資源簡(jiǎn)介

第一節(jié) 認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物
課時(shí)2 烷烴的性質(zhì)
(一)基礎(chǔ)鞏固
1.煤礦瓦斯爆炸往往與甲烷有關(guān),下列敘述中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.點(diǎn)燃甲烷不必事先進(jìn)行驗(yàn)純
B.甲烷燃燒放出大量的熱,所以是一種很好的氣體燃料
C.煤礦的礦井要注意通風(fēng)并嚴(yán)禁煙火,以防爆炸事故的發(fā)生
D.點(diǎn)燃混有空氣的甲烷不一定會(huì)爆炸
答案:A
2.(2024·廣東深圳高一期中)下列關(guān)于有機(jī)化合物的敘述中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.正丁烷的沸點(diǎn)比異丁烷的沸點(diǎn)高
B.分子中只含碳、氫兩種元素的有機(jī)化合物稱為烷烴
C.有機(jī)化合物中,碳原子之間可以形成單鍵、雙鍵或三鍵
D.異丁烷的一氯代物有2種
解析:正丁烷和異丁烷的碳原子數(shù)相同,支鏈越多的其沸點(diǎn)越低,即正丁烷比異丁烷沸點(diǎn)高,A項(xiàng)正確;分子中只含碳、氫兩種元素的有機(jī)化合物不一定為烷烴,也可能為不飽和烴,B項(xiàng)錯(cuò)誤;有機(jī)化合物中,碳原子可以與氫原子以單鍵相連,碳原子之間可以形成單鍵、雙鍵或三鍵,C項(xiàng)正確;異丁烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3)3CH,其一氯代物有2種:(CH3)3CCl、(CH3)2CHCH2Cl,D項(xiàng)正確。
答案:B
3.下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是 (　　)
A.CH4C+2H2
B.2HI+Cl22HCl+I2
C.CH4+2O2CO2+2H2O
D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
答案:D
4.取一支硬質(zhì)大試管,通過(guò)排飽和食鹽水的方法先后收集半試管甲烷和半試管氯氣(如圖),下列對(duì)于試管內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)及現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是 (　　)
A.此反應(yīng)無(wú)光照也可發(fā)生
B.CH4與Cl2反應(yīng)后的產(chǎn)物只有CH3Cl和HCl
C.試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴
D.CH4與Cl2完全反應(yīng)后液面上升,液體充滿試管
答案:C
5.下列有關(guān)烷烴的敘述中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.烷烴幾乎不溶于水
B.所有的烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)
C.鏈狀烷烴的分子通式為CnH2n+2,符合該通式的烴不一定是烷烴
D.隨著碳原子數(shù)的增加,烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高
解析:烷烴不溶于水,A項(xiàng)正確;烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),這是烷烴的特征反應(yīng),B項(xiàng)正確;由于鏈狀烷烴分子的通式CnH2n+2中的氫原子已達(dá)飽和,所以符合CnH2n+2的有機(jī)化合物只可能為烷烴,C項(xiàng)錯(cuò)誤;隨著碳原子數(shù)的增加,烷烴的相對(duì)分子質(zhì)量增大,分子間作用力增大,其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高,D項(xiàng)正確。
答案:C
6.將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2 L甲烷和22.4 L氧氣混合點(diǎn)燃,恰好完全反應(yīng)后恢復(fù)到原狀況,氣體的體積為 (　　)
A.11.2 L　　　　　　　 B.22.4 L
C.33.6 L D.44.8 L
解析:CH4+2O2CO2+2H2O,因11.2 L甲烷與22.4 L氧氣恰好完全反應(yīng)生成11.2 L的CO2氣體,標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2O不是氣體。
答案:A
7.(2024·河北邢臺(tái)高一月考)將1 mol CH4與2 mol Cl2充分混合后置于光亮(避免陽(yáng)光直射)處進(jìn)行充分反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.生成的有機(jī)化合物均不溶于水
B.CH4與Cl2發(fā)生的反應(yīng)為取代反應(yīng)
C.反應(yīng)產(chǎn)物中CH3Cl的含量最多
D.將生成的氣體溶于水后,溶液呈酸性
