化学必修2《化石燃料与有机化合物》（第1课时）同步测试

3.1.1 天然气的利用 甲烷（苏教版必修2）

【典例导悟】

【典例1】如图所示，集气瓶内充满 甲烷和氯气的混合气体，置于光亮 处，让混合气体缓慢地反应一段时 间。

（1）写出甲烷发生一氯取代反应的化学方程式________ _________________________________________。

（2）光照后将滴管内的水挤入集气瓶中将会看到什么现象？请解释产生有关现象的原因_____________________________________________________________。 【思路点拨】解答本题应注意以下两点： （1）CH4与Cl2取代后的产物中HCl最多。 （2）HCl极易溶于水。

【自主解答】（1）甲烷和氯气发生一氯取代形成一氯甲烷，其反应的化学方程式为：CH4+Cl2

CH3Cl+HCl。

（2）甲烷和氯气发生反应后生成HCl，HCl极易溶于水，故将滴管内的水挤入集气瓶后，使集气瓶内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯内的水会流入集气瓶中。 答案：（1）CH4+Cl2

CH3Cl+HCl

（2）烧杯内的水会流入集气瓶中。因为甲烷和氯气发生反应后生成HCl,HCl极易溶于水，将滴管内的水挤入集气瓶后，使集气瓶内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯内的水会流入集气瓶中

【互动探究】若将烧杯内的水改为AgNO3溶液，将会有什么实验现象？

提示：AgNO3溶液会流入集气瓶中，并且会产生白色沉淀。AgNO3+HCl====AgCl↓+HNO3。 【典例2】有下列各组微粒或物质，请按要求填空： A．O2和O3 B．12C和13C

E.甲烷和庚烷

（1）______（填字母代号，下同）互为同位素。 （2）______ 互为同素异形体 （3）______ 属同系物。 （4）______ 互为同分异构体。 （5）______ 是同一物质。

【规范解答】（1）12C和13C是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，互为同位素。

（2）O2和O3是由氧元素形成的性质不同的单质，互为同素异形体。

（3）甲烷和庚烷都属于烷烃，结构相似，在组成上相差6个“CH2”原子团，互为同系物。

答案：（1）B （2）A （3）E （4）C （5）D 【变式训练】下列叙述正确的是（ ） A．分子式相同的物质一定是同种物质 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

【解析】选C。分子式相同的物质，结构不一定相同，所以不一定是同种物质；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C2H6等，因此不一定是同分异构体。

【学业达标训练】

1.下列有关化石燃料的说法正确的是（ ） A.石油属于可再生矿物能源 B.石油主要含有碳、氢两种元素 C.煤的主要成分是碳 D.石油有固定的沸点

【解析】选B。化石燃料都是不可再生的，A错误。石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，无固定沸点，故B正确，D错误。煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，C错误。

【解析】选D。A为分解反应，B为置换反应，C为CH4的 燃烧反应，都不为取代反应；D属于取代反应。

3.（2018·湛江高一检测）在光照条件下，将1 mol CH4与1 mol Cl2混合充分反应后，得到的产物是（ ） A.CH3Cl HCl B.CCl4 HCl C.CH3Cl CH2Cl2

D.CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl

【解析】选D。CH4与Cl2的取代反应体系中，各步的取代同时发生，因此得到的产物是含多种成分的混合物。

4.下列事实中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.CH3Cl只代表一种物质 B.CH2Cl2只代表一种物质 C.CHCl3只代表一种物质 D.CCl4只代表一种物质 【解析】选B。CH4分子 中有四个等同的C—H键， 在空间可能有两种对称 分布：正四面体结构和

平面正方形结构，如图：

对于甲烷的正四面体的立体结构，因为其四个顶点的位置完全相同，所以它的一氯代物（CH3Cl）、二氯代物（CH2Cl2）、三氯代物（CHCl3）、四氯代物（CCl4）都只有一种。四个C—H键完全相等。

而如果甲烷是正方形结构，虽然四个C—H键也都相同，但四个顶点的H原子的位置关系却不同，可能相邻，也可能是对角关系，所以虽然CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种，但CH2Cl2却有两种，一种是两个Cl原子相邻，另一种是两个Cl原子处于对角关系。由这一点可以判断，CH4应为正四面体的立体结构，而不是正方形的平面结构。 5.（2018·青岛高一检测）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.正戊烷分子中所有原子均在一条直线上 D.新戊烷的一氯取代物有2种

6.（2018·南通高一检测）下列性质中，属于烷烃特征性质的是（ ） A.完全燃烧的产物为二氧化碳和水 B.它们几乎不溶于水 C.它们是非电解质

D.分子的通式为CnH2n+2，能与氯气发生取代反应

【解析】选D。烃完全燃烧产物均为二氧化碳和水，因此A不是烷烃的特征性质；烃几乎都不溶于水，都是非电解质，所以B、C也不正确。

7.（2018·晋中同步检测）下列关于同系物的说法中错误的是（ ） A.同系物都符合同一通式 【解析】

B.相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团 C.同系物具有相同的最简式

D.同系物的化学性质基本相似，物理性质随着碳原子数增加呈现出规律性的变化 【解析】选C。分子结构相似，而在组成上相差1个或若干个“CH2”原子团的有机物互称为同系物。互为同系物的物质化学性质相似，物理性质不同。但同系物的最简式不同，如甲烷的最简式为CH4，乙烷的最简式为CH3。故C项错误。

8.等质量的下列烷烃完全燃烧生成CO2和H2O，耗氧量最多的是（ ） A.C2H6 B.C3H8 C.C4H10 D.C6H14 【解析】

9.把1体积CH4和1体积Cl2组成的 混合气体充入大试管中，将此试 管倒立在盛有饱和食盐水的水槽 里，放在光亮处。

（1）试推测可观察到的现象是：

①_________________________________________； ②_________________________________________； ③_________________________________________； ④_________________________________________。 （2）若向饱和食盐水中加入紫色石蕊试液又有什么现象__________________________________________。 （3）若将食盐水改为Na2SiO3、AgNO3溶液又有什么现象__________________________________________。

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