1、第 1 节 认识有机化合物第 1 课时 最简单 的有机物甲烷的性质与结构1下列说法中正确的是 ( )A大多数有机物属于非电解质，例如乙酸是非电解质B有机物一定含有氢元素和碳元素C无机化合物不可能转化为有机化合物D绝大多数有机物难溶于水，熔点低，易溶于有机溶剂答案 D解析 有机物多数是非电解质，部分是 电解质，如醋酸等，A 不正确；有机物一定含有碳元素，不一定都含有氢元素，如 CCl4，B 不正确；无机化合物可以合成有机化合物，如氢气和CO 或 CO2 在一定条件下可以合成甲醇 CH3OH，C 不正确；绝大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂，D 正确。2下列有关有机物的说法中正确的是( )A凡是
2、含碳元素的化合物都属于有机物B易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质一定是有机物C有机物的熔点都比无机物的低D有机物所起的反应，一般比较复杂，速率缓慢，并且还常伴有副反应发生答案 D解析 有机化合物是含碳元素的化合物，但含碳元素的化合物不一定是有机化合物，如 CO2、CaCO3 等，故 A 项错误 ；绝大多数有机物易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂，但易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂 的物质也不一定是有机化合物，如卤素单质就易溶于这些有机溶剂，故 B 项错误 ；大多数有机物熔点较低，但无机物的熔点高低差距很大，有很多物 质的熔点很低，故 C 项错误。3下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是 ( )A
3、CH 3Cl BCCl 4 CCH 2Cl2 DCH 4答案 B4若甲烷与氯气以物质的量之比 13 混合，在光照下得到的产物为( )CH 3Cl CH 2Cl2 CHCl 3 CCl 4 HClA BC D答案 D解析 CH 4 与 Cl2 在光照下发生如下取代反应：CH4Cl 2 CH3ClHCl， CH3ClCl 2 CH2Cl2 HCl，CH2Cl2Cl 2 CHCl3 光 光 光 HCl，CHCl3Cl 2 CCl4HCl 。反 应进行到哪一步不是由反 应物甲烷和氯气的物质的 光 量之比决定的，因为一旦生成 CH3Cl 后，生成的 CH3Cl 分子中的 氢原子又可继续被氯原子取代，直到
4、分子中的氢原子全部被取代，因此产物不是一种物 质，而全部均有。5已知正四面体形分子 E 和直线形分子 G 反应，生成四面体形分子 L 和直线形分子M(组成 E 分子的元素的原子序数小于 10，组成 G 分子的元素为第 3 周期的元素)，如下图。则下列判断中正确的是( )A常温常压下，L 是一种液态有机物BE 是一种含有非极性键的分子C干燥的 G 能漂白有色物质D上述反应的类型是取代反应答案 D解析 本题实为用图像考查甲烷与氯气的反应，L 为 CH3Cl，常温常压下是一种气态有机物；E 为甲烷，含有极性键； G 为氯气，干燥的氯气不能漂白有色物质。6甲烷是最简单的有机物，回答下列问题：(1)下列
5、关于甲烷的说法错误的是_( 填字母，下同)。aCH 4 与酸性 KMnO4 溶液、强酸溶液和强碱溶液都不反应bCH 4 能使氯水退色cCCl 4 可萃取碘水中的碘dCH 4 不能被一般氧化剂氧化，例如 CH4 不能使酸性 KMnO4 溶液退色(2)瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，下列叙述中错误的是_。a点燃甲烷不必事先进行验纯b甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料c煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生d点燃甲烷不一定会爆炸(3)下列有关甲烷与氯气取代反应的叙述正确的是_ 。a甲烷与氯气的物质的量之比为 11 混合发生取代反应只生成 CH3Clb甲烷与氯气的取代反应生成的
6、产物中 CH3Cl 最多c甲烷与氯气的取代产物为混合物dCH 4 与足量的 Cl2 发生取代反应，生成的有机物全部是 CCl4e1 mol CH 4 生成 1 mol CCl4 最多消耗 2 mol Cl2fCH 4 与过量 Cl2 发生取代反应得到的产物中，CCl 4 的分子数目最多(4)实验室收集 CH4 气体时采用 _方法。(5)CH4 在足量的空气中燃烧时，生成的 CO2 和 H2O 的分子个数之比为_。答案 (1)bd (2)a (3)c (4)向下排空气法或排水集气 (5)1 2解析 (2)点燃混有氧气的甲烷时，可能会发生爆炸，因此点燃之前必须验纯。(3)a 不正确，c 正确，甲烷
7、 与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的 CH3Cl；甲烷与氯气的反应中每取代 1 mol H 原子，消耗 1 mol Cl2，生成 1 mol HCl，故 产物中 HCl 最多；d 不正确，CH 4 与足量的 Cl2发生取代反 应，生成的有机物为四种取代产物；e 不正确， 1 mol CH4 生成 1 mol CCl4 最多消耗 4 mol Cl2；f 不正确， CH4 与过量Cl2 反应 ，每取代一个 Cl 原子， 则生成一个 HCl 分子，HCl 的分子数目最多。(4)甲烷密度比空气小，且难溶于水，所以可以用向下排空气法或排水法收集。(5)CH 4
