第|一单元化石燃料与有机化合物 第|一课时天然气的利用 甲烷 [课标要求]1．会书写甲烷的分子式、结构式、电子式 ,知道甲烷分子的结构特点 . 2．知道甲烷能发生氧化反响和取代反响 ,会书写相应的化学方程式 . 3．知道取代反响的概念 .1.甲烷分子是正四面体结构 ,碳原子位于正四面体的中|心 ,四个氢原子位于四个顶点 .烷烃中与碳原子相连的四个原子构成四面体结构 .2．甲烷的氧化反响：甲烷可在空气中安静的燃烧 ,但不能被酸性KMnO 4溶液氧化 .3．甲烷的特征性质 - -取代反响：(1)生成一氯甲烷的反响：CH 4＋Cl 2――→光CH 3Cl ＋HCl ； (2)量的关系：1 mol H 被取代 ,消耗1 mol Cl 2 ,生成1 mol HCl .4．烷烃的分子通式是C n H 2n ＋2 ,在烷烃分子中 ,碳原子间以碳碳单键相连 ,其余价键均与氢原子相连 ,并到达饱和 .甲烷的存在、用途及结构1．甲烷的存在与用途 (1)存在甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分 .我国的天然气主要分布在中西部地区及海底 .(2)主要用途甲烷易燃烧 ,完全燃烧生成CO 2、H 2O 并放出大量的热量 ,因此甲烷可用作燃料 .天然气和沼气都是理想的清洁能源 .甲烷还可用作化工原料 .2．甲烷的组成与结构分子式电子式结构式空间构型甲烷的分子 模型CH 4正四面体结构 ,C 原子位于正四面体中|心 ,H 原子位于四个顶点上1－碳75%、含氢25% ,那么甲烷的分子式是什么 ?提示：×≈16 , 甲烷分子中碳原子数为16×75%12＝1 , 氢原子数为16×25%1＝4 ,故甲烷的分子式为CH 4 .2．根据甲烷的正四面体结构推测CH 2Cl 2结构应该有几种 ?提示：甲烷的立体结构为 ,因此 ,CH 2Cl 2中的2个Cl 在空间一定处于相似位置 ,CH 2Cl 2只有一种结构 .1．证明甲烷分子是正四面体结构的方法甲烷的正四面体结构 ,可以通过研究CH 2Cl 2存在几种结构来确定 .CH 4有四个等同的C -H 键 ,在空间上可能有两种对称分布：正四面体结构和平面正方形结构 ,如以下图 .假设是正四面体结构 ,甲烷分子中任意两个氢原子被两个氯原子取代 ,CH2Cl2的结构只有一种；假设是平面正方形结构 ,那么取代的两个氢原子分邻位和对位 ,CH2Cl2的结构有两种 .科学研究发现 ,CH2Cl2的结构只有一种 ,说明甲烷是正四面体结构 .2．甲烷空间结构的两点拓展应用(1)假设CH4分子中的4个氢原子全部用其他相同的原子替代 ,那么形成的分子结构仍为正四面体结构 .(2)假设CH4分子中的4个氢原子被其他不同的原子替代 ,那么形成的分子结构仍为四面体 ,但不属于正四面体 ,如CH3Cl 、CH2Cl2等 .1．以下关于甲烷的说法不正确的选项是( ) A ．甲烷分子具有正四面体结构 B ．甲烷分子中的四个C -H 键相同 C ．甲烷分子是平面正方形结构D ．甲烷分子的结构式是解析：选C 甲烷分子的空间结构是正四面体 ,不是平面正方形 .2．以下各图均能表示甲烷的分子结构 ,哪一种更能反映其真实存在状况( ) 解析：选D 这几种形式都可表示甲烷分子 ,其中分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的空间构型 ,但比例模型更能形象的表达出甲烷分子中H 、C 原子的位置及所占比例 .电子式只反映出原子的最|||外层电子的成键情况 .甲烷的性质1．物理性质颜色 状态 气味 密度(与空气相比)水溶性 无色气体无味比空气小极难溶于水(1)现象：在空气中安静地燃烧 ,火焰呈淡蓝色 . 化学方程式：CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O . (2)CH 4与Cl 2在光照时反响的化学方程式 ①CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl ； ②CH 3Cl ＋Cl 2――→光照CH 2Cl 2＋HCl ； ③CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照CHCl 3＋HCl ； ④CHCl 3＋Cl 2――→光照CCl 4＋HCl . (3)甲烷的4种氯代产物的性质①常温下为气体的是CH 3Cl ,常温下为液体的是CH 2Cl 2、CHCl 3和CCl 4 . ②不溶于水的是CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3和CCl 4 .