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高一化学最简单的有机化合物——甲烷试题1.下列气体中不含甲烷的是（）A．天然气B．水煤气C．油田气D．沼气【答案】B【解析】选B。
甲烷是天然气、油田气和沼气的主要成分，而水煤气的主要成分是CO和H2。
2.已知一种有机物的分子式为C4H4，分子结构如图所示，若将该有机物与适量的氯气混合光照，则生成的卤代烃的种类共有（）A．2种B．4种C．5种D．6种【答案】B【解析】选B。
据C4H4分子结构可知分子中4个碳原子形成正四面体结构，所以分子完全对称，因此C4H3Cl、C4H2Cl2、C4HCl3、C4Cl4分子均只有一种结构，故生成的卤代烃一共有4种。
3.将标准状况下的11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合点燃，恢复到原状况后，气体的体积为（）A．11.2 L B．22.4 L C．33.6 L D．44.8 L【答案】A【解析】选A。
CH4+2O2CO2+2H2O，因此11.2 L甲烷与22.4 L氧气恰好完全反应生成11.2L的CO2气体，故选A。
4.（7分）如图,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。
将X气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。
试回答下列问题：(1)若A洗气瓶的质量增加，B洗气瓶的质量不变，则气体X是___________。
(2)若A洗气瓶的质量不变，B洗气瓶的质量增加，则气体X是____________。
(3)若A，B两个洗气瓶的质量都增加，试推测X可能有几种组合，填写下表。
（有多少种写多少种，不必填满）【答案】（1）H2（2）CO（3）①CH4②CH4与H2③CH4与CO④H2与CO⑤CH4、H2和CO【解析】H2、CO、CH4燃烧的产物分别是H2O（g）、 CO2（g）、CO2（g）和H2O（g）。
H2O(g)可被浓H2SO4吸收，CO2可被澄清石灰水吸收。
根据洗气瓶质量的变化，可判定生成的产物。
5.下列说法正确的是（）A．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃B．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃C．正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上D．新戊烷的一氯取代物有2种【答案】B【解析】选B。
最简单的有机化合物——甲烷习题及答案可能用到的相对原子质量：H:1 Na:23 Mg:24 Al:27 C:12 O:16 S:32 Cl:35.5 一、选择题（本题包括15小题，每小题只有一个正确答案）1．下列有关甲烷的说法中错误的是( ) A．采煤矿井中的甲烷气体是植物残体经微生物发酵而来的B．天然气的主要成分是甲烷C．甲烷是没有颜色、没有气味的气体，极易溶于水D．甲烷与氯气发生取代反应所生成的产物四氯甲烷是一种效率较高的灭火剂2．下列关于甲烷性质的说法中，错误的是（）A．甲烷是一种非极性分子B．甲烷分子具有正四面体结构C．甲烷分子具有极性键D．甲烷分子中H－C—H的键角为90℃3．下列物质在一定条件下可与CH4发生化学反应的是（）A．氯水B．溴水C．氧气D．酸性KMnO4溶液4．将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在漫射光的照射下充分反应，所得产物中物质的量最大的是（）A．CH3Cl B．CH2Cl2C．CCl4D．HCl5．下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊的是（）A．SO2B．CH4C．H2D．CO6．下列有机物常温下呈液态的是（）A．CH3(CH2)2CH3B．CH3(CH2)15CH3C．CHCl3D．CH3Cl7．正己烷的碳链是（）A．直线形B．正四面体形C．锯齿形D．有支链的直线形8．下列数据是有机物的式量，其中可能互为同系物的一组是（）A．16、30、58、72 B．16、28、40、52C．16、32、48、54 D．16、30、42、569．在同系物中所有同系物都是（）A．有相同的分子量B．有不同的通式C．有相同的物理性质D．有相似的化学性质10．在常温常压下，取下列4种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，其中消耗氧气最多的是（）A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C4H1011．下列物质的分子中，属于正四面体结构的是（）A．CCl4B．CHCl3C．CH2Cl2D．CH3Cl12．下列微粒中，与甲烷分子具有相同的质子数和相同的电子数的是（）A．HCl B．NH3C．NH4＋D．OH－13．光照对下列反应几乎没有影响的是（）A．氯气与氢气的反应B．氯气与甲烷的反应C．甲烷与氧气的反应D．次氯酸的分解反应14．下列性质中不属于烷烃具有性质的是（）A．燃烧产物只有CO2和H2OB．与卤素单质发生取代反应C．都溶于水D．通常不与强酸、强碱、强氧化剂反应15．将标准状况下的11.2L甲烷和22.4L氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的总体积为（）A．B．C．D．二、填空题（本题共5小题）16．甲烷的电子式为________，结构式为________。