解析:CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),生成的有機(jī)化合物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水,A項(xiàng)正確;CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),B項(xiàng)正確;CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),生成有機(jī)化合物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,同時(shí)生成HCl,反應(yīng)產(chǎn)物中HCl的含量最多,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)生成HCl氣體,溶于水后,溶液呈酸性,D項(xiàng)正確。
答案:C
(二)拓展提高
8.將1 mol甲烷與適量的Cl2混合后光照,充分反應(yīng)后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量依次增大0.1 mol,則參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為 (　　)
A.1.5 mol B.3 mol
C.4.5 mol D.6 mol
解析:解答此題宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是從CH4中來(lái)的,故這四種取代物共1 mol,設(shè)CH3Cl物質(zhì)的量為x,則x+(x+0.1 mol)+(x+0.2 mol)+(x+0.3 mol)=1 mol,得x=0.1 mol,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機(jī)產(chǎn)物的物質(zhì)的量依次為0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol,含氯原子的物質(zhì)的量共為0.1 mol×1+0.2 mol×2+
0.3 mol×3+0.4 mol×4=3 mol,而一個(gè)氯氣分子中只有一個(gè)氯原子參加取代反應(yīng),因此消耗的Cl2也為3 mol。
答案:B
9.(2024·山東聊城第一中學(xué)高一期中)與無(wú)機(jī)化合物相比,有機(jī)化合物的組成元素并不復(fù)雜,但化合物數(shù)量眾多,性質(zhì)各異。烴類物質(zhì)是整個(gè)有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ),請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問(wèn)題。
(1)2023年7月12日,裝配我國(guó)完全自主研發(fā)、具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液氧甲烷低溫發(fā)動(dòng)機(jī)的朱雀二號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射成功。甲烷的空間結(jié)構(gòu)為　　　　,下列最能體現(xiàn)其真實(shí)結(jié)構(gòu)的是　　　　。
a.結(jié)構(gòu)式 b.電子式
c.球棍模型 d.空間填充模型
(2)1 mol甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),待反應(yīng)完全后,測(cè)得四種產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等,其中俗稱氯仿的產(chǎn)物是　　　　(寫化學(xué)式),消耗氯氣的物質(zhì)的量是　　　　。
(3)0.1 mol某烷烴完全燃燒,燃燒產(chǎn)物依次通過(guò)濃硫酸、濃氫氧化鈉溶液,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,稱得濃硫酸增重10.8 g,濃NaOH溶液增重22 g。則該烷烴的化學(xué)式為　　　　,其中一氯代物只有一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為　　　　　　　　。
解析: (1)甲烷的空間結(jié)構(gòu)為正四面體;最能體現(xiàn)其真實(shí)結(jié)構(gòu)的是空間填充模型。(2)CHCl3俗稱氯仿;四種產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等,均為0.25 mol,每取代1個(gè)氫原子消耗1分子氯氣,消耗氯氣的物質(zhì)的量是0.25 mol×(1+2+3+4)=
2.5 mol。(3)濃硫酸增重10.8 g為水的質(zhì)量,濃NaOH溶液增重22 g為二氧化碳的質(zhì)量,則n(H2O)==0.6 mol,n(H)=1.2 mol,則1 mol該烷烴中含有 12 mol 氫原子;22 g二氧化碳的物質(zhì)的量n(CO2)==
0.5 mol,n(C)=0.5 mol,則1 mol該烷烴中含有5 mol碳原子,所以該烷烴的分子式為C5H12。滿足一氯代物只有一種的該烷烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
答案: (1)正四面體　d
(2)CHCl3　2.5 mol
(3)C5H12　
(三)挑戰(zhàn)創(chuàng)新
10.(2022·廣東珠海)某同學(xué)探究甲烷與氧化劑反應(yīng),設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)。已知碳化鋁(Al4C3)與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:溴水不褪色,無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色,澄清石灰水變渾濁。
回答下列問(wèn)題。
