7.1 课时1 有机物 甲烷-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学必修第二册同步练习（人教版）

练 高中化学必修第二册 （人教版） 知识点 1 有机化合物 1. 下列说法中不正确的是 （ ） A. 有机物一定含有碳元素 B. 烃属于有机物， 只含碳、 氢两种元素， 不少有机物还含有氧、 氮、 硫等元素 C. 有机物都不溶于水， 如 CCl 4 、 CS 2 等 D. 有机物有 2000 多万种， 所以在周期表 中形成化合物种类最多的是 ⅣA 族 2. 下列物质中属于有机物的是 （ ） ① 乙醇 ② 食盐 ③ 石墨 ④ 甲烷 ⑤ 蔗 糖 ⑥ 水 ⑦ 一氧化碳 ⑧ 碳酸钙 ⑨ 醋 酸 A. ①②④⑤⑨ B. ①④⑤⑨ C. ①③④⑤⑦⑧⑨ D. ①④⑤⑥ 3. 下列叙述中属于烃的是 （ ） A. 只含有碳元素的物质 B. 含有碳元素和氢元素的化合物 C. 仅含有碳元素和氢元素的化合物 D. 燃烧后生成二氧化碳和水的化合物 知识点 2 甲烷 4. 下列关于甲烷的叙述正确的是 （ ） A. 甲烷分子的立体构型是正四面体， 所以 CH 2 Cl 2 有两种不同构型 B. 甲烷可以与氯气发生取代反应， 因此， 可以使氯水褪色 C. 甲烷能够燃烧， 在一定条件下会发生 爆炸， 因此， 是矿井安全的重要威胁 之一 D. 甲烷能使酸性 KMnO 4 溶液褪色 5. 鉴别甲烷、 一氧化碳和氢气三种无色气体 的方法， 是将它们 （ ） A. 先后通入溴水和澄清石灰水 B. 点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯 C. 点燃， 先后罩上干燥的冷烧杯和涂有 澄清石灰水的烧杯 D. 点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯， 通 入溴水 6. 在下述条件下 ， 能发生化学反应的是 （ ） A. 甲烷与氧气混合并置于光照下 B. 在密闭容器中使甲烷受热至 1000 ℃ 以上 第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 课时 1 有机物 甲烷 基 础 练 习 56 第七章 有机化合物 练 提 升 练 习 C. 将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中 D. 将甲烷通入热的强碱溶液中 7. 下图是 CH 4 、 CCl 4 、 CH 3 Cl 的分子球棍模 型图。 下列说法正确的是 （ ） A. CH 4 、 CCl 4 和 CH 3 Cl 都是正四面体结构 B. CH 4 、 CCl 4 、 CH 3 Cl 都难溶于水 C. CH 4 、 CCl 4 、 CH 3 Cl 密度都小于水 D. CH 4 、 CCl 4 的结构相同， 性质也相同 8. 下列各组气体中， 既可以用浓硫酸干燥又 可用碱石灰干燥的是 （ ） A. CO 、 H 2 、 CH 4 B. H 2 、 O 2 、 Cl 2 C. CO 2 、 O 2 、 H 2 S D. SO 2 、 NH 3 、 CH 4 9. 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应， 生成物中物质的 量最大的是 （ ） A. CH 3 Cl B. CH 2 Cl 2 C. CCl 4 D. HCl 10. 下列反应属于取代反应的是 （ ） A. CH 4 ＋2O 2 点燃 CO 2 ＋2H 2 O B. Zn＋CuSO 4 Cu＋ZnSO 4 C. NaCl＋AgNO 3 AgCl↓＋NaNO 3 D. CH 2 Cl 2 ＋Cl 2 光照 CHCl 3 ＋HCl 11. 将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气 瓶， 用玻璃片盖好瓶口后， 分别作如下 处理： ① 置于黑暗中； ② 将点燃的镁条 靠近集气瓶外壁 ； ③ 放在有光线的房 子里。 请回答下列问题： （ 1 ） 上述三个集气瓶内的现象是 ① ； ② ； ③ 。 （ 2 ） 依次写出甲烷和氯气反应生成四种 氯代甲烷的化学方程式： ； ； ； 。 （ 3 ） 甲烷和氯气发生上述一系列反应的 反应类型是 。 12. 