第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物——甲烷第一学时甲烷的性质一、选择题1.下列有关有机化合物组成的叙述正确的是()A．有机物只含有碳、氢两种元素B．一氧化碳、二氧化碳是含碳化合物，所以它们是有机化合物C．人类已知的化合物中，种类最多的是含ⅣA族元素的化合物D．有机物只能存在于动植物体内，不能通过人工的方法合成2.下列说法不属于有机化合物特点的是()A．大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂B．有机化合物反应比较复杂，一般反应较慢C．绝大多数有机化合物受热不易分解，而且不易燃烧D．绝大多数有机化合物是非电解质，不易导电，熔点低3.下列关于烃的说法中，正确的是()A．烃是只含碳和氢两种元素的有机物B．烃是分子中含有碳元素的化合物C．烃是燃烧后生成二氧化碳和水的有机物D．烃是含有碳和氢元素的化合物4.下列关于甲烷性质叙述中不正确的是()A．甲烷是一种无色无味的气体B．甲烷极难溶解于水C．相同条件下甲烷的密度大于空气D．实验室常用排水集气法收集甲烷气体5.下列说法不正确的是()A．煤矿内瓦斯、煤气、油田气中都含有甲烷B．农村沼气池产生的可燃气体是甲烷C．煤矿坑气是植物残体经微生物发酵而产生D．甲烷是天然气的主要成分6.下列事实、事件、事故中与甲烷无关的是()A．天然气的主要成分B．造成“光化学烟雾”的气体C．“西气东输”工程D．煤矿中的瓦斯爆炸7.下列说法正确的是()A．甲烷分子的比例模型为，其二氯取代物有2种结构B．甲烷分子的球棍模型为C．天然气不属于可再生能源D．标准状况下，11.2 L CCl4中含有C—Cl键的数目为2N A8.下列关于甲烷的说法不正确的是()A．甲烷是一种气态氢化物B．甲烷是最简单的烃类有机物C．甲烷是氢元素质量分数含量最高的烃D．甲烷分子中碳、氢元素的质量比为1：49.下列事实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．四个C—H键完全相同B． CH4的一氯代物只有一种C．在常温常压下，CH2Cl2为液体D． CH2Cl2只有一种空间结构10.下列说法中正确的是()A．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．甲烷能使溴水褪色C．甲烷能被浓硫酸氧化D．甲烷的热稳定性比水弱11.鉴别甲烷、一氧化碳和氢气等三种无色气体的方法是()A．通入溴水―→通入澄清石灰水B．点燃―→罩上涂有澄清石灰水的烧杯C．点燃―→罩上干冷烧杯―→罩上涂有澄清石灰水的烧杯D．点燃―→罩上涂有澄清石灰水的烧杯―→通入溴水12.常温下，把体积相同的甲烷和氯气充入一个无色的集气瓶中，光照一段时间后，发现气体的黄绿色变浅，集气瓶内壁上有油状液滴，此时集气瓶中最多含有气体物质的种数是()A． 5种 B． 6种 C． 4种 D． 3种13.下列反应属于取代反应的是()A． CH4＋2O2CO2＋2H2OB． CH4C＋2H2C． CH4＋Cl2CH3Cl＋HClD． Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑二、非选择题14.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。
最简单的有机化合物——甲烷(冯国宏)一、1.有机物定义：含碳化合物叫做有机化合物，简称有机物。
(除CO、CO2、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)它们虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物。
也就是说，有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。
而且有机物都是化合物，没有单质。
CO(NH2)2（有机物）与NH4CNO(无机物)。
2.有机化合物与无机化合物的区别化合物一般分为无机化合物和有机化合物两大类。
有机化合物是含碳的化合物，但含碳的化合物不一定是有机化合物。
