化学人教版高一必修2成长训练：第三章1.最简单的有机化合物—甲烷

主动成长
夯基达标
一、选择题
1.下列物质属于有机物的是( )
A.甲烷
B.碳酸钠
C.乙醇
D.碳化钙(CaC2)
思路解析：有机物指的是含碳元素的化合物。

组成有机物的元素除碳外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。

但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物、碳化物等少数含碳化合物，由于其组成与性质都跟无机物相似，故仍属无机物，也就是说，有机物中一定含有碳元素，而含碳元素的物质不一定是有机物。

答案：AC
2.下列关于有机化合物的说法中，正确的是( )
A.凡是含碳元素的化合物都属于有机化合物
B.易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质一定是有机化合物
C.所有的有机化合物都很容易燃烧
D.有机化合物的同分异构现象是有机化合物种类繁多的重要原因之一
思路解析：含碳元素的化合物绝大多数属于有机物，但有少数例外，如CO、CO2、碳酸及碳酸盐等，有机化合物大多数难溶于水，易溶于有机溶剂，但有些无机物的溶解性与有机物相似，如单质溴和碘等，大多数有机物很容易燃烧，但有少数例外，如CCl4等。

故选项A、B、C说法均不正确。

答案：D
3.下列说法中正确的是( )
A.有机物只能从有机体中获取而不能利用无机物来合成有机物
B.有机物是从动植物体内提取的有生命的化合物
C.大多数有机物是共价化合物，它们不具备无机物的性质
D.有机物有的不溶于水，有的可溶于水
思路解析：有机物不一定要从有机体中获取，它也可用无机物来制取。

如氰酸铵△
尿素；有机物并不
是有生命的化合物；有机物与无机物无明显的界限划分，它与无机物之间有某些共同的特点和性质；有机物有的不溶于水，如CH4，有的可溶于水，如乙醇、乙酸等。

故本题答案为D。

答案：D
4.在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是( )
A.CH3Cl
B.CH2Cl2
l4
D.HCl
思路解析：由CH4与Cl2发生取代反应的化学方程式可知，每生成1mol卤代烃，可生成1molHCl。

由于CH4与Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成。

则得到的产物中HCl的物质的量最多。

答案：D
5.下列叙述正确的是( )
A.分子式相同，各元素质量分数也相同的物质是同种物质
B.通式相同的不同物质一定属于同系物
C.分子式相同的不同物质一定是同分异构体
D.相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体
思路解析：分子式相同，结构不一定相同，所以不是同种物质；通式相同的不同物质不一定是同系物，也可能是同分异构体或是其他关系；相对分子质量相同，分子式不一定相同，如NO和C2H6等。

答案：C
6.下列物质的空间构型是正四面体的是( )
A.CO2
B.NH3
C.CH4
D.P4
思路解析：CO2分子是直线形的；NH3分子是三角锥形；CH4和P4均为正四面体，只是CH4中的C原子位于正四面体中央，而白磷分子(P4)中的P原子处于正四面体的顶点。

答案：CD
7.能够证明甲烷分子空间结构为正四面体的事实是( )
A.甲烷的四个碳氢键的键能相等
B.甲烷的四个碳氢键的键长相等
C.甲烷的一氯代物只有一种
D.甲烷的二氯代物只有一种
思路解析：甲烷的结构式为，其空间分子构型可能有两种：①为平面正方形结构；②为空间正四
面体结构。

无论是“平面正方形结构”还是“空间正四面体”结构，选项A、B、C都是对的，但选项A、B、C 并不能证明甲烷分子的构型是“平面正方形”还是“空间正四面体”。

若是构型①，则CH2Cl2
的结构式有：
两种；若是构型②，则二氯甲烷只有一种结构，这就反过来证明了CH4不是平面
结构。

答案：D
8.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯化物，该烃的分子式可以是( )
A.C3H8
B.C4H10
C.C5H12
D.C6H14
思路解析：一氯化物种数由烃分子中H原子种数决定，若只有一种，则意味着烃分子结构完全对称，氢原子只有一种。

CH4、CH3—CH3的一氯化物只有一种，若把H均用—CH3基取代，则得到：
这两种物质的一氯化物也只有一种，它们的分子式分别为C5H12，C8H18。

所以答案为C。

答案：C
9.下列有关烷烃的叙述中，不正确的是( )
A.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Cl2发生取代反应
C.烷烃的分子通式为C n H2n+2，符合该通式的烃不一定是烷烃
D.随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高
思路解析：烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键，烷烃都能与Cl2发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一；随着碳原子数的增加，烷烃的分子间作用力增大，使其熔沸点逐渐升高；因分子通式中C n H2n+2中的氢原子已达饱和，故符合C n H2n+2的有机物只可能是烷烃。

答案：C
10.有关简单烷烃的叙述：①都是易燃物；②特征反应是取代反应；③相邻两个烷烃分子在组成上相差一个甲基，其中正确的是( )
A.①③
B.②③
C.仅①
D.①②
思路解析：烷烃属碳氢化合物，容易燃烧生成CO2和H2O；烷烃的特征反应是取代反应，如可在光照条件下与Cl2等发生取代反应；相邻的两个烷烃分子在组成上相差一个CH2原子团，而甲基是—CH3。