[特别提醒]有机反响比拟复杂 ,常有副反响发生 ,因此有机反响的化学方程式常用 "―→〞而不是 " = = =〞 .1．如何检验CH 4的燃烧产物 ?提示：将甲烷点燃 ,在火焰上方罩一洁净而枯燥的烧杯 ,假设烧杯内壁有水雾生成 ,那么证明燃烧产物中有H 2O ,然后迅速将烧杯倒转过来 ,向其中参加少量澄清石灰水 ,石灰水变浑浊 ,那么说明有CO 2生成 .2．1 mol 甲烷与1 mol Cl 2在光照条件下充分反响 ,所得的产物只有一氯甲烷吗 ? 提示：1 mol CH 4与1 mol Cl 2光照条件下发生取代反响得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的混合物 .3．CH 4和Cl 2取代反响的产物中物质的量最|||多的是什么 ?它与Cl 2在量上有什么关系 ?提示：因为在CH 4和Cl 2的取代反响中 ,每一步都有HCl 生成 ,故产物中物质的量最|||多的是HCl .根据化学方程式可知 ,每生成1 mol HCl 那么消耗1 mol Cl 2 ,故反响生成的HCl 与反响消耗的Cl 2的物质的量相等 .甲烷与氯气等卤素单质反响时注意的问题 (1)反响条件光照但不能用强光直接照射 ,否那么会发生 (爆|炸 ) ,在黑暗处不发生反响 .(2)物质状态与氯气相似 ,其他卤素单质在光照条件下 ,也能与甲烷发生取代反响 .反响物中的卤素为卤素单质 ,如甲烷通入溴水中不反响 .(3)连锁反响甲烷的取代反响是一种连锁反响 ,即第|一步反响一旦开始 ,后续反响立即进行 . (4)产物光照甲烷与氯气的混合物 ,得到甲烷各种氯代物与HCl 的混合物 ,生成物中HCl 的物质的量最|||多 .(5)数量关系CH 4与Cl 2发生取代反响时 ,有1 mol H 被取代 ,就有1 mol Cl 2被消耗 ,同时生成1 mol HCl .即1 mol C x H y 与Cl 2发生取代反响时 ,最|||多可消耗y mol Cl 2 .1．在标准状况下 ,22.4 L CH 4与氯气在光照下发生取代反响 ,待反响完全后 ,测得四种有机取代物的物质的量相等 ,那么消耗的氯气为( )A ．0.5 molB ．2 molC ．2.5 molD ．4 mol解析：选C 1 mol CH 4与氯气发生取代反响 ,生成CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4各0.25 mol ,该四种取代物中n (Cl)＝0.25 mol ×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol ,根据取代反响特点 ,12的氯原子进入氯化氢 ,所以n (HCl)＝2.5 mol ,故生成物中所含氯原子共2.5 mol ＋2.5 mol ＝5 mol ,参加反响的氯气为n (Cl 2)＝2.5 mol .2．用 "短线〞将甲烷与Cl 2在广口瓶内混合并在光照条件下发生反响的实验现象和产生这些现象的原因连接起来 .①广口瓶内气体颜色变浅 A ．CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4都 是难溶于水的油状液体 ②广口瓶内壁有油状液滴出现 B ．生成的HCl 极易溶于水 , 导致广口瓶内气体压强减小 ③广口瓶中有少量白雾产生 2被消耗 ,产生无色物质 ④广口瓶内液面上升 D ．反响中产生的HCl 与水蒸 气结合形成盐酸小液滴答案：① -C ② -A ③ -D ④ -B烷 烃1．两个概念 2．烷烃(1)分子通式：C n H 2n ＋2(n ≥1) . (2)习惯命名①稳定性：通常状态下烷烃性质稳定 . ②可燃性：烷烃都能燃烧 ,燃烧通式为 C n H 2n ＋2＋3n ＋12O 2――→点燃n CO 2＋(n ＋1)H 2O . ③取代反响：烷烃都能与卤素单质在光照下发生取代反响 .写出C 2H 6与Cl 2在光照条件下生成一氯代物的化学方程式：C 2H 6＋Cl 2――→光照C 2H 5Cl ＋HCl .3．同系物 (1)概念"相似〞 - -分子结构相似；"相差〞 - -分子组成相差1个或假设干个 "CH 2〞原子团 . (2)实例CH 4与CH 3CH 3、丙烷(CH 3CH 2CH 3)、正丁烷(CH 3CH 2CH 2CH 3)互为同系物 . 