卤代烃，在卤代烃中，碳原子数和卤素原子相同时，卤素原子数越多，相对分子质量越大，则分子间作用力越大，沸点越高，则有机产物的沸点： CCl4＞CHCl3＞CH2Cl2＞CH3Cl，故D正确；
故选A。

知识点03 烷烃 同分异构体现象
1 烷烃的通式：CnH2n+2（n≥1）
2 烷烃的物理性质
（1） 状态：一般情况下，碳原子数为1-4的烷烃为___气态____态，5-16的为___液态___态，16以上是固态。（注：新戊
烷在常温下为气态）
（2） 溶解性：烷烃均_____难溶___于水。
（3） 密度和熔沸点：随着碳原子数的递增，烷烃的熔沸点逐渐____升高____,对于分子式相同的烷烃，支链越多，熔沸点越___低___,随碳原子数增多，烷烃的密度逐渐__升高____,但__小于____水的密度
3 烷烃的化学性质
（1） 一般情况下比较稳定，不能使溴水，高锰酸钾等褪色。
（2） 取代反应：在光照下都能和卤素发生取代反应
拓展1：烷烃的一氯代物的书写方法（主要看烷烃共有几种氢原子，有几种氢就有几种一氯代物）
等效氢的判断：（1）分子中同一个碳原子上连接的氢等效（如甲烷上的氢原子）；（2）同一个碳上所连甲基上的氢
等效（如新戊烷）；（3）处于对称位置上的氢等效（如CH3—CH2—CH3,左右两个碳上的氢等效）
拓展2：烷烃的二氯取代物的书写方法
（1）先固定一个氯原子在链端碳原子上，然后再碳链上移动另一个氯原子，写出全部的结构；（2）然后将固定在链端碳原子上的氯移到第二个碳原子上，依然在碳链上移动另一个氯原子，写出与上面不同的结构；依次类推即可
（3） 氧化反应：在点燃的条件下都能和氧气反应生成二氧化碳和水（随着碳原子数的增多，燃烧越来越不充分，火焰明亮并伴有黑烟）
CnH2n+2+（3n+1）/2O2nCO2+(n+1)H2O
（4） 热解：在高温时，烷烃能分解成小分子
注：热解包括裂化和裂解，在无氧条件下，烷烃在高温下的反应称为裂化，依据温度的不同和催化剂的不同，可以分为热裂化和催化裂化，更高的温度又叫裂解 ，是深度裂化。
4 同系物
（1） 定义：结构相似，在分子组成上相差n个CH2原子团的物质（n≥1）。
注意：1结构相似，是指官能团要相同，2 分子组成上相差n个CH2原子团的也不一定是同系物，例如：C2H4和C3H6，可以是烯烃还可能是环烷烃。3：符合同一通式，结构相似，但不能相同
5 同分异构体
（1） 定义：分子式相同而结构不同的化合物。例
（2） 书写同分异构体的方法：烷烃同分异构体的书写通常采用“减链法”
主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻到间
对于烷烃同分异构体数目=2n-4+1（4≦n≦7），此规律适于烷烃同分异构体书写后的检查
6 烷烃的命名
（1）选主链——碳原子最多的碳链为主链；
（2）编号位——定支链，要求取代基所在的碳原子的编号代数和为最小；
（3）写名称——支链名称在前，母体名称在后；先写简单取代基，后写复杂取代基；相同的取代基合并起来，用
二、三等数字表示。
例：该有机物的名称是2，3-二甲基己烷
【即学即练3】填空。
(1)分子中含有22个共价键的烷烃的分子式为_______；
(2)已知有多种同分异构体，其中主链含有五个碳原子，有两个甲基作支链，符合条件的烷烃有____种，其中有一种同分异构体的一氯代物有4种同分异构体，请写出其结构简式_____。
(3)下列各组物质：①红磷和白磷；②和；③和；④和；⑤和。请根据题意，将各组物质的编号填入下列空白处。
互为同系物的是_______，互为同分异构体的是_______，互为同位素的是_______，互为同素异形体的是_______，是同一物质的是_______。
【答案】(1)C7H16
(2)     4    
(3)     ④     ③     ②     ①     ⑤