有机化合物和无机化合物在性质和反应上的区别如下表所示：3.有机物的组成C、H、O、N、S、P、卤素等元素。
构成有机物的元素只有少数几种，但有机物的种类确达三千多种why？？？有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：①碳原子最外电子层上有4个电子，可形成4个共价键；②有机化合物中，碳原子不仅可以与其他原子成键，而且碳碳原子之间也可以成键；③碳与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键或叁键，可以形成链状化合物，也可形成环状化合物；④相同组成的分子，结构可能多种多样。
有机物和无机物在性质上及反应上的区别只是相对的、有条件的，不同有机物有其特殊的性质，如乙醇、乙酸、乙醛、丙酮能跟水以任意比互溶，四氯化碳(CCl4)、二氟二溴甲烷(CF2Br2)等有机物不但不能燃烧而且能灭火，乙酸及其金属盐在水溶液中能电离，三氯乙酸(CCl3COOH)是强酸，有些化学反应如烷烃的热裂，三硝基甲苯(TNT)的爆炸都是瞬间完成的，等等。
4．有机物的分类（标准不一样，所得结果不同）5．有机物的表示方法：（分子式、结构简式、结构式、电子式、球棍模型、比例模型等）6．有机物的密度：（1）小于水的密度，且与水（溶液）分层的有：各类烃、一氯代烃、氟代烃、酯（包括油脂）（2）大于水的密度，且与水（溶液）分层的有：多氯代烃、溴代烃（溴苯等）、碘代烃、硝基苯[本节学习目标]1．烃类物质的组成。
最简单的有机化合物——甲烷甲烷1．有机化合物和烃及其包含关系(1)有机化合物：含有______元素的化合物(2)烃①定义：仅含有_______两种元素的化合物。
②代表物：最简单的烃是______。
【注意】含碳化合物不一定都是有机物。
如CO、CO2、碳酸盐、氰化物等为无机物。
2．甲烷的存在和用途(1)甲烷的存在：甲烷是______、________、_________和________的主要成分，我国的天然气主要分布在中西部及海底。
(2)是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，还是一种重要的化工原料。
3.甲烷的分子结构(1)分子结构分子式电子式结构式球棍模型比例模型________________________________(2)空间结构分子结构示意图结构特点及空间构型4个C-H键的长度和强度相同，夹角相等，具有空间________结构【注意】可利用CH4分子中共价键的夹角为109°28′且相同，说明CH4为正四面体形而不是正方形。
4.物理性质颜色状态气味密度水溶性____色气体____味比空气_______极难溶于水5.化学性质通常状况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。
(1)氧化反应(燃烧)①现象：甲烷在空气中完全燃烧，火焰呈__________。
②化学方程式：____________________________。
(2)取代反应①取代反应的概念：有机物分子里的_____________被其他___________所替代的反应。
②实验探究(甲烷与Cl 2的取代反应)实验操作实验现象A 装置：试管内气体颜色____________;试管内壁有_____________出现，试管中有少量_______;试管内液面________.B 装置：___________________实验结论CH 4与Cl 2在光照时才能发生化学反应，有关化学方程式为：________________________________________;________________________________________;________________________________________;_________________________________________.③甲烷四种氯代产物的性质a．水溶性：CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4均______溶于水。
第三章 有机化合物 3.1 最简单的有机化合物——甲烷典题精讲例1在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混合充分反应后，得到产物的物质的量最多的是 ( )A.CH 3ClB.CHCl 3l 4D.HCl思路解析：甲烷分子里的氢原子是逐步被氯原子取代的，虽然为等物质的量的甲烷和氯气混合反应，但发生任何一步反应，即每取代1 mol 氢原子都生成1 mol HCl ，因此生成HCl 的物质的量最多。
答案：D绿色通道：反应产物的判定要根据反应的机理或历程去分析。
甲烷和氯气发生的取代反应可生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，各种反应物以不同的比例混合，反应产物则不同。
根据反应的计量关系可得出结论。