1．由烷烃的分子通式计算烷烃分子中能形成多少条共价键 ?提示：烷烃的通式为C n H 2n ＋2(n 为碳原子数) ,碳、氢原子提供的成键电子数之和为4×n ＋2n ＋2＝6n ＋2 ,电子对数也就是共价键数为12(6n ＋2)＝3n ＋1 ,即能形成3n ＋1条共价键 .2．互为同系物的两种化合物的最|||简式一定相同吗 ?提示：不一定 .CH 4与CH 3CH 3互为同系物 ,但CH 3CH 3的最|||简式为CH 3 . 3．相对分子质量相差14的化合物是否属于同系物 ?提示：不一定；如乙烷(相对分子质量30)和CO 2(相对分子质量44)相差14 ,但二者不属于同系物 .判断同系物的方法1．判断标准 - - "同类不同碳〞 2．组成特点(1)同系物必须结构相似 .(2)分子组成通式相同.(3)同系物相对分子质量相差14或14的整数倍.3．判断方法4．本卷须知(1)同系物必须是 "有机化合物〞.(2)同系物一定具有不同的分子式.假设分子式相同就可能属于同分异构体.(3)具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是不是同系物.1．以下有关简单烷烃的表达中正确的选项是()①都是易燃物②特征反响是取代反响③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH3原子团A．①③B．②③C．①D．①②解析：选D烷烃含有碳和氢两种元素,都能燃烧生成二氧化碳和水,①正确；烷烃都易发生取代反响,②正确；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个 "CH2〞,③不正确.2．以下数据是有机物的相对分子质量,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、56解析：选A由于同系物在组成上相差假设干个CH2原子团,因此在相对分子质量上相差14或其整数倍,只有A符合.[三级|||训练·节节过关]1．以下关于甲烷的说法正确的选项是()A．能使溴的四氯化碳溶液褪色B．是天然气的主要成分C．不能发生燃烧反响D．能使酸性KMnO4溶液褪色解析：选B A项,甲烷不能与溴的四氯化碳溶液发生取代反响,将甲烷通入溴的四氯化碳溶液,无现象,错误；B项,天然气的主要成分是甲烷,正确；C项,甲烷是一种可燃性气体,可在空气中安静地燃烧,错误；D项,甲烷性质稳定,不能被酸性KMnO4溶液氧化,错误 .2．以下物质中,属于烷烃的是()A．C8H16B．CH3CH2OHC．D．CH2CH2解析：选C A 不符合烷烃通式C n H 2n ＋2；B 不是烃(含O)；D 项分子中碳原子间不是单键结合 ,不是烷烃 .3．以下表达正确的选项是( )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 ．同系物的性质完全相同解析：选C 分子式相同的物质 ,结构不一定相同 ,可能是同分异构体；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；同系物的化学性质相似 ,物理性质不同 .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响 ,生成物中物质的量最|||大的是( )A ．HClB ．CH 3ClC ．CH 2Cl 2D ．CCl 4解析：选A 等物质的量的CH 4和Cl 2混合后反响 ,CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CCl 4、CHCl 3都有生成 ,生成这四种物质的时候 ,都有HCl 生成 ,即HCl 的物质的量最|||大 .5．如以下图 ,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 ,让混合气体缓慢的反响一段时间 .(1)假设甲烷与氯气反响充分 ,且只产生一种有机物 ,请写出化学方程式：________________________________________________________________________ .