第3章 第1节 第1课时 有机化合物的性质(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

[基础训练] 1．下列叙述正确的是(　　) A．碳酸、KSCN、乙醇均是有机物 B．有机物只能在动植物体内产生，不能用人工方法合成 C．凡是含碳元素的化合物都属于有机物 D．有机物中都含有碳元素，大多数有机物中还含有氢元素，部分有机物中除含碳、氢元素外，还含有氧、氮、氯、硫等元素 解析　碳酸、KSCN是无机物，A项错误；人工可以合成有机物，如尿素，B项错误；碳酸钠、二氧化碳、一氧化碳等都属于无机物，C项错误；符合有机物的定义，D项正确。 答案　D 2．下列说法中，正确的是(　　) A．有机物一定含C、H元素 B．有机物都难溶于水，无机物都易溶于水 C．碳原子个数小于5的烃在常温常压下为气体 D．有机物参与的反应速率一定比无机物参与的反应慢，且常伴有副反应 解析　有机物不一定含H元素，如CCl4，故A错误；绝大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂，但有的有机物如乙酸、乙醇等可溶于水，无机物也不都易溶于水，如硫酸钡、碳酸钙等难溶于水，故B错误；碳原子个数小于5的烃在常温常压下为气体，故C正确；一般有机反应往往比较复杂，反应速率较慢，但常伴有副反应，但是有机物参与的反应速率不一定比无机物参与的反应慢，故D错误。 答案　C 3．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(　　) A．甲烷与氯气以物质的量之比为1∶1混合时只生成CH3Cl B．甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多 C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物 D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气 解析　甲烷与氯气发生取代反应生成的有机物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl的量最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D错误。 答案　C 4．发射嫦娥四号月球探测器的长征三号乙运载火箭使用偏二甲肼()作为火箭燃料。偏二甲肼属于(　　) A．氧化物 B.有机物 C．混合物 D．单质 解析　氧化物是含有两种元素，其中一种元素是O的化合物，偏二甲肼()中不含有O元素，A错误；由偏二甲肼的化学式(C2H8N2)可知，它是一种含碳元素的化合物，属于有机物，B正确；混合物是由两种及两种以上的物质混合成的物质，而偏二甲肼()属于纯净物，C错误；单质是只由一种元素组成的纯净物，偏二甲肼()含有C、H、N三种元素，D错误。 答案　B 5．光照混合在试管中的甲烷和氯气的混合气体后，拔开试管塞，在实验的过程中不可能观察到的现象是(　　) A．试管中气体的黄绿色变浅 B．试管中有火星出现 C．试管壁上有油状液滴出现 D．试管口有白雾 解析　在光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应，生成有机物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，其中后三者是油状液体；同时还生成HCl，故试管口有白雾产生。 答案　B 6．下列反应属于取代反应的是(　　) ①CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl ②2HI＋Cl2===2HCl＋I2 ③CO＋2H2CH3OH ④CH3CH2CN＋Cl2＋HCl ⑤CH3CH2OH＋HBr―→CH3CH2Br＋H2O A．①② B.①②③④ C．①④⑤ D．②④⑤ 解析　①CHCl3中的H原子被Cl原子取代，属于取代反应；②该反应属于置换反应；③该反应属于化合反应；④CH3CH2CN分子中“—CH2—”的1个H原子被Cl原子取代，属于取代反应；⑤CH3CH2OH分子中的—OH被Br原子取代，属于取代反应。 答案　C 7．取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气(如图)，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是(　　) A．为加快化学反应速率，应在强光照射下完成 B．甲烷和 Cl2反应后试管内壁的油状液滴包括 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 C．盛放饱和食盐水的水槽底部会有少量晶体析出 D．CH4和Cl2完全反应后液面上升，液体充满试管 解析　A项，CH4和 Cl2在强光照射下会发生爆炸，错误；B项，常温下，甲烷和 Cl2在光照条件下发生取代反应生成 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，其中 CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，CH3Cl是无色气体，错误；C项，甲烷和 Cl2反应生成 HCl，HCl溶于饱和食盐水后会有少量 NaCl晶体析出，正确；D项，甲烷和Cl2反应的产物中CH3Cl是不溶于水的气体，所以液体不会充满试管，错误。 答案　C 8．