【解析】（1）
烷烃的通式为CnH2n+2，（n-1）+2n+2=22，n=7，故分子中含有22个共价键的烷烃的分子式为C7H16；
（2）
已知有多种同分异构体，其中主链含有五个碳原子，有两个甲基作支链，注意甲基不上首尾，两个甲基可以上同一个碳：、，两个甲基上不同的碳：、共符合条件的烷烃有4种，其中有4类等效氢，一氯代物有4种同分异构体。
（3）
④和，结构相似且相差一个CH2原子团，互为同系物；③和是分子式相同结构不一样的两种丁烷，互为同分异构体；②和是质子数相同中子数不同，互为同位素；①红磷和白磷是同种元素形成的结构不一样的单质，互为同素异形体；⑤和是同一物质。
常见考法
常见考法一 烃类的一氯代物
【例1】2，2—二甲基丁烷发生一氯代反应时，得到的一氯取代物最多有
A．二种 B．三种 C．四种 D．五种
【答案】B
【解析】2，2—二甲基丁烷分子中含有3类氢原子，与氯气光照条件下发生一氯代反应时，得到的一氯取代物最多有3种，故选B。

必杀技
【同步练习1】乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应，得到乙烷的氯代产物最多有
A．10种 B．9种 C．8种 D．7种
【答案】B
【解析】乙烷中所有氢原子都等效，则其一氯取代物只有l种；二氯取代物中两个Cl原子可以在同一个C原子上，也可以在两个不同的C原子上因此有2种不同结构；同理三氯取代物有2种，四氯取代物有2种(与二氯取代物个数相同)，五氯取代物有l种(与一溴取代物个数相同)，六氯取代物1种，所以乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应，得到乙烷的氯代产物最多有1+2+2+2+1+1=9种，故合理选项是B。
常见考法二 烷烃的取代反应及同分异构体
【例2】回答下列问题
(1)同学们已经学习了同位素、同系物、同素异形体、同分异构体，你能区别这些概念吗？下面列出了几组物质，请将物质的合适组号填写在下表中。
①和；②CH3C(CH3)2CH3和；③CH4和CH3CH2CH3；④金刚石与石墨；⑤氕、氘与氚；⑥16O、17O和18O；⑦乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)；⑧氧气(O2)与臭氧(O3)。  
类别
同位素
同系物
同素异形体
同分异构体
组号
_______
_______
_______
_______

(2)出下列各烷烃的分子式：烷烃B的分子中含有300个氢原子：_______。已知某烷烃分子中电子数为42，该烷烃的分子式为_______。
(3)分子式为C5H10O且属于醛类的有机物有_______种，结构简式分别是_______。
【答案】(1)     ⑤⑥     ①③     ④⑧     ②⑦
(2)     C149H300     C5H12
(3)     4     CH3CH2CH2CH2CHO、、、

【解析】（1）
①和两者结构相似，组成上相差一个CH2，两者互为同系物。
②CH3C(CH3)2CH3和两者分子式相同，结构不同，互为同分异构体。
③CH4和CH3CH2CH3两者结构相似，分子组成相差2个CH2，互为同系物。
④金刚石和石墨都是碳的单质，结构不同，互为同素异形体。
⑤氕、氘和氚为氢原子的三种核素，为同位素。
⑥16O、17O和18O为中子数不同的氧原子，为同位素。
⑦乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)分子式相同，结构不同，互为同分异构体。
⑧氧气(O2)与臭氧(O3)均为氧的单质，结构不同，为同素异形体。
则属于同位素的是⑤⑥，同系物的是①③，同素异形体的是④⑧，同分异构体的是②⑦。
（2）
烷烃的分子式通式为CnH2n+2，烷烃B的分子中含有300个氢原子，则n=149，则其分子式为C149H300。某烷烃分子中电子数为42，则6n+2n+2=42，解得n=5，该烷烃的分子式为C5H12。
（3）
分子式为C5H10O的醛类物质，则该物质除了醛基外，剩余基团为-C4H9，-C4H9碳链为C-C-C-C时，有两种不同的位置连接醛基，碳链为时，有两种不同的位置连接醛基，则属于醛类的有机物有4种，结构简式分别为CH3CH2CH2CH2CHO、、、。