在甲烷分子中， 碳原子以最外层的 个电子分别与氢原子形成 个 键。 甲烷分子中的 5 个原子 不在同一平面上， 而是形成了 的立体结构： 碳原子位于 ， 氢 原子位于 ； 分子中的 4 个 C — H 键的长度和强度 ， 相互之间的 夹角为 。 第 7 题图 甲烷 四氯化碳 一氯甲烷 1. 有一种无色的混合气体可能由 CH 4 、 NH 3 、 H 2 、 CO 、 CO 2 和 HCl 组成。 为确定其组 成， 进行了以下实验： ① 将此混合气体通 过浓硫酸， 气体总体积基本不变； ② 再通 57 练 高中化学必修第二册 （人教版） 过过量的澄清石灰水， 未见浑浊， 但气体 体积减少； ③ 把剩余气体在供氧的情况下 燃烧， 燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。 原混合气体含有 （ ） A. CO 和 HCl B. CH 4 和 NH 3 C. CH 4 和 HCl D. H 2 和 CO 2 2. 若要使 0.5 mol CH 4 完全和 Cl 2 发生取代 反应， 并生成相同物质的量的四种取代产 物， 则生成 HCl 的物质的量为 （ ） A. 2.5 mol B. 2 mol C. 1.25 mol D. 0.5 mol 3. 在常温下， 把一个盛有一定量甲烷和氯气 的密闭玻璃容器放在光亮的地方， 两种气 体发生反应 ， 下列叙述中不正确的是 （ ） A. 容器内原子总数不变 B. 容器内分子总数不变 C. 容器内压强不变 D. 发生的反应属于取代反应 4. 一定量的 CH 4 恰好与一定量的 O 2 完全反 应得 CO 2 、 CO 、 H 2 O （ g ）， 产物总质量为 49.6 g ， 将其通过装有足量浓 H 2 SO 4 的洗 气瓶后， 洗气瓶增重 25.2 g 。 CH 4 若完全 燃烧还需 O 2 的体积 （标准状况下 ） 为 （ ） A. 8.96 L B. 2.24 L C. 4.48 L D. 6.72 L 5. 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 （ ） A. 11.2 L B. 22.4 L C. 33.6 L D. 44.8 L 6. 为验证甲烷分子中含有 C 、 H 两种元素， 可将其燃烧产物通过 ① 浓硫酸、 ② 澄清石 灰水 、 ③ 无水硫酸铜 。 正确的顺序是 （ ） A. ①②③ B. ②③ C. ②③① D. ③② 7. 如图是某同学利用日常用品注射器设计的 简易实验装置。 甲管中注入 10 mL CH 4 ， 同温同压下乙管中注入 50 mL Cl 2 ， 将乙 管气体推入甲管中， 气体在甲管中反应， 针管放在光亮处一段时间。 （ 1 ） 下列是某同学预测的实验现象： ① 气体最终变为无色； ② 实验过程 中， 甲管活塞向内移动 ； ③ 甲管内 壁有油珠； ④ 产生火花。 其中正确的是 。 （ 2 ） 甲管中发生化学反应的类型为 。 （ 3 ） 反应后， 甲管中剩余气体能用下列试 剂吸收的是 。 A. 水 B. NaOH 溶液 C. AgNO 3 溶液 D. 饱和食盐水 （ 4 ） 反应后， 若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 ， 若再 向其中滴入几滴石蕊溶液， 又会观察 到 。 8. 如图所示， 某气体 X 可能由 H 2 、 CO 、 CH 4 中的一种或几种组成 ， 将 X 气体点燃 ， 将燃烧后的气体通过 A 、 B 两个洗气瓶。 试根据实验现象回答下列问题： 第 7 题图 甲 乙 58 第七章 有机化合物 练 （ 1 ） 若 A 洗气瓶的质量增加， B 洗气瓶的 质量不变， 则 X 气体是 。 （ 2 ） 若 A 洗气瓶的质量不变， B 洗气瓶的 质量增加， 则 X 气体是 。 （ 3 ） 若 A 、 B 两个洗气瓶的质量都增加， 则 X 气体可能是 。 9. 甲烷能与氯气发生取代反应， 回答下列 问题： （ 1 ） 若 1 mol 甲烷中的氢原子完全被取 代， 最多参加反应的氯气为 mol 。 （ 2 ） 当 n （ CH 4 ） ∶ n （ Cl 2 ） ＝1 ∶ 1 混合反应时， 其产物是 。 （ 3 ） 反应的有机取代产物的总物质的量与 甲烷的物质的量的关系是 。 10. 