某研究性学习小组为了验证 CH4是否具有还原性，设计了如下实验： (1)实验过程中观察到无水CuSO4逐渐变蓝，澄清石灰水出现浑浊现象，则 CH4与CuO反应的化学方程式为_______________________________________________________。 (2)研究小组将CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，你认为原因可能是__________ _________________________________________________________。 请设计一个实验方案证明你的结论(用文字表示，不必画实验装置图)：____________ ____________________________________________________________________________。 解析　(1)无水CuSO4逐渐变蓝，说明有水生成；澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，根据原子守恒，CH4与CuO反应的化学方程式为CH4＋4CuOCO2＋4Cu＋2H2O。 (2)将CH4通入溴水时，发现溴水逐渐褪色，说明溴参加了反应或溴被带走，因甲烷为饱和烃，所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应或溴单质被甲烷气体带走。若发生取代反应，必有溴化氢生成，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH明显变小，则表明二者可能发生了取代反应；若溴单质被甲烷气体带走，用pH试纸检验反应前后溶液的pH，pH没有明显变化。 答案　(1)CH4＋4CuOCO2＋4Cu＋2H2O (2)溴单质与甲烷发生了取代反应　用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH明显变小，则表明二者发生了取代反应(或溴单质被甲烷气体带走　用pH试纸检验反应前后溶液的pH，如果pH没有明显变化，则表明溴单质被甲烷气体带走) 9．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上述过程，其设计的模型装置如下： 根据设计要求回答： (1)B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③________________。 (2)设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应________________。 (3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是________________。 (4)E装置的作用是________(填字母)。 A．收集气体 B.吸收氯气 C．防止倒吸 D．吸收氯化氢 (5)在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：________________________。 (6)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为________(填字母)。 a．CH4 b.CH3Cl c．CH2Cl2 d．CHCl3 e．CCl4 解析　(1)B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。 (2)当发生反应：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证＝x≥4。 (3)KI能吸收多余的Cl2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 (4)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。 (5)根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为CH4＋2Cl2C＋4HCl。 (6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。 答案　(1)干燥混合气体　(2)大于或等于4　(3)吸收过量的氯气　(4)CD (5)CH4＋2Cl2C＋4HCl　(6)分液法　ab [能力提升] 10．(双选)如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲注射器中注入10 mL CH4，同温同压下乙注射器中注入50 mL Cl2，将乙注射器中的气体推入甲注射器中，气体在甲注射器中反应，用日光照射一段时间。 下列是某同学预测的实验现象，其中正确的是(　　) A．气体最终变为无色 B．实验过程中，甲注射器活塞向内移动 C．甲注射器内壁有油珠 D．产生火花 答案　BC 11．实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。 光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(　　) 解析　CH4和Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物，其中CH3Cl常温下是气体，难溶于水，CH2Cl2、CHCl3和CCl4常温下是无色油状液体，难溶于水，HCl极易溶于水，故试管内气体体积减小，颜色变淡，液面上升，试管壁上有油状液滴出现，D项正确。 