答案：D
11.下列物质中互为同分异构体的是(
)
思路解析：判断两种物质是否互为同分异构体，一是要分子式相同；二是要结构不同。

显然选项C、D分子式相同，结构不同。

答案：CD
12.如果空气中混入甲烷的体积达到总体积的5%—15%这个范围，点燃甲烷时就会发生爆炸。

则发生爆炸最剧烈时，CH4在空气中的体积分数约为( )
A.5%
B.8%
C.9.1%
D.10.5%
思路解析：爆炸最剧烈时也就是甲烷与氧气恰好完全反应时。

设空气中CH4的体积为x，由CH4燃烧的方程式可求出爆炸最剧烈时需O2的体积为2x，此时空气中还含有N2的体积约为8x，由CH4在空气中的体积
分数为x
x x x 82++×100%≈9.1%。

故本题答案为C 。

答案：C
13.一定量的甲烷燃烧后得到的产物为CO 、CO 2和水蒸气，此混合气体质量为49.6 g ，当其缓慢经过无水氯化钙(足量)时，氯化钙增重25.2 g ，则原混合气体中CO 2的质量为( )
A.24.4 g
B.19.7 g
C.13.2 g
D.12.5 g
思路解析：25.2g 是甲烷燃烧生成的H 2O(g)的质量，n(H 2O)=25.2g÷18g/mol=1.4mol ，则甲烷的物质的量可由氢元素守恒求得：n(CH 4)=2
1×1.4mol=0.7mol ，则混合气体中CO 和CO 2的物质的量之和为0.7mol ，而其质量之和为(49.6g-25.2g)=24.4g 。

据此可得下列方程：
⎩⎨⎧=∙+∙=+.
4.24)(/44)(/28,7.0)()(22g CO n mol g CO n mol g mol CO n CO n 解得 n(CO)=0.4mol ，n(CO 2)=0.3mol ，
则m(CO 2)=0.3mol×44g/mol=13.2g 。

答案：C
二、非选择题
14.如图3-2所示，U 形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。

将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。

图3-2
(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式_______________。

(2)经过几个小时的反应后，U 形管右端的玻璃管中水柱变化是( )
A.升高
B.降低
C.不变
D.无法确定
(3)U 形管左端的气柱变化是( )
A.体积增大
B.体积减小
C.消失
D.不变
(4)试解释U 形管右端的玻璃管中水柱变化的原因____________________________________。

思路解析：(1)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应：CH 4+4Cl 2−−→
−光照
CCl 4+4HCl; (2)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U 形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U 形管右侧液面下降。

(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U 形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，气柱体积减小。

(4)反应中气体的物质的量减少，且生成的HCl 能够溶于水，所以左侧压强减小至零，故右侧玻璃管中的水柱降低，左侧气柱消失。

答案：(1)CH 4+4Cl 2−−→
−光照CCl 4+4HCl (2)B
(3)BC(注意：体积消失是体积减小的极限)
(4)由上述化学方程式可知此反应中气体的物质的量减少，且生成的HCl 能够溶于水，所以左侧压强减小至零，故右侧玻璃管中的水柱降低，左侧气柱消失
走近高考
15.(2004全国理综Ⅲ，11)1 mol 某气态烃C x H y 完全燃烧，需用3 mol O 2，则( )
A.x=2,y=2
B.x=2,y=4
C.x=3,y=6
D.x=3,y=8
思路解析：本题以气态烃类有机物燃烧为载体，考查运用燃烧通式通过讨论法确定有机化合物化学式的能力。

解法一：烃燃烧的反应方程式如下：
C x H y +(x+4y )O 2−−→−点燃xCO 2+2y H 2O 因为该气态烃完全燃烧需要3molO 2，所以x=3的选项肯定不对。

选项x=2时，生成2CO 2已耗去2molO 2，还有1molO 2可供4个H 用，正好符合选项B 。

解法二：根据题中的信息可写出反应方程式：
C x H y +3O 2−−→
−点燃xCO 2+2y H 2O 。

由O 原子守恒得：2x+2
y =6。

讨论：当x=1，y=8，不符合；
当x=2，y=4，符合；
当x=3，y=0，不符合；
当x=4，y=-4，不符合。

本题正确答案为选项B 。

答案：B
16.分子式为C 4H 9Cl 的同分异构体有( )
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
思路解析：本题考查有机化合物中的一个重要概念——同分异构体。

能够推算简单有机物的同分异构体数目是有机化学的最基本知识。

解法一：先写出丁烷的同分异构体：
①CH 3—CH 2—CH 2—CH 3
②
然后用氯原子取代不同碳原子上的氢原子即可，①式可得2种，②式也可得2种，共4种：
解法二：将C 4H 9Cl 理解为—C 4H 9与Cl 原子相连所得。

C 4H 9Cl 的同分异构体即—C 4H 9(丁基)的同分异构体，—C 4H 9的同分异构体有4种，分别为：
答案：D
17.主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有( )
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
思路解析：本题主要考查对有限定条件下同分异构体书写的掌握情况。

主链为5个C 原子，有甲基、乙基2
个支链的烷烃只能是和，共2种。

答案：A。