变式训练 一氯取代物的同分异构体有2种，二氯取代物的同分异构体有4种的烷烃是( )A.乙烷B.丙烷C.正丁烷D.环丁烷 思路解析：丙烷一氯取代物的同分异构体有2种，二氯取代物的同分异构体有4种。
答案：B例2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C 2H 6等。
答案：C绿色通道：正确理解同分异构体和同系物的概念是解答本题的关键。
互为同分异构体的物质，分子式相同，而结构不相同。
所谓分子式相同，必然相对分子质量相同，但相对分子质量相同，分子式不一定相同。
同系物指通式相同而分子式不相同。
变式训练 在常温下，取下列四种气态烃各1 mol ，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是 ( )A.CH 4B.C 2H 4C.C 2H 6D.C 6H 6思路解析：比较一个分子中C 、H 耗氧量总和，即可得答案。
答案：D例3 2001年，发生在山西等地的瓦斯爆炸事故，造成多人伤亡，因此在矿井里，必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检查瓦斯的体积分数。
如果空气中含甲烷5%—15%，遇到明火就会发生爆炸。
发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是( )A.5%B.9.5%C.10.5%D.15%思路解析：爆炸极限是指可燃性气体与空气的混合物点燃能发生爆炸的浓度范围。
事实上在这个浓度范围内爆炸强弱程度不同，其中有一个爆炸最强点，它所要满足的条件是：在混合气体中，可燃性气体与助燃性气体的体积比恰好是完全反应时的比值。
根据反应CH 4+2O 2−−→−点燃CO 2+2H 2O ，恰好完全反应时V(CH 4)∶V(O 2)=1∶2，空气中氧气所占的体积比约为1/5，甲烷占混合气体的体积分数约为1/(1+10)×100%=9.5%。
答案：B绿色通道：事故的原因都是由瓦斯爆炸引起的，小煤窑因井下通风设备差，致使甲烷聚集达到爆炸极限而酿成事故。
通过对本题的学习，要充分认识到安全重于泰山，要防患于未然。
并且本题的设问点很好，有助于培养理解和灵活运用知识的能力。
变式训练我国已启动的“西气东输”工程是为了________，其中的“气”是指_____________气，其主要成分的分子式是_________________，电子式为_________________，结构式为_____________；分子里各原子的空间分布呈_____________结构。
最适于表示分子空间构型的模型是_____________，能最真实地反映分子形状的模型是_____________。
思路解析：本题主要联系实际考查了甲烷的性质和结构。
答案：改善我国东部的能源结构天然 CH4正四面体球棍模型比例模型例4 在同一系列中，所有同系物都具有( )A.相同的相对分子质量B.相同的物理性质C.相似的化学性质D.相同的实验式思路解析：同系物分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，因此，同系物的相对分子质量应相差14的整数倍，物理性质随碳原子数的增加呈现规律性的变化；同系物中碳、氢原子个数比不一定相同（若烃分子中碳、氢原子个数比为1∶2，则它的同系物中碳、氢原子个数比一定也是1∶2，若烃分子中碳、氢原子个数比不是1∶2，则它的同系物中碳、氢原子个数比就不可能是1∶2），即同系物的实验式不一定相同；对于同系物的化学性质，由于同系物的结构相似，所以同系物的化学性质相似。
答案：C绿色通道：掌握化学概念时要注意理解概念的内涵和外延，概念的内涵是一个概念所反映的事物的本质属性的总和，也就是概念的内容，外延是指一个概念所确指的对象的范围。
对概念的理解要全面，判断时要注意是“神似”而不是“形似”。
变式训练下列各组物质① 金刚石和C60②H2、D2和T2③235U和238U ④ CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3⑤乙烷和己烷⑥CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3) CH2CH3中，互为同位素的是（填序号，下同）_____________，互为同素异形体的是_____________，互为同系物的是_____________，属于同一物质的是_____________。
思路解析：对概念的理解要全面，判断时要注意是“神似”而不是“形似”。
答案：235U和238U 金刚石和C60乙烷和己烷CH3CH2CH2CH(CH2CH3)CH3和CH3(CH2)2CH(CH3)CH2CH3例5在标准状况下，某气态烃的密度是1.34 g·L-1。
将0.1 mol该气体充分燃烧生成8.8 g CO2和5.4 g H2O，试确定该气体的分子式。