(2)经过几个小时的反响后 ,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)甲烷通常用来作燃料 ,其燃烧反响的化学方程式是________________________________________________________________________ . 解析：(1)甲烷与氯气的体积之比是1∶4时 ,假设只生成一种有机产物 ,那么该产物是四氯化碳 ,甲烷分子中的H 原子全部被取代 ,化学方程式是CH 4＋4Cl 2――→光照CCl 4＋4HCl .(2)因为HCl 溶于水 ,所以反响完全后 ,气体的压强减小 ,那么左侧水面升高 ,右侧水面降低 .(3)甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水 ,化学方程式是CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O . 答案：(1)CH 4＋4Cl 2――→光照CCl 4＋4HCl (2)B(3)CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O1．右图是某物质分子的比例模型 ,该物质的分子式是( ) A ．NH 3B ．CH 4 C ．H 2O D ．C 2H 4解析：选B 从图上看出 ,符合甲烷的结构 . 2．光照对以下反响几乎无影响的是( ) A ．氢气与氯气 B ．甲烷与氯气 C ．甲烷与氧气 D ．次氯酸分解解析：选C CH 4与O 2反响需点燃；H 2与Cl 2反响可光照 ,也可点燃；CH 4与Cl 2光照发生取代反响；2HClO = = = = =光照2HCl ＋O 2↑ .3．有以下物质：①氯气；②硝酸；③溴水；④烧碱；⑤氧气；⑥酸性KMnO 4溶液 ,其中在一定条件下可与甲烷反响的是( )A ．①②③B ．④⑤⑥C ．①⑤D ．②③④⑥解析：选C 甲烷在光照条件下可与Cl 2发生取代反响 ,在点燃条件下可与O 2反响生成CO 2和H 2O ；甲烷与硝酸、溴水、烧碱、酸性KMnO 4溶液均不发生化学反响 .4．以下反响属于取代反响的是( )解析：选D A 属于分解反响 ,B 属于置换反响 ,C 属于氧化复原反响(燃烧) ,D 属于取代反响 .5．以下关于同系物的说法中 ,错误的选项是( ) A ．同系物具有相同的分子式 B ．同系物符合同一通式C ．相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH 2原子团D ．同系物的化学性质根本相似解析：选A 同系物结构相似 ,属于同一类物质 ,因此有同一通式 ,但一定不具有相同的分子式 ,A 错误 ,B 正确；相邻同系物在分子组成上相差一个CH 2原子团 ,C 正确；因结构相似 ,所以化学性质根本相似 ,D 正确 .6．以下物质中 ,不能和氯气发生取代反响的是( ) A ．CH 3Cl B ．CCl 4 C ．CH 2Cl 2D ．CH 4解析：选B 甲烷和CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3均能与氯气发生取代反响 ,但CH 4分子中的氢原子全部被取代后即CCl 4与氯气不能再发生取代反响 .7．等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中 ,加盖后置于光亮处 ,以下有关实验现象和结论中 ,正确的选项是 ( )①反响后Cl2完全反响而CH4有剩余②瓶内壁有油状液滴生成③最|||后有CH4、Cl2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl七种物质共存④只有CH3Cl和HCl两种产物A．①②B．②③C．③④D．①④解析：选B有机化学反响进行不彻底,故反响后有CH4和Cl2剩余,产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl .8．以下表达错误的选项是()A．通常情况下,甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反响B．甲烷是正四面体结构C．甲烷跟氯气反响无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 ,还是CCl4 ,都属于取代反响D．