苏教版高中化学必修二专题3第一单元第1课时天然气的利用甲烷

(4)取一定质量的丙烷完全燃烧，产生的CO2的物质的量__________(填“大于”、“等于”、“小于”)H2O的物质的量。

14．(1)某学习小组为验证烃分子中含有碳、氢两种元素并测定产生CO2的质量，将其燃烧产物通过：a.浓硫酸 b．澄清石灰水 c．无水硫酸铜 d．碱石灰 正确的操作顺序为________。

(2)该学习小组的同学欲推测烃A的结构，他们测得A的相对分子质量为72，该烃中碳元素的质量分数为83.3%，完全燃烧0.1 mol A，生成22 g CO2气体。请回答下列问题： A的分子式为________，A可能的结构简式有______种，若A没有支链，则其结构简式是________________________________，若A的一氯代物只有一种，则A的结构简式为__________________。

答案精析

第1课时 天然气的利用 甲烷

1．B 2.C

3．B [CH4的性质比较稳定，通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，而不是不能被任何氧化剂氧化，A正确，B错误；CH4在光照条件下与Cl2发生取代反应，生成4种有机产物，它们是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均难溶于水，故C、D均正确。]

4．D [CH4与Cl2在光照时发生取代反应，反应不停留 在某一步反应上，所以不管二者物质的量之比为多少，反应一旦开始，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 与CCl4均会生成，HCl为无机物。]

5．C [含C、H或含C、H、O元素的有机物完全燃烧的产物均只有CO2和H2O，A不是烷烃的特征性质；大多数有机物都难溶于水，很多有机物都是非电解质，如蔗糖，这是大多数有机物的性质，而不是烷烃的特征性质，B不正确；分子组成符合CnH2n＋2(n≥1)的烃一定是烷烃，烷烃可与氯气在光照条件下发生取代反应，C正确；烷烃与溴水、酸性高锰酸钾均不反应，D不正确。]

6．C [A不符合烷烃通式CnH2n＋2(n≥1)；B 不是烃(含O元素)；D项分子中碳原子间不是单键结合，不是烷烃。]

7．D [相邻烷烃在分子组成上相差一个“CH2”原子团，而不是—CH3。]

8．B [从化学组成上分析，水是由氢、氧两种元素组成的，二者属同一种物质；CH3CH2CH3与CH3CH2CH(CH3)2都属于烷烃，分子组成上相差2个“CH2”原子团，二者互为同系物；同系物化学性质相似，故丙烷不能使溴水因反应而褪色 ，丁烷能与Cl2发生取代反应。] 9．A [结构相似(则化学性质相似)，组成上相差1个或若干个“CH2”原子团的化合物互称同系物，同系物具有同一通式，故A错误，B、C、D正确。]

10．A [0.1 mol两种气态烃中含有：n(C)＝n(CO2)＝0.15 mol，n(H)＝2n(H2O)＝0.4 mol，其平均分子式为C1.5H4。故一定有甲烷，没有乙烷。] 11．④ ③

解析 ①前者是环状，后者是链状，两者不互为同系物，分子式不相同，不互为同分异构体。②前者全是单键，后者不全是单键，两者不互为同系物，分子式不相同，不互为同分异构体。③两者分子式相同，互为同分异构体。④两者分子式不同，相差3个“CH2”原子团，结构

相似，都是以单键形成的链烃，互为同系物。

12．(1)CH4＋4Cl2――→CCl4＋4HCl (2)D (3)B 反应中气体的物质的量减小，且生成的HCl能够溶解于水中，所以左侧压强减小，故右侧玻璃管中的水柱下降 (4)有白色胶状沉淀生成 (5)平衡气压

解析 (1)因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，CH4＋4Cl2――→CCl4＋4HCl。

(2)甲烷与氯气的取代反应是多步反应，多个反应同时发生，并非一步反应完成后，下一步反应才能进行，而且每一步反应进行的程度不可控制，所以二者无论以何种比例混合(Cl2足量时除外)，都得到四种氯代产物和HCl。

(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左端生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右端液面下降，左端液面上升。

(4)因左端生成HCl溶于水后发生反应2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。

(5)为了平衡气压，在U形管右端插有一个玻璃管。

13．(1)碳链 碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键、碳氢单键 不属于

光

光

(2)①CH3—CH2—CH3 ②正戊烷 C5H12 ③碳碳单键 升高 增大

(3)C4H10 CH4 b (4)小于

解析 (2)④可先写出C5H12的三种同分异构体的结构简式，然后对每一种同分异构体分别进行氯代。写出各同分异构体的结构式，并标记出等效氢，再从中找出符合条件的结构式。

正戊烷的一氯代物有3种，符合条件的有2种，即：

异戊烷的一氯代物有4种，符合条件的有2种，即：

新戊烷的一氯代物只有1种，不符合条件。

yy点燃

(3)设此气态烃的分子式为CxHy，其完全燃烧的化学方程式为CxHy＋(x＋)O2――→xCO2＋

42yy

H2O。若同为1 mol烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“x＋”的大小，“x＋”的值越大，

44y

消耗O2越多，C4H10耗氧量最多。若同为1 g烃，消耗O2的多少取决于CxHy中“”的大小，

xy

“”的值越大，消耗O2越多，CH4消耗O2最多。烷烃分子中，每增加一个碳原子，就增加x一个“CH2”原子团，则1 mol烷烃增加1 mol“CH2”原子团，完全燃烧多消耗1.5 mol O2。 (4)丙烷的分子式为C3H8，其完全燃烧生成CO2与H2O的物质的量之比为3∶4，所以CO2的物质的量比H2O的少。

14．(1)cabd (2)C5H12 3 CH3CH2CH2CH2CH3

解析 (1)本实验的实验方案：检验水→除去水→检验并吸收CO2→防止空气中水与CO2对测定CO2质量的干扰。CO2的质量为澄清的石灰水吸收CO2前后质量的变化值。无水硫酸铜遇水变成蓝色晶体，可用于检验产物中水的存在，澄清的石灰水中通入CO2，溶液变浑浊，用于检验CO2。浓硫酸可用于吸收产物中的水蒸气，碱石灰用于吸收空气中的CO2和H2O。因此连接顺序为cabd。

22 g(2)0.1 mol A中含有碳原子个数为－＝0.5 mol，每个分子中含有C原子个数为5个。

44 g·mol1H原子质量分数为1－83.3%＝16.7%，该烃分子中H原子个数为72 g·mol1×16.7%÷1 g·mol

－

－1

≈12，所以该烃的分子式为C5H12。

C5H12的所有同分异构体的结构简式：CH3CH2CH2CH2CH3；