在光照的条件下， 将 1 mol 甲烷与一定 量的氯气充分混合， 经过一段时间， 甲 烷和氯气均无剩余， 生成一氯甲烷、 二 氯甲烷、 三氯甲烷、 四氯化碳和氯化氢。 （ 1 ） 若生成的混合物中二氯甲烷为 a mol 、 三氯甲烷为 b mol 、 四氯化碳为 c mol ， 将该混合物水洗后所得气体 在标准状况下的体积是 。 （ 2 ） 该反应中消耗的氯气的物质的量为 。 11. 回答下列问题： （ 1 ） 向甲烷和氯气进行取代反应后的集 气瓶中滴入几滴浓氨水， 看到的现 象是 。 （ 2 ） 若 1 mol 某烃最多与 6 mol 氯气发 生取代反应 ， 则该烃分子中含有 个氢原子， 同时生成氯化 氢 mol 。 第 8 题图 X 澄 清 石 灰 水 浓 硫 酸 A B 知识点 1 烷烃 1. 下列物质在一定条件下可与乙烷发生化学 反应的是 （ ） A. 氯气 B. 溴水 C. 氯水 D. 酸性高锰酸钾溶液 2. 下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正 确的是 （ ） ① CH 3 （ CH 2 ） 2 CH 3 ② CH 3 （ CH 2 ） 3 CH 3 ③ （ CH 3 ） 3 CH ④ （ CH 3 ） 2 CHCH 2 CH 3 A. ②④①③ B. ④②①③ C. ④③②① D. ②④③① 3. 取下列四种气态烃各 1 mol ， 分别在足量 的氧气中燃烧， 消耗氧气最多的是 （ ） A. CH 4 B. C 2 H 6 课时 2 烷烃 同系物 同分异构体 基 础 练 习 59 参考答案与解析 成物的总键能 ， 2NH 3 （ g ） N 2 （ g ） +3H 2 （ g ） ， ΔH= 390.8 kJ · mol -1 ×3×2- （ 946 kJ · mol -1 +436.0 kJ · mol -1 ×3 ） = +90.8 kJ · mol -1 。 （ 2 ） 设 t 1 时达到平衡， 转化的 NH 3 的物质的量为 2x ， 列出三段式： 2NH 3 （ g ） N 2 （ g ） +3H 2 （ g ） 起始 /mol 0.1 0 0 转化 /mol 2x x 3x 平衡 /mol 0.1-2x x 3x 根据同温同压下， 混合气体的物质的量等于体积 之比， 0.1 0.1+2x = 200 120+120+40 ， 解得 x=0.02 mol ， v （ H 2 ） = 0.02×3 mol 3 L×t 1 = 0.02 t 1 mol · L -1 · min -1 。 （ 3 ） 该电池的本质反应是合成氨反应 ， 且氨气与 HCl 反应生成 NH 4 Cl ， 电池中氢气失去电子， 在负极发 生氧化反应； 氮气得到电子， 在正极发生还原反应， 则 正极反应式为 N 2 +8H + +6e － 2NH + 4 ， 故电解质溶液为 NH 4 Cl 溶液。 第七章 有机化合物 第一节 认识有机化合物 课时 1 有机物 甲烷 基础练习 1. C 2. B 【解析】 CO 、 CO 2 、 碳酸盐、 碳酸氢盐等化合 物虽然含有碳元素， 但其性质与无机物相似， 属于无机物。 3. C 【解析】 根据烃的定义， 含有且只含有碳和氢 两种元素的化合物， 故 A 和 B 错误； 燃烧后生成二氧 化 碳 和 水 的 化合 物 中 可 能 还 含 有 氧 元素 ， 如 酒 精 （ C 2 H 5 OH ）， 故 D 错误。 4. C 【解析】 A 项， 由于甲烷是正四面体结构， 四 个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系， 故 CH 2 Cl 2 不存 在不同构型； B 项， CH 4 只能跟氯气在光照下反应， 与 氯水不反应； D 项， CH 4 比较稳定， 不能被酸性 KMnO 4 溶液氧化。 5. C 【解析】 CH 4 、 CO 和 H 2 与溴水、 澄清石灰水都 不反应， A 项不可选； CH 4 和 CO 燃烧都生成 CO 2 ， B 、 D 项不可选； 干冷的烧杯可检验燃烧产物中是否有水生 成， 澄清石灰水的烧杯可检验燃烧产物是否有 CO 2 生成。 6. B 【解析】 A 项， 甲烷与氧气反应条件是点燃而 不是光照， 错误； 甲烷性质比较稳定， 与强酸、 强碱 或高锰酸钾酸不发生反应， 故 C 项和 D 项错误； B 项， 在密闭容器中使甲烷受热至 1000 ℃ 以上可以产生炭 黑和氢气， 正确。 