甲烷的四种取代物常温下均为液体解析：选D通常情况下甲烷较稳定,不与强酸、强碱和强氧化剂反响,A正确；甲烷分子是以碳原子为中|心的正四面体结构,B正确；甲烷与Cl2在光照时发生取代反响生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4及HCl五种产物,其中四种有机产物中CH3Cl为气体,CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体,C正确,D错误 .9．某烷烃的相对分子质量为30 .(1)该烷烃的分子式为________ .(2)该烷烃在光照时与Cl2反响生成一氯代物的化学方程式为________________________________________________________________________ ,属于__________反响.解析：烷烃的通式为C n H2n＋2 ,那么14n＋2＝30 ,得n＝2 ,即C2H6 .答案：(1)C2H6(2)CH3CH3＋Cl2光照,CH3CH2Cl＋HCl取代10．如以以下图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置.甲中注入10 mL CH4,同温同压下乙中注入50 mL Cl2,将乙中气体推入甲中,用漫散光照射一段时间,气体在甲中反响.(1)以下是某同学预测的实验现象：①气体最|||终变为红色；②实验过程中,甲中活塞向内移动；③甲中内壁有油珠；④产生火花.其中正确的选项是.(2)甲管中发生反响的反响类型为.(3)反响后,甲中剩余气体能用以下试剂吸收的是 .A ．水B ．氢氧化钠溶液C ．硝酸银溶液D ．饱和食盐水(4)反响后 ,假设将甲中的物质推入盛有适量AgNO 3溶液的小试管中会观察到______________________ .假设再向其中滴入几滴石蕊溶液 ,又观察到__________ .解析：在光照下 ,甲烷与氯气发生连锁反响：CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl ,CH 3Cl ＋Cl 2――→光照CH 2Cl 2＋HCl ,CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照CHCl 3＋HCl ,CHCl 3＋Cl 2――→光照CCl 4＋HCl .(1)理论上 ,甲烷与氯气按体积比为1∶4时二者恰好完全反响 ,而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1 ,说明氯气过量 ,最|||终气体中仍有氯气 .反响过程中不会产生火花 .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 ,甲中活塞向内移动 .(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代 ,故甲中发生的是取代反响 . (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AgNO 3溶液反响生成AgCl 白色沉淀 ,同时因CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4难溶于水而看到液体分为两层 ,因Cl 2有剩余 ,假设参加几滴石蕊溶液 ,溶液会先变红后褪色 .答案：(1)②③ (2)取代反响 (3)B (4)液体分为两层 ,产生白色沉淀 溶液先变红后褪色1．以下物质互为同系物的是( ) C ．CH 3CH 2Cl 与CH 2ClCH 2Cl D ．CH 4与CH 3CH 2Cl解析：选B A 项为同种物质 ,B 项互为同系物 ,C 项所含氯原子数不同 ,分子组成不是相差一个CH 2原子团或其倍数 ,D 项不是同一类别的物质 ,故不属于同系物 .2．将甲烷与氯气按1∶3的体积比混合于一试管中 ,倒立于盛有饱和食盐水的水槽 ,置于光亮处(如以下图) ,以下有关此实验的现象和结论的表达不正确的选项是( )A ．试管中气体的黄绿色逐渐变浅 ,水面上升B ．生成物只有三氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体C ．试管内壁有油状液滴形成D ．