8、分子中 C 原子与 H 原子个数之比为 14，所以其在空气中充分燃 烧生成的 CO2 与 H2O 的物质的量之比为 12。分层训练基础过关题组 1 有机物的性质特点1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，熔点低答案 C解析 大多数有机化合物受热易分解，而且易燃 烧， C 不正确。2下列物质中，不属于有机物的是 ( )A四氯化碳 B硫氰化钾C尿素 D酒精答案 B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
9、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更相似，故仍属无机物。题组 2 甲烷的性质3甲烷是天然气的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。下列有关甲烷的说法正确的是( )A甲烷燃烧，火焰明亮，冒黑烟B物质的量 11 的甲烷与氯气发生取代反应时，生成物只有 CH3Cl 和 HClC0.5 mol 甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为 1 molD甲烷分子中的所有原子均满足最外层 8 电子结构答案 C解析 甲烷中的含碳量不高，燃烧时火焰明亮，不冒黑烟，故 A 错误；物质的量 11 的甲烷与氯气发生取代反应时，所得
10、 产物是一氯甲烷、二 氯甲 烷、三氯甲烷和四氯化碳以及氯化氢的混合物，故 B 错误；1 mol 烷烃 CxHy 完全燃烧耗氧量为 mol，可以确定 0.5 mol(x y4)甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为 1 mol，故 C 正确；甲烷分子中含有氢原子，达到 2 个电子稳定结构，碳原子达到了 8 个电 子稳定结构，故 D 错误。4等体积的甲烷和氯气混合于同一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关此实验的现象和结论中，不正确的是( )A集气瓶中气体颜色变浅B集气瓶内壁有油状液滴生成C集气瓶中只有 CH3Cl 和 HClD集气瓶中含有 4 种有机产物答案 C解析 甲烷和氯气的取代反应进行到哪一步不是由
11、反应物甲烷和氯气的物质的量之比决定的，因为一旦生成 CH3Cl 后，生成的 CH3Cl 分子中的 氢原子又可继续被氯原子取代，因此有机产物不是一种物质，而是 4 种。5在下列条件下能发生化学反应的是( )A将甲烷通入氯水中B甲烷跟氧气混合并点燃 C将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中D将甲烷与氯气混合后放置在阴暗处答案 B解析 甲烷与氯气在光照条件下反应，不与 氯水反应，在阴暗处也不反应，故 A、D 项不能发生化学反应；甲烷具有可燃性，故 B 项能发生化学反 应；甲烷具有稳定性，故 C 项不能发生化学反应。6以下关于甲烷的说法中错误的是( )A甲烷分子是由极性键构成的分子B甲烷分子具有正四面体结构C甲
12、烷分子中四个 CH 键是完全等价的键D甲烷分子中具有非极性键答案 D解析 (1)极性键指不同种元素原子间形成的共价键，非极性键指同种元素原子间形成的共价键。(2)甲烷分子中的 4 个氢原子性质完全相同，4 个 CH 键的强度和夹角完全相同，甲烷分子为正四面体结构。7如图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，集气瓶内的气体是( )CO、O 2 Cl 2、CH 4 NO 2、O 2 N 2、H 2A BC D答案 D解析 中 CO 与 O2 在光亮条件下不发生反应，且都不与水反应，不会使瓶内压强减小；中 CH4 与 Cl2发生反应，生成易溶于水
13、的 HCl 和一些油状液体，可使瓶内压强减小；中 NO2、O2 与水发生反应，可使瓶内压强减小；N 2 与 H2 通常情况下不会发生反应，且都不与水反应，瓶中压强不变，故 D 正确。题组 3 取代反应的判断8下列化学反应中不属于取代反应的是( )ACH 2Cl2Br 2 CHBrCl2HBr 光 照 BCH 3OHHCl CH3ClH 2O 光 照 C2Na 2H 2O=2NaOHH 2DCH 3CH 2BrH 2O CH3CH 2OHHBr NaOH 答案 C解析 取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。 C 项中的反 应为置换反应，不是有机物参与的反应，更
14、不是取代反应。题组 4 有关甲烷燃烧的计算9在标准状况下，11.2 L 甲烷和 22.4 L 氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的体积共( )A11.2 L B22.4 LC33.6 L D44.8 L答案 A解析 甲烷燃烧的化学方程式为 CH42O 2 CO22H 2O，当温度超 过 100 时( 即 点 燃 水为气态) ，反应前后气体体积不变。而在标准状况下，水是液态， 11.2 L 甲烷与 22.4 L 氧气恰好完全反应，最后只剩下二氧化碳，其体积为 11.2 L。10一定质量的甲烷燃烧后的产物为 CO、CO 2 和水蒸气，此混气体质量为 49.6 g，当其缓慢经过无水 CaCl2 时
15、，CaCl 2 增重 25.2 g。原混合气体中 CO2 的质量为( )A12.5 g B13.2 gC19.7 g D24.4 g答案 B解析 经过无水 CaCl2 被吸收的为水蒸气，即 n(H2O) 1.4 mol，根据25.2 g18 gmol 1CH4 的组 成可知，CO 和 CO2 的物质的量之和为 0.7 mol，设 CO2 的质量为 x，1.4 mol 24则 CO 的 质量为 49.6 g25.2 gx24.4 gx ，故有关系式： 0.7 x44 gmol 1 24.4 g x28 gmol 1mol，解得：x 13.2 g。能力提升11甲烷是最简单的有机物。(1)下列关于天