答案　D 12．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。使1 mol CH4与Cl2反应，待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝3∶2∶1∶4，则消耗的Cl2的物质的量为(　　) A．1.0 mol B.1.8 mol C．2.2 mol D．2.6 mol 解析　在光照条件下，1 mol CH4与Cl2发生取代反应，得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝3∶2∶1∶4，由碳原子守恒可知：n(CH3Cl)＋n(CH2Cl2)＋n(CHCl3)＋n(CCl4)＝1 mol，所以n(CH3Cl)＝0.3 mol，n(CH2Cl2)＝0.2 mol，n(CHCl3)＝0.1 mol，n(CCl4)＝0.4 mol，四种有机取代产物中n(Cl)＝0.3 mol×1＋0.2 mol×2＋0.1 mol×3＋0.4 mol×4＝2.6 mol，则有2.6 mol H原子被取代，根据取代反应的特点可知，取代1 mol H原子，消耗1 mol Cl2，所以消耗的Cl2为2.6 mol。 答案　D 13．某研究小组为了探究甲烷和氯气的反应情况，设计了几个实验，请填写下列空白： [实验一] 用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成。 (1)该反应的反应类型为____________，反应的化学方程式为________________(只写第一步)。 (2)水槽中盛放的液体应为________(填字母)。 A．水 B.饱和石灰水 C．饱和食盐水 D．饱和NaHCO3溶液 [实验二] 收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成。 (3)该实验设计的错误之处是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [实验三] (4)步骤一：收集半试管氯气，加入10 mL蒸馏水，充分振荡，用仪器测得溶液的pH＝3.26。 步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体(各占50%)，在40 W的日光灯下光照6 min后，加入10 mL 蒸馏水，充分振荡，用仪器测得pH＝1.00。 判断该反应中有氯化氢生成的依据是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 步骤三：用5支试管充满甲烷和氯气的混合气体(各占50%)，分别放在40 W的日光灯下光照不同时间后，加入10 mL 蒸馏水，充分振荡，测得pH如下表： 编号 1 2 3 4 5 光照时间 2 min 4 min 6 min 8 min 10 min 反应后pH 1.86 1.62 1.00 1.00 1.00 (5)该实验可得到结论：____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 步骤四：探究不同光照条件对甲烷与氯气反应的影响。 (6)试设计一个可行的实验方案：____________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)CH4在光照下与Cl2发生取代反应生成CH3Cl等，第一步反应方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl。(2)由于量筒中的Cl2能与水、饱和石灰水、饱和NaHCO3溶液反应，所以水槽中盛放的液体应为饱和食盐水，故C正确。(3)该实验的目的是通过AgNO3溶液来验证HCl的生成，但由于Cl2溶解在水中时也会产生Cl－，从而无法确定生成的白色AgCl沉淀是否是由于生成HCl引起的，所以该实验设计存在错误。(4)步骤一、二中氯气体积相同，氯气溶于水中生成HCl、HClO，HClO是弱酸，且Cl2与H2O不能完全反应，所以步骤一测定出的pH＝3.26。步骤二中测定出溶液的pH＝1.00<3.26，说明步骤二中产生的酸的浓度更大，即步骤二中CH4与Cl2发生了取代反应而生成了HCl。(5)从表中数据可以看出，随着时间的推移，反应后所得溶液的pH逐渐变小，说明甲烷与氯气反应的光照时间越长，甲烷取代反应的转化率越高。从表中数据还可看出，6 min、8 min、10 min时所得溶液pH相同，说明6 min后CH4与Cl2反应发生完全。(6)类比步骤三的方法，步骤三是时间为变量，步骤四用光照强度为变量，从而可设计出相应的方案。用5支试管充满甲烷和氯气的混合气体(各占50%)，分别放在不同功率的日光灯下照射相同时间后，加入10 mL 蒸馏水，充分振荡，测pH值。 答案　(1)取代反应　CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl　(2)C　(3)氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀，从而无法确定反应中有氯化氢生成　(4)步骤二测得的pH的具体值比步骤一的低　(5)相同条件下，一定时间内，光照时间越长，甲烷与氯气反应的越充分，生成的HCl越多(其他合理答案也可)　(6)用5支试管充满甲烷和氯气的混合气体(各占50%)，分别放在不同功率的日光灯下照射相同时间后，加入10 mL 蒸馏水，充分振荡，测pH值 学科网（北京）股份有限公司 $$