必杀技

【同步练习2】





常见考法三 烷烃的综合计算
【例3】烷烃广泛存在于自然界中，例如苹果表面的蜡状物质、蚂蚁分泌的信息素、石蜡和凡士林等物质中都含有烷烃。
(1)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43倍：_______。
②烷烃B的分子中含有200个氢原子：_______。
③分子中含有22个共价键的烷烃C为_______。
④0.1mol烷烃D完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L_______。
(2)下列关于烷烃的叙述中正确的是_______。
A．都是易燃物，燃烧产物一定为二氧化碳和水 B．在光照条件下，能使溴水褪色
C．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物 D．能使酸性溶液褪色
(3)把下列物质的沸点按由高到低的顺序排列_______。(填入编号)
①   ②   ③2，3，三甲基戊烷    ④
(4)用系统命名法命名下面的烃A：_______；A的一氯代物有_______种。

(5)某烷烃的相对分子质量为114，与氯气发生取代反应所得的一氯代物只有一种。写出该取代反应的化学方程式。(注意有机物要写结构简式)_______。
(6)某烷烃的系统命名为□，□-二乙基庚烷，写出所有符合的结构简式：_______。
【答案】(1)     C6H14     C99H200     C7H16     C3H8
(2)C
(3)③④①②
(4)     2，2，6-三甲基-4-乙基辛烷     10
(5)(CH3)3C-C(CH3)3+Cl2  (CH3)3C-C(CH3)2CH2Cl+HCl
(6)CH3CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH2CH3) CH2CH(CH2CH3) CH2CH3
【解析】（1）①密度之比=摩尔质量之比=等于相等分子量之比，烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍，则A的相对分子量为2×43=86，A的相对分子质量为：14n+2=86，n=6，即该烷烃的分子式为C6H14，故答案为：C6H14；
②令烷烃的组成为CnH2n+2，烷烃B的分子中含有200个氢原子，即2n+2=200,解得n=99，所以B的分子式为C99H200；
③令烷烃的组成为CnH2n+2，含有的共价键数目为3n+1，该烷烃有22个共价键，则：3n+1=22，解得，n=7，所以该烷烃中碳原子数目为7，分子式为C7H16；
④0.1mol烷烃D完全燃烧，消耗O2为=0.5mol，所以1mol该烃完全燃烧，消耗5mol氧气，根据反应 ，可知，，即D的分子式为C3H8；
（2）A．烷烃中含有碳氢元素，完全燃烧产物为二氧化碳和水，氧气不足时，烷烃不完全燃烧，产物可能为一氧化碳和水，选项A错误；
B．在光照条件下，烷烃不能与溴水反应，不能使溴水褪色，选项B错误；
C．烷烃的卤代反应很难得到纯净的产物，一般会产生多种卤代烃，选项C正确；
D．烷烃不含不饱和的碳碳双键或碳碳三键等，不能使酸性溶液褪色，选项D错误；
答案选C；
（3）烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化，沸点逐渐升高；碳原子数相同的烃，支链越多，熔沸点越低，③2，3，三甲基戊烷中碳原子是8个，沸点最高；④中碳原子是6个，沸点次之；①、②中碳原子都是5个，且②中支键较多，沸点最低，故沸点按由高到低的顺序排列为③④①②；
（4）A中最长碳链有8个碳，第二个碳上有2个甲基，第六个碳上有一个甲基，第四个碳上有一个乙基，用系统命名法命名为2，2，6-三甲基-4-乙基辛烷；分子中有10种不同化学环境的氢，一氯代物有10种；
（5）烷烃的通式为CnH2n+2，根据相对分子质量可知12n+2n+2=114，则n=8，该烷烃的分子式应为C8H18，跟氯气反应生成的一氯代物只有一种，说明结构对称，分子中只含有一种H原子，符合条件的烷烃的结构简式为，该取代反应的化学方程式为(CH3)3C-C(CH3)3+Cl2 (CH3)3C-C(CH3)2CH2Cl+HCl；
（6）某烷烃的系统命名为□，□-二乙基庚烷，符合乙基取代位置只能在第3、4、5个碳上，符合条件的有3，3-二乙基庚烷，结构简式为：CH3CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH2CH3；4，4-二乙基庚烷，结构简式为：CH3CH2CH2C(CH2CH3)2CH2CH2CH3；3，4-二乙基庚烷，结构简式为：CH3CH2CH(CH2CH3)CH(CH2CH3)CH2CH2CH3；3，5-二乙基庚烷，结构简式为：CH3CH2CH(CH2CH3) CH2CH(CH2CH3) CH2CH3。
必杀技