16、然气的叙述中，不正确的是_( 填字母，下同)。a天然气和沼气的主要成分都是甲烷b天然气是一种清洁能源c天然气燃烧的废气中，SO 2 等污染物的含量少d天然气和空气混合点燃，不会发生爆炸(2)下列关于甲烷的说法错误的是_。a通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、 强氧化剂不起反应b甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化c甲烷跟氯气反应无论生成 CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3 还是 CCl4，都属于取代反应d甲烷的四种取代物都难溶于水(3)写出光照条件下 CH4 与溴蒸气反应时一个氢原子被取代的化学方程式：_。(4)完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物依次通过浓硫酸、碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管
17、增加 8.8 g。则原来的甲烷在标准状况下的体积为_ L。(5)CH4 和 H2 混合气体 10 mL，完全燃烧后生成 6 mL CO2 气体(气体的体积在相同状况下测定) ，则混合气体中 CH4 和 H2 的体积之比为_ 。A23 B32C21 D12答案 (1)d (2)b (3)CH 4Br 2 CH3BrHBr (4)4.48 (5)B 光 解析 (1)天然气和沼气的主要成分都是 CH4，甲烷完全燃烧生成 CO2 和 H2O，所以是一种清洁能源；天然气中硫元素等含量低，所以燃烧废气中 SO2 等污染少；天然气与空气混合点燃，如果二者比例达到某一范围就可能爆炸。(2)CH4 的性质比 较
18、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；CH 4 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。(3)类似于与 氯气的取代反应。(4)由题意可知 m(CO2)8.8 g，n(CO2)0.2 mol，根据碳原子守恒知，n(CH 4)0.2 mol，V(CH4) 4.48 L。(5)CH4 2O2 CO22H 2O 点 燃 1 1V(CH4) 6 mLV(CH4) 6 mL6 mL11V(H2) 10 mL6 mL4 mL故 V(CH4)V(H 2)6 mL4 mL32。12
19、利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟以上过程，其设计的模拟装置如下：根据设计要求回答：(1)B 装置有三种功能：控制气流速度； 均匀混合气体；_。(2)D 装置的石棉网中均匀混有 KI 粉末，其作用是_。(3)E 装置除生成盐酸外，还含有有机物，从 E 中分离出油状有机物的最佳方法为_。该装置有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_(填编号) 。aCH 4 bCH 2Cl2 cCH 3Cl dCHCl 3 eCCl 4答案 (1)干燥混合气体 (2)吸收过量的氯气 (3) 分液法 ac解析 (1)B 装置的三个作用为 控制气体
20、流速从而达到合适的反应比例；均匀混合气体，便于后续实验；干燥混合气体。 (2)KI 与 Cl2 反应的化学方程式 为 2KICl 2=2KClI 2。(3)E中除有 HCl 外，还含有少量氯代甲烷，它们均难溶于水，分离难溶于水的油状液体可用分液法。拓展探究13如图所示，U 形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气( 体积比为 14)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。 (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)若题目中甲烷与氯气的体积比为 11，则得到的产物为 _(填字母
21、，下同)。ACH 3Cl HClBCCl 4 HClCCH 3Cl CH 2Cl2DCH 3Cl CH 2Cl2 CHCl 3 CCl 4 HCl(3)经过足够长的时间反应后，U 形管右端的水柱变化是_。A升高 B降低C不变 D无法确定试解释 U 形管右端的玻璃管中水柱变化的原因：_。(4)若水中含有 Na2SiO3，则在 U 形管左端会观察到_。(5)右端玻璃管的作用是_ 。答案 (1)CH 4 4Cl2 CCl44HCl 光 (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降低(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 CCl44HCl。 光 (2)甲烷与氯气的取代反应中，四步反应同时发生，故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 形管左侧反应中气体的物质的量减小，且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 2HClNa 2SiO3=H2SiO32NaCl，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 侧插有一个玻璃管。