试管内有少量白雾解析：选B A 项 ,在光照条件下 ,甲烷和氯气发生取代反响 ,生成物均没有颜色 ,所以气体颜色变浅 ,氯化氢溶于水后导致试管内液面上升 ,正确；B 项 ,甲烷和氯气反响的生成物只有一氯甲烷和HCl 在标准状况下是气体 ,错误；C 项 ,二氯甲烷和三氯甲烷都是液态有机物 ,所以试管内壁有油状液滴生成 ,正确；D 项 ,该反响中有氯化氢生成 ,氯化氢遇空气中的水蒸气形成白雾 ,正确 .3．鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是()A．点燃-通入澄清石灰水-参加溴的四氯化碳溶液B．点燃-罩上小烧杯-参加澄清石灰水C．点燃-通入澄清石灰水D．点燃-通入酸性KMnO4溶液解析：选B根据燃烧后的产物来判断,甲烷燃烧后生成CO2和H2O ,H2燃烧后生成H2O ,CO燃烧后生成CO2 .在火焰的上方罩一个枯燥的小烧杯,出现水雾的是甲烷和H2 ,没有水雾的是CO；然后在有水雾的两个小烧杯里参加澄清石灰水,出现浑浊的是甲烷,无现象的是H2 .4．甲烷分子是以碳原子为中|心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是()A．CH3Cl只有一种结构B．CH2Cl2只有一种结构C．CHCl3只有一种结构D．CH4中含有4个C -H共价键解析：选B甲烷分子无论是正四面体结构,还是正方形的平面结构,A、C、D三项都是成立的,CH2Cl2假设是正方形的平面结构,那么其结构应有两种,即和,假设是正四面体结构,那么其结构只有一种.无论是正四面体结构还是正方形结构,CH4中含有4个C -H共价键.5．1 mol乙烷在光照条件下,最|||多可以与多少摩尔Cl2发生取代反响()A．4 mol B．8 molC．2 mol D．6 mol解析：选D乙烷的分子式为C2H6,1 mol Cl2只能取代烷烃中的1 mol H原子,故1 mol 乙烷最|||多与6 mol Cl2发生取代反响.6．有两种气态烷烃组成的混合物,标准状况下的密度为1.16 g·L－1 ,那么关于混合物的组成判断正确的选项是()A．一定有甲烷B．一定有乙烷C．一定是甲烷和乙烷的混合物D ．可能是乙烷和丙烷的混合物解析：选A 混合气体的平均摩尔质量是M (平均)＝1.16 g·L －1×22.4 L·mol －1＝26 g·mol －1 ,即平均相对分子质量为26 ,在烷烃中相对分子质量小于26的只有甲烷 ,因此一定含有甲烷 .7．将0.2 mol 以下烃完全燃烧后 ,生成的气体缓缓通入0.5 L 2 mol·L－1的NaOH 溶液中 ,生成正盐和酸式盐的物质的量之比为1∶3 ,那么该烷烃是( )A ．乙烷B ．丙烷C ．丁烷D ．戊烷解析：选C 设该烷烃分子中含有n 个C 原子 ,那么完全燃烧产生CO 2n mol .n (NaOH)＝0.5 L ×2 mol·L －1＝1 mol ；又设产生的Na 2CO 3的物质的量为a mol ,那么NaHCO 3为3a mol ,根据钠原子守恒可得2a ＋3a ＝1 ,解得a ＝0.2 mol ,所以Na 2CO 3为0.2 mol ,NaHCO 3n ＝0.8 ,n ＝4 ,因此该烷烃是丁烷 .8．在一定的温度、压强下 ,向100 mL CH 4和Ar 的混合气体中通入400 mL O 2 ,点燃使其完全反响 ,最|||后在相同条件下得到枯燥气体460 mL ,那么反响前混合气体中CH 4和Ar 的物质的量之比为( )A ．1∶4B ．1∶3C ．1∶2D ．1∶1解析：选A Ar 是稀有气体 ,不参与反响 ,反响前后气体的体积变化由CH 4燃烧生成的水引起 .反响前后气体的体积变化为100 mL ＋400 mL －460 mL ＝40 mL .设混合气体中CH 4的体积为x .CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ΔV 减小1 mL2 mL 1 mL 2 mLx 40 mLx ＝20 mLAr 的体积为100 mL －20 mL ＝80 mL ,CH 4与Ar 的体积之比为1∶4 ,相同条件下 ,气体的体积之比等于物质的量之比 ,即n (CH 4)∶n (Ar)＝1∶4 .9．利用甲烷与氯气发生取代反响制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实 .某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程 ,其设计的模拟装置如图 .