(1)寫出碳化鋁與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式: 　 。
(2)加入試劑前,應(yīng)先進(jìn)行的一步操作是 　 。
(3)經(jīng)測(cè)定,甲烷與氧化銅反應(yīng)時(shí)每消耗1 mol甲烷轉(zhuǎn)移電子7 mol,寫出實(shí)驗(yàn)時(shí)硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　 。
(4)下列對(duì)實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)現(xiàn)象與結(jié)論敘述正確的是　　　　(填字母)。
A.甲烷不能與溴水反應(yīng),推知甲烷不能與鹵素單質(zhì)反應(yīng)
B.酸性高錳酸鉀溶液不褪色,結(jié)論是通常條件下甲烷不能與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)
C.硬質(zhì)玻璃管中黑色粉末無(wú)顏色變化,結(jié)論是甲烷不能與氧化銅反應(yīng)
D.硬質(zhì)玻璃管中黑色粉末變紅色,推斷氧化銅與甲烷反應(yīng)只生成水和二氧化碳
(5)集氣瓶中用排水法收集到的氣體是　　　　。
(6)甲烷是一種重要的化工原料和新型燃料。寫出用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)時(shí)甲烷燃料電池的正極電極反應(yīng):　 。
解析: (1)碳化鋁(Al4C3)與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷,碳化鋁與稀硫酸反應(yīng)可理解為碳化鋁(Al4C3)與水反應(yīng),產(chǎn)物再與稀硫酸反應(yīng),所以產(chǎn)物為硫酸鋁和甲烷,反應(yīng)方程式為Al4C3+6H2SO42Al2(SO4)3+3CH4↑。
(2)該裝置中要制取氣體,并驗(yàn)證其性質(zhì),加入試劑前,應(yīng)先進(jìn)行的一步操作是檢查裝置的氣密性。
(3)甲烷中碳元素化合價(jià)為-4價(jià),甲烷與氧化銅反應(yīng),碳元素化合價(jià)升高,1 mol CH4失去7 mol電子,則 2 mol CH4失去14 mol電子,反應(yīng)消耗7 mol CuO,故CH4與CuO反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為2∶7。根據(jù)原子守恒、電子守恒,可得硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O。
(4)A項(xiàng),甲烷不能與溴水反應(yīng),但甲烷能與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),由于酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,甲烷不能使其褪色,說(shuō)明在通常條件下,甲烷不能與強(qiáng)氧化劑發(fā)生反應(yīng),正確;C項(xiàng),當(dāng)少量甲烷參加反應(yīng),硬質(zhì)試管中的黑色粉末為氧化銅和少量銅的混合物,也可能為氧化亞銅,黑色粉末也會(huì)無(wú)明顯顏色變化,因此不能得出甲烷不與氧化銅反應(yīng)的結(jié)論,錯(cuò)誤;D項(xiàng),當(dāng)氧化銅與甲烷反應(yīng)生成水、二氧化碳和一氧化碳時(shí),硬質(zhì)試管中黑色粉末也能變紅色,因此不能說(shuō)明兩者反應(yīng)只生成水和二氧化碳,錯(cuò)誤。
(5)制取的CH4在硬質(zhì)玻璃管中與CuO發(fā)生反應(yīng)2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O,反應(yīng)產(chǎn)生的CO2與澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CaCO3沉淀,可能未反應(yīng)的CH4及反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣體不能溶解,被用排水的方法收集在集氣瓶中,故集氣瓶中用排水法收集到的氣體是CO或CH4、CO。
(6)用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)時(shí),在甲烷燃料電池中通入甲烷的電極為負(fù)極,甲烷失去電子后與K+結(jié)合生成K2CO3,通入O2的電極為正極,正極上O2得到電子被還原成OH-,故該燃料電池的正極電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O4OH-。
答案: (1)Al4C3+6H2SO42Al2(SO4)3+3CH4↑
(2)檢查裝置的氣密性
(3)2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O
(4)B　(5)CO(或CO、CH4)
(6)O2+4e-+2H2O4OH-
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第七章　有機(jī)化合物
課堂建構(gòu)
物理通性
無(wú)色、難溶于水
熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度隨
烷烴
碳原子數(shù)增加而升高
C、H
CnH2n+2
飽和
化學(xué)性質(zhì)
通常情況下性質(zhì)穩(wěn)定
氧化反應(yīng)：燃燒
分解反應(yīng)：高溫
取代反應(yīng)：光照

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