思路解析：由密度可求其摩尔质量，再由燃烧产生的CO2和H2O的质量求算出1 mol气体中含C、H元素的物质的量，求出分子式。
也可以求出气体中C、H原子的物质的量之比，确定实验式，再由相对分子质量确定分子式。
方法一：气体烃的摩尔质量为1.34 g·L-1×22.4 L·mol-1=30.0 g·mol-10.1 mol该气态烃中含碳：8.8 g÷44 g·mol-1=0.2 mol含氢：5.4 g÷18 g·mol-1×2=0.6 mol则1 mol 该气态烃中含有2 mol C 、6 mol H ，分子式为C 2H 6。
方法二：气态烃的摩尔质量为1.34 g·L -1×22.4 L·mol -1=30.0 g·mol -1气态烃中n(C)∶n(H)=(8.8 g÷44 g·mol -1)∶(5.4 g÷18 g·mol -1×2)=1∶3所以实验式为CH 3，其实验式式量为15.0，30÷15.0=2，所以分子式为C 2H 6。
答案：C 2H 6绿色通道：此类题目的基本解决方法有两种：方法一：气体密度摩尔质量 1 mol烃中含C 、H 原子的物质的量分子式 方法二： 式子分实验式的物质的量之比的质量和摩尔质量气体密度−→−⎥⎥⎦⎤→−→−−→−H C O H CO ,22 变式训练 某气态烃在标准状况下密度为2.59 g·L -1，其相对分子质量等于_____________，该烃含碳为82.8%，则分子中碳、氢原子个数比是_____________，分子式是_____________，可能的结构简式是__________________。
思路解析：其摩尔质量等于2.59 g·L -1×22.4 L·mol -1=58 g·mol -1,即相对分子质量为58。
答案：58 2∶5 C 4H 10 CH 3CH 2CH 2CH 3例61 mol CH 4与Cl 2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗Cl 2的物质的量为多少？产物最多的物质是什么？_____________。
A.0.5 molB.2 molC.2.5 molD.4 molE.CH 3ClF.CH 2Cl 2G.CHCl 3l 4I.HCl思路解析：考查知识点：氯气取代反应特点和定量关系。
取代反应应是逐步进行的，每摩尔的卤素只能取代一摩尔的氢原子，每一步取代反应中都有HCl ，所以每生成一摩尔CH 3Cl 消耗1摩尔氯气并产生1摩尔HCl ，每生成1摩尔 CH 2Cl 2消耗2摩尔氯气并产生2摩尔HCl ，每生成1摩尔CHCl 3消耗3摩尔氯气并产生3摩尔HCl ，每生成1摩尔CCl 4消耗4摩尔氯气并产生4摩尔HCl ，因此，生成物中物质的量最多的是HCl 。
将1 mol CH 4与Cl 2发生取代反应，得到四种取代物的物质的量相等,则生成的CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4各为0.25 mol ，该四种取代物中n(Cl)=0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol，根据取代反应的特点知，n(HCl)=2.5 mol ，故生成物中含氯原子的物质的量为5 mol ，则n(Cl 2)=2.5 mol 。
答案：C 和 I绿色通道：CH 4与Cl 2的取代反应有以下特点：①产物为CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4、HCl 的混合物；②烃中有几摩尔H 原子，则最多能跟与氢原子物质的量相同的Cl 2发生取代反应。
变式训练 如右图所示，一端封闭的U 形管，封闭着的一端有一段CH 4和Cl 2的混合气体，在水平部分有一段气柱，其他两端为液柱，已知液体与气体不反应，使甲烷和氯气在稍暗的光线下缓慢反应，则中间气柱的长度如何变化（设中间气体未移出U 形管的水平部分）( )A.变大B.变小C.不变D.难以确定思路解析：CH4与Cl2的取代反应有以下特点：①产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl的混合物；②烃中有几摩尔H原子，则最多能跟与氢原子物质的量相同的Cl2发生取代反应。
因CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体，即反应后气体体积变小，中间气柱所受压强变小，因此，体积变大。
答案：A问题探究问题1若甲烷与氯气以物质的量之比1∶3混合，在光照下得到的产物是什么？导思：该问题主要考查对甲烷取代反应的理解，甲烷发生取代反应时，甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一替代，生成四种不同产物，这是指针对某一个甲烷分子而言，并不是所有的甲烷分子都被一个氯原子取代后才能被第二个氯原子取代。
不少同学认为化学反应是完全的、不可逆的，对化学反应的复杂性认识不足。