【同步练习3】从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内：
(1)A．CH3COOCH3和CH3CH2COOH B．12C和14C C．O2、O3 D．和  E.和 F.H、D、T G.CH3OCH3、CH3CH2OH H.、。
①属于同位素的有_______；
②属于同一种物质的有_______；
③属于同素异形体的有_______；
④属于同分异构体的有_______。
(2)有A、B两种烃，A分子中约含82.75%的碳，烃A对氢气的相对密度是29；烃B式量比空气的平均相对分子质量稍小，烃B能使溴的四氯化碳溶液褪色，根据以上实验事实回答问题。
①推断A、B两烃的分子式：A_______；B_______。
②A、B中_______(填A、B)存在同分异构体，写出其所有同分异构体的结构简式_______。
③写出B与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式：_______。
【答案】(1)     B、F     E、H     C     A、D、T
(2)     C4H10     C2H4     A     CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3     CH2=CH2+Br2→Br2CHCH2Br
【解析】(1)A组两种物质分子式相同，但结构不同，互为同分异构体；
B组为碳元素的不同核素，互为同位素；
C组两种物质为O元素形成的不同单质，互为同素异形体；
D组两种物质分子式相同，但结构不同，互为同分异构体；
由于甲烷是正四面体构型，所以E组为同一种物质；
F组为氢元素的不同核素，互为同位素；
G组两种物质分子式相同，但结构不同，互为同分异构体；
H组两物质分子式相同，结构相同，为同种物质。
(2)烃A对氢气的相对密度是29，所以其相对分子质量为29×2=58，所含碳原子数目为=4，氢原子数目为=10，所以A的分子式为C4H10；空气的平均相对分子质量为29，烃B式量比空气的平均相对分子质量稍小，烃B能使溴的四氯化碳溶液褪色，即含有碳碳双键，则B为CH2=CH2。
（1）①根据分析属于同位素的有B、F；
②根据分析属于同一种物质的有E、H；
③根据分析属于同素异形体的有C；
④根据分析属于同分异构体的有A、D、T；
（2）①根据分析可知A的分子式为C4H10；B的分子式为C2H4；
②A存在同分异构体，有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3两种同分异构体；
③B为乙烯，与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，化学方程式为CH2=CH2+Br2→Br2CHCH2Br。
常见考法四 烷烃的同系物以及同分异构体
【例4】．烷烃分子可以看成由-CH3、-CH2-、和等结合成的。如果某烷分子中同时存在这4种基团，所含碳原子数最小，这种烷烃分子应含_____个碳原子，其结构简式可能为_______或_______或_______。
【答案】     8              

【解析】如果某烷烃分子中同时存在上述4种基团，最少—CH2—、各含有一个，剩下的为甲基，设甲基个数是x，由烷烃的通式知2(x+3)+2="2+1+3X" ，x="5" ，所以最少应含有的碳原子数是8 ，其结构简式可能为或
或。


必杀技

【同步练习4】回答下列问题：
(1)某物质只含C、H、O三种元素，其分子的球棍模型如图所示，分子中共有12个原子(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键)。

该分子中共平面的原子数最多为___________(已知羧基的四个原子可以共平面)。
(2)甲烷与氯气的体积比为1∶1，光照条件下在如图所示的装置中反应，则得到的产物为

A．、HCl B．、HCl
C．、 D．、、、、
(3)甲烷最简单的同系物与氯气光照条件下反应，其生成物的化学式最多可能有
A．5 B．7 C．9 D．10
(4)经过几个小时的反应后，U形管右端的液面变化是
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
(5)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
【答案】(1)10
(2)D
(3)B
(4)B
(5)B

【解析】(1)
碳碳双键是平面结构、羧基的四个原子可以共平面，如图所示，该分子中共平面的原子数最多为10个(标有“·”)。
(2)
甲烷和氯气在光照条件下发生多步取代反应，但多步取代反应是同时进行且各步反应都是可逆反应，所以得到的产物与甲烷和氯气的物质的量之比无关，故得到的产物为、、、、，故D正确。故答案:D。
(3)
甲烷最简单的同系物乙烷与氯气发生多步取代反应，生成物的化学式可能有C2H5Cl、C2H4Cl2、C2H3Cl3、C2H2Cl4、C2HCl5、C2Cl6和HCl，共7种，故B正确。故答案:B。
(4)
经过几个小时的反应后，氯气被消耗，U形管左端气体的物质的量减小，生成的HCl极易溶于水，所以压强减小，U形管右端的玻璃管中液面降低。故B正确。
(5)
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；故选B。
分层提分