7. B 【解析 】 A 项 ， CH 3 Cl 不是正四面体结构； C 项， CCl 4 密度大于水； D 项， CH 4 和 CCl 4 的结构相似， 都是正四面体， 但是性质不同。 8. A 【解析】 B 项， Cl 2 不能用碱石灰干燥； C 项， CO 2 、 H 2 S 不能用碱石灰干燥， H 2 S 也不能用浓硫酸干 燥； D 项， SO 2 不能用碱石灰干燥， NH 3 不能用浓硫酸 干燥。 9. D 【解析】 根据甲烷和氯气反应的特点和方程式 可知 A 、 B 、 C 均不正确。 10. D 【解析】 A 项属于氧化反应； B 项属于置换反 应； C 项属于复分解反应； D 项属于取代反应。 11. （ 1 ） ① 无明显现象 ② 爆炸 ③ 黄绿色逐渐变 浅 ， 有油状液滴生成 （ 2 ） CH 4 +Cl 2 光 CH 3 Cl+HCl CH 3 Cl+Cl 2 光 CH 2 Cl 2 +HCl CH 2 Cl 2 +Cl 2 光 CHCl 3 +HCl CHCl 3 +Cl 2 光 CCl 4 +HCl （ 3 ） 取代反应 【解析】 甲烷和氯气的反应条件是光照， 但是不能 是强光， 强光照射可能会发生爆炸。 12. 4 4 （极性） 共价 正四面体 正四面体体 心 正四面体的 4 个顶点 相同 109°28′ 提升练习 1. A 2． C 【解析】 0.5 mol CH 4 生成等物质的量的 4 种 取 代 产 物 ， 即 0.125 mol CH 3 Cl 、 0.125 mol CH 2 Cl 2 、 0.125 mol CHCl 3 、 0.125 mol CCl 4 ， 生成 HCl 的物质的量 为 n （ HCl ） ＝0.125 mol×1+0.125 mol×2+0.125 mol×3+ 0.125 mol×4＝1.25 mol ， 故选 C 。 3． C 【解析】 由质量守恒定律可知， A 正确； 甲烷 与氯气的反应中， 由碳原子守恒知生成的有机物的分子 个数等于甲烷的分子个数， 再由每取代 1 个 H 原子， 消 耗一分子氯气， 生成一分子 HCl ， 故反应前后分子总数 不变， B 正确； 由于有机产物中只有 CH 3 Cl 为气体， 故 反应后气体的物质的量减少， 容器内压强减小， C 错 误； 甲烷与氯气的反应属于取代反应， D 正确。 4． C 【解析】 由题中洗气瓶增重 25.2 g 可知， H 2 O 的物质的量为 1.4 mol ， 根据 H 原子守恒， 所以 CH 4 为 0.7 mol ， 这样就知道 CH 4 完全燃烧时生成 CO 2 的物质的 量也是 0.7 mol 。 用 0.7 mol CO 2 的质量减去已经生成的 CO 和 CO 2 两者的总质量 ， 就是 CH 4 完全燃烧还需 O 2 21 （人教版）高中化学必修第二册 的质量， 即 m （ O 2 ） ＝0.7 mol×44 g/mol－ （ 49.6 g－25.2 g ） ＝ 6.4 g ， 即 n （ O 2 ） ＝ 6.4 g 32 g/mol ＝0.2 mol ， V （ O 2 ） ＝0.2 mol× 22.4 L/mol＝4.48 L 。 5. A 【解析 】 甲烷燃烧的化学方程式为 CH 4 +2O 2 点燃 CO 2 +2H 2 O ， 当温度超过 100 ℃ 时 （即水为气态）， 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 。 6. D 【解析 】 要证明 CH 4 中含有 C 、 H 两种元素 ， 可通过验证其燃烧产物为 CO 2 和 H 2 O 来证明， 选 ②③ ， 检验时应先检验 H 2 O 后检验 CO 2 ， 故顺序为 ③② 。 7. （ 1 ） ②③ （ 2 ） 取代反应 （ 3 ） B （ 4 ） 液体 分为两层， 产生白色沉淀 溶液先变红后褪色 【解析 】 在光照条件下 ， 甲烷与氯气发生反应 ： CH 4 +Cl 2 光 CH 3 Cl +HCl ， CH 3 Cl +Cl 2 光 CH 2 Cl 2 +HCl ， CH 2 Cl 2 +Cl 2 光 CHCl 3 +HCl ， CHCl 3 +Cl 2 光 CCl 4 +HCl 。 （ 1 ） 理论上， 甲烷与氯气的体积比为 1 ∶ 4 时， 二者 恰好完全反应， 而甲中氯气与甲烷的体积比为 5 ∶ 1>4 ∶ 1 ， 说明氯气过量 ， 反应后仍有氯气剩余 ， 为黄绿色 。 