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【三维设计】高中化学 专题3 第一单元 第一课时 天然气的利用 甲烷课时跟踪训练 苏教版必修2

一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．CH4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不存在同分异构现象B．CH2Cl2不存在同分异构现象
C．CHCl3不存在同分异构现象
D．CH4是气体分子
解析：CH4分子中有四个等同的CH键，可能有两种对称的结构——正四面体结构和平面正方形结构。甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，一氯代物均不存在同分异构体。而平面正方形中，四个氢原子的位置虽然也相同，但是相互间存在相邻和相间的关系，

其二氯代物有两种异构体： 和 。若是正四面体，则只

有一种，因为正四面体的两个顶点总是相邻关系。由此，由CH2Cl2只代表一种物质，可以判断甲烷分子是空间正四面体结构，而不是平面正方形结构。
答案：B
2．[双选题]下列说法正确的是(　　)
A．HO与DO属同系物
B．CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH(CH3)2互为同系物
C．丙烷是CH4的同系物，能使溴水因反应褪色
D．在光照条件下，丁烷能与氯气发生取代反应
解析：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CH2，二者互为同系物。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。[
答案：BD
3．下列关于同系物的说法中，错误的是(　　)
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CH2原子团
D．同系物的化学性质基本相似
解析：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。
答案：A
4．光照对下列反应几乎无影响的是(　　)
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：CH4与O2反应需点燃；H2与Cl2反应可光照，也可点燃；CH4与Cl2光照发生取代反应；2HClO2HCl＋O2↑。
答案：C
5．1 mol CH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种取代产物的物质的量相等，则消耗的Cl2为(　　)[
A．0.5 mol B．2 mol
C．2.5 mol D．4 mol
解析：因为CH4与Cl2发生取代反应生成的四种取代物中的碳原子均来自于CH4，由碳原子守恒可知，其生成的氯代物共有1 mol，每一种氯代物均为0.25 mol，由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2，由CH4与Cl2反应的方程式知共消耗Cl2：0.25 mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5 mol。
答案：C
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：
(1)CH4与Cl2发生反应的条件是__________；若用日光直射，可能会引起________________________。
(2)实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，________________，__________________等。[
(3)实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体——光气，反应的化学方程式为2CHCl3＋O2―→2COCl2＋2HCl，上述反应__________(填选项符号，下同)。
①属于取代反应　②不属于取代反应
解析：CH4和Cl2光照反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等物质，随着反应的进行，Cl2不断被消耗，黄绿色逐渐消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下是无色液体，且Cl2易溶于有机溶剂，故量筒内壁上有油滴。因生成的HCl易溶于水，量筒内的压强减小，量筒内液面上升。
答案：(1)光照(或光亮处)　爆炸　(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅　量筒内液面上升　(3)②
7．(10分)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36倍
__________________。
(2)烷烃B的分子中含有100个氢原子_________________________________________。
(3)1 L烷烃W的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下10 L的水蒸气_________________。
(4)分子中含有43个共价键的烷烃________________________________________。[
解析：(1)设烷烃A的分子式为CnH2n＋2，由题意可知，A的相对分子质量为：12n＋
2n＋2＝36×2＝72，解得n＝5，故烷烃A的分子式为C5H12。
(2)设烷烃B的分子式为CnH2n＋2，则2n＋2＝100，n＝49，故烷烃B的分子式为C49H100。
(3)设烷烃W的分子式为CnH2n＋2，由题意可知，1 mol该烃分子中含有20 mol H，即2n＋2＝20，得n＝9，故烷烃W的分子式为C9H20。
(4)设烷烃的分子式为CnH2n＋2，则分子含有的CH键数目为2n＋2，含有的CC键数目为n－1，故共价键总数为：2n＋2＋n－1＝3n＋1＝43，得n＝14，故该烷烃的分子式为C14H30。
答案：(1)C5H12　(2)C49H100　(3)C9H20　(4)C14H30
8．(10分)如图是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题：

(1)A、B、C三者的关系是________。
(2)A的分子式为________，C的名称为________。
(3)写出C的同分异构体的结构简式________。
(4)若1 mol B 气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，放出2 217.8 kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为________________________________________________。
解析：据球棍模型知结构简式分别为：A.CH3CH3，B.CH3CH2CH3，C.CH3CH2CH2CH3，名称分别为乙烷、丙烷、丁烷、它们分子组成上依次相差一个“CH2”，互为同系物。
答案：(1)同系物　(2)C2H6　丁烷
(3)
(4)C3H8(g)＋5O2(g)3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 217.8 kJ·mol－1