题组A 基础过关练
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．1.8gD2O含有的中子数为NA
B．46g分子式为C2H6O的有机物含有的共价键数目为8NA
C．标准状况下，22.4LSO2与足量氧气充分反应生成的SO3的分子数为NA
D．1molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA
【答案】B
【解析】A．D2O的摩尔质量是20g/mol，1.8gD2O含有的中子数为×10×NA=0.9NA，A错误；
B．46gC2H6O的物质的量为1mol，结构可能是二甲醚或乙醇，无论二甲醚()或乙醇()，共价键数目均为8NA，B正确；
C．二氧化硫与氧气反应为可逆反应，不能进行到底，故生成的SO3的分子数小于NA，C错误；
D．甲烷和氯气的取代反应是连锁反应，同时生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，即1mol甲烷没有全部转化成CH3Cl，故生成的CH3Cl分子数小于NA，D错误；
故选B。
2．下列实验能获得成功的是
①甲烷气体在空气中点燃获得热量②甲烷气体通入氯水中制取一氯甲烷③甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中使其紫色褪去④甲烷通入浓硝酸中分解得到碳单质和氢气
A．只有①② B．只有① C．只有④ D．①②③④
【答案】B
【解析】甲烷燃烧放热，所以甲烷气体在空气中点燃可获得热量，①正确；甲烷与氯水不反应，不能制取一氯甲烷，②错误；甲烷为饱和烃，与酸性高锰酸钾溶液不反应，通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液的紫色不褪去，③错误；甲烷与浓硝酸不反应，④错误，综上所述只有①正确；
故选B。
3．天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中错误的是
A．通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯
C．甲烷与氯气反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水
【答案】B
【解析】A．通常情况下，CH4性质稳定，一般来说不与强酸、强碱、强氧化剂反应，故A正确；
B．可燃性气体在加热或点燃前都要验纯，以防发生爆炸，故B错误；
C．CH4与Cl2的反应是逐步进行的，每步都属于取代反应，故C正确；
D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都属于卤代烃，难溶于水，故D正确；
故选B。
4．下列有关甲烷的说法不正确的是
A．1mol甲烷中含有4molC—H共价键
B．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
C．光照条件下甲烷能与氯气发生取代反应
D．通常情况下，甲烷与稀H2SO4、NaOH溶液均不反应
【答案】B
【解析】A．甲烷中含4条C-H键，故1mol甲烷中含4molC-H键，选项A正确；
B．CH4和CCl4都是正四面体结构，而CH3Cl是四面体结构，其中C—H键与C—Cl键的键长不等，选项B不正确；
C．甲烷能和卤素单质的蒸气在光照条件下发生取代反应，即甲烷能和氯气发生取代反应，条件是光照，选项C正确；
D．甲烷性质稳定，和强酸、强碱以及强氧化剂一般不反应，故甲烷不能使高锰酸钾溶液褪色，选项D正确；
答案选B。
5．下列烷烃在光照下与氯气反应，生成的一氯代烃只有一种的是
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH2CH3
C． D．
【答案】C
【解析】A．有两种不同位置的H原子，与氯气反应生成的一氯代烃有两种，A错误；
B．有三种不同位置的H原子，与氯气反应生成的一氯代烃有三种，B错误；
C．只有一种H原子，与氯气反应生成的一氯代烃只有一种，C正确；
D．有四种不同位置的H原子，与氯气反应生成的一氯代烃有四种，D错误；
故选C。
题组B 能力提升练
6．天然气的主要成分——CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，其中正确的是
①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；
②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；
③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一；
④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。
A．①②③ B．①②④ C．③④ D．②③
【答案】B
【解析】①天然气与煤、柴油相比燃烧时生成的污染物较少，而且天然气的热值大，故天然气是较清洁的能源，故① 正确；
②CH4的相对分子质量为：12+4=16；CO2的相对分子质量为：12+16×2=44；因为16