根据要求填空：(1)写出CH 4与Cl 2反响生成一氯代物的化学方程式：________________________________________________________________________ .(2)B 装置有三种功能：①控制气体流速；②将气体混合均匀；③________________________________________________________________________ .(3)D 装置中的石棉上吸附着KI 饱和溶液及KI 粉末 ,其作用是______________________ .(4)E 装置中除了有盐酸生成外 ,还含有机物 ,从E 中别离出盐酸的最|||正确方法为________________ .(5)该装置还有缺陷 ,原因是没有进行尾气处理 ,尾气的主要成分是________ (填编号) .A ．CH 4B ．CH 3ClC ．CH 2Cl 2D ．CHCl 3E ．CCl 4解析：(1)CH 4与Cl 2反响生成的一氯代物为CH 3Cl ,那么化学方程式为CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl .(2)B 装置盛有浓硫酸 ,具有吸水性 ,所以B 装置的第③种作用为枯燥甲烷和氯气 .(3)Cl 2与CH 4反响可能有局部Cl 2剩余 ,Cl 2能与KI 反响生成I 2和KCl ,所以D 装置中石棉上吸附着的KI 饱和溶液及KI 粉末的作用是除去未反响的Cl 2 .(4)CH 4与Cl 2反响生成的CH 3Cl 和HCl 是气体 ,HCl 易溶于水而CH 3Cl 难溶于水 ,液体分层 ,从E 中别离出盐酸的最|||正确方法为分液 .(5)反响物CH 4可能有剩余 ,生成物CH 3Cl 为气体 ,尾气的主要成分是CH 4和CH 3Cl . 答案：(1)CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl(2)枯燥甲烷和氯气 (3)除去未反响的Cl 2 (4)分液 (5)AB10．(1)完全燃烧0.1 mol 某烃 ,燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液 ,实验结束后 ,称得浓硫酸增重9 g ,浓碱液增重17.6 g .该烃的化学式为________ ,并写出其所有可能的结构简式：____________ .(2)某烃2.2 g ,在O 2中完全燃烧 ,生成6.6 g CO 2和3.6 g H 2O ,在标准状况下其密度为1.964 3 g·L －1 ,其化学式为________________ .(3)某烷烃的相对分子质量为128 ,该烷烃的化学式为______________ .(4)在120 ℃和101 kPa 的条件下 ,某气态烃和一定质量的氧气混合气体 ,点燃完全反响后再恢复到原来的温度时 ,气体体积缩小 ,那么该烃分子内的氢原子个数________ .A ．小于4B ．大于4C ．等于4D ．无法判断解析：(1)0.1 mol 烃中 ,n (C)＝17.6 g 44 g·mol －1＝0.4 mol ,n (H)＝9 g 18 g·mol －1×2＝1 mol ,那么每个烃分子中含4个C 原子、10个H 原子 ,即分子式为C 4H 10 .该烃结构简式有二种：CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 ,. (2)该烃的摩尔质量M ＝22.4 L·mol －1×1.964 3 g·L －1＝44 g·mol －1 ,烃分子中n (C)∶n (H)＝ 6.6 g 44 g·mol －1∶ 3.6 g 18 g·mol －1×2＝3∶8 ,最|||简式为C 3H 8 ,最|||简式相对分子质量为44 ,故化学式为C 3H 8 .(3)设该烷烃的化学式为C n H 2n ＋2 ,那么14n ＋2＝128 ,解得：n ＝9 ,化学式为C 9H 20 .(4)设烃的分子式为C x H y ,那么有：C x H y ＋⎝⎛⎭⎫x ＋y 4O 2――→点燃x CO 2＋y 2H 2O , 因为反响后气体体积缩小 ,那么1＋x ＋y 4＞x ＋y 2 ,即y ＜4 .答案：(1)C 4H 10 CH 3 -CH 2-CH 2 -CH 3、 (2)C 3H 8 (3)C 9H 20 (4)A。