该反应进行缓慢， 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， 甲管活塞向内移动。 （ 2 ） 甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取 代， 故甲管中发生的是取代反应。 （ 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 溶液反应生成 AgCl 白 色沉淀， 同时因 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 难溶于水而看到 液体分为两层， 因 Cl 2 有剩余， 若加入几滴石蕊溶液 ， 溶液会先变红后褪色。 8. （ 1 ） H 2 （ 2 ） CO （ 3 ） ①CH 4 ； ②H 2 和 CO ； ③H 2 和 CH 4 ； ④CO 和 CH 4 ； ⑤H 2 和 CO 与 CH 4 9. （ 1 ） 4 （ 2 ） CH 3 Cl 、 CH 2 Cl 2 、 CHCl 3 、 CCl 4 和 HCl （ 3 ） 相等 10. （ 1 ） 22.4× （ 1－a－b－c ） L （ 2 ） （ 1+a+2b+3c ） mol 11. （ 1 ） 有白烟生成 （ 2 ） 6 6 课时 2 烷烃 同系物 同分异构体 基础练习 1． A 【解析】 类比甲烷的化学性质， 乙烷与氯气在 光照条件下发生取代反应， 和溴水、 氯水、 酸性高锰酸 钾溶液均不反应。 2． A 【解析】 烷烃的物理性质随着分子中碳原子数 的递增呈规律性变化， 沸点逐渐升高； 碳原子数相同的 烃， 支链越多， 沸点越低。 3. D 【解析】 等物质的量的烃 （ C x H y ） 完全燃烧时 消耗氧气的量取决于 x+ y 4 4 " 。 4. A 5. D 【解析】 根据同分异构体的概念， 同分异构体 一定具有相同的分子式、 相对分子质量、 不同的结构、 不同的物理性质， 化学性质可能相似或者可能具有很大 的差异性。 6. B 【解析】 根据同分异构体的概念， 可知同分异 构体不可能具有相同的结构。 7. B 【解析】 A 项， 相对分子质量相同的物质分子 式可能不同， 如 CO 和 N 2 ； C 项， 符合同一个通式的物 质可能结构不相似， 需要同时满足结构相似和符合同一 个通式； D 项， 不符合烃的定义， 应该是 “只含” 而不 是 “含有”； B 项， 分子式相同而结构不同的有机物一 定是同分异构体。 8. D 【解析】 A 项， 没说结构相似； B 项， 没说分 子式是否相同； C 项， 同系物一定符合同一个通式， 但 若只说符合同一个通式的一定是同系物则是错误的； D 项， 相对分子质量相同， 组成元素的质量分数相同的有 机物必然具有相同的分子式， 再加上结构不同， 所以一 定是同分异构体的关系。 9. D 10. D 【解析】 D 项， 因为丁烷有两种同分异构体： CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 和 CH 3 CHCH 3 CH 3 ， 每种异构体各有两种一 氯代物， 所以丁烷进行一氯取代后最多生成四种沸点不 同的产物。 11. D 【解析】 据表中信息知在 1.01×10 5 Pa 下， 新 戊烷的沸点为 9.5 ℃ ， 所以在标准状况下不是气体， 而 在 20 ℃ 时新戊烷是气体， 所以 A 、 B 项均错误； 烷烃随 碳原子数的增加， 沸点逐渐升高， C 项错误； C 5 H 12 随支 链的增加， 沸点逐渐降低， D 项正确。 12. （ 1 ） A 、 C 、 H （ 2 ） 双键 三键 碳链 （ 3 ） C E 、 F 、 H G （ 4 ） 【解析】 （ 1 ） 据烷烃的定义： 碳碳原子之间仅以单 键互相结合， 剩余的价键全部与氢原子结合， 知图中 8 种分子中只有 A 、 C 、 H 为烷烃。 （ 2 ） 据图中 8 种分子看出， A 、 C 中碳碳原子间全 CH 3 CH — CH 3 +Cl 2 光 CH 3 — CHCH 2 Cl+HCl CH 3 CH 3 （或 CH 3 CHCH 3 +Cl 2 光 CH 3 — C — CH 3 +HCl ） CH 3 CH 3 Cl 22