第7章 第1节 第2课时 烷烃的性质-【优学精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册教用Word（人教版）

本讲义聚焦烷烃的性质这一核心知识点，系统梳理烷烃的物理性质（如沸点随碳原子数及支链变化规律）、化学性质（燃烧反应、取代反应），从甲烷的具体性质延伸至烷烃通性，构建从个别到一般的知识支架。 资料通过实验探究（如甲烷与氯气取代反应的操作、现象及原理分析）、问题讨论（如产物多样性、反应条件影响）及例题练习，培养学生科学探究与实践能力和科学思维。课中辅助教师实验教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第2课时　烷烃的性质 课程 标准 1.了解甲烷、烷烃的物理性质和化学性质。 2.认识甲烷与氯气的反应特点，认识取代反应。 3.初步了解烷烃在生产、生活中的应用 分点突破　烷烃的性质 1.烷烃的物理性质 2.烷烃的化学性质 通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。但在特定条件下，烷烃会发生某些反应。 （1）燃烧反应 烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。CH4、C3H8完全燃烧的化学方程式分别为　CH4＋2O2CO2＋2H2O　、　C3H8＋5O23CO2＋4H2O　。 （2）取代反应 ①实验探究甲烷与Cl2的反应 实验 操作 取两支试管，均通过排饱和NaCl溶液的方法收集半试管CH4和半试管Cl2，分别用铁架台固定好。将其中一支试管用铝箔套上，另一支试管放在光亮处（不要放在日光直射的地方），静置，比较两支试管内的现象 实验 操作 实验 现象 套铝箔的试管中无明显现象；另一试管中气体颜色逐渐　变浅　，试管壁上出现油状液滴，试管内水面　上升　，试管中有　少量白雾产生　 原理 分析 光照时，CH4与Cl2发生反应，生成甲烷的氯代物（CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4）和HCl，气体压强减小；4种氯代物均不溶于水，HCl溶于水形成小液滴，出现白雾 CH4＋Cl2　CH3Cl＋HCl　（一氯代物）， CH3Cl＋Cl2　CH2Cl2＋HCl　（二氯代物）， CH2Cl2＋Cl2　CHCl3＋HCl　（三氯代物）， CHCl3＋Cl2　CCl4＋HCl　（四氯代物） 结论 光照条件下，CH4和Cl2发生取代反应，生成多种氯代甲烷和HCl ②概念 有机物分子里的某些　原子或原子团　被　其他原子或原子团　所替代的反应叫做取代反应。 烷烃在一定条件下，可以与卤素单质发生取代反应。 3.有机化合物的一般性质 （1）物理性质 与无机物相比，大多数有机物的熔点比较　低　，且　难　溶于水，　易　溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 （2）化学性质 ①大多数有机物容易　燃烧　，受热会发生分解。例如，CH4C＋2H2，可获得炭黑。 ②有机物的化学反应比较复杂，常伴有　副反应　发生，很多反应需要在加热、　光照　或使用催化剂的条件下进行。 1.能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合在光照下制取纯净的CH3Cl？ 提示：不能；因为CH4与Cl2的混合气体在光照下反应，得到的是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl的混合物。 2.CH4与Cl2在光照下发生反应，产物中物质的量最大的是哪种物质？反应中CH4与Cl2的物质的量有什么关系？能否用氯水代替氯气？ 提示：CH4与Cl2在光照下发生反应，生成物中物质的量最大的是HCl；反应中每从甲烷中取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl；不能用氯水代替氯气，甲烷与氯水不反应。 3.已知甲烷在常温下是气体。下表中给出了1.013×105 Pa下，某些烷烃的沸点。 物质名称 沸点/℃ 正丁烷[CH3（CH2）2CH3] －0.5 正戊烷[CH3（CH2）3CH3] 36.1 异戊烷[CH3CH2CH（CH3）2] 27.8 新戊烷[C（CH3）4] 9.5 正己烷[CH3（CH2）4CH3] 69.0 根据上述材料分析，碳原子数相同的烷烃，其沸点也不相同，有什么规律吗？ 提示：当碳原子数相同时，一般支链越多，沸点越低。如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。 1.烷烃与氯气的取代反应要点归纳（以甲烷为例） 反应物 甲烷与氯气（不能用氯水） 反应条件 漫射光照射（不用太阳光直射，以防爆炸） 生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl，其中HCl的产量最多 反应特点 连锁反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 2.烷烃取代反应的连续性及化学方程式的书写 （1）在光照条件下，烷烃与Cl2、Br2的气体都可以发生取代反应，生成多种卤代产物和相应的卤化氢气体。CnH2n＋2＋X2CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可与X2继续发生取代反应。 （2）取代反应的特点是“一下一上，有出有进”，类似无机反应中的复分解反应， 注意在书写化学方程式时，防止漏写产物中的小分子。 1.下列反应属于取代反应的是（　　） A.CH4C＋2H2 B.2HI＋Cl22HCl＋I2 C.CH4＋2O2CO2＋2H2O D.C2H6＋Cl2C2H5Cl＋HCl 解析：D　取代反应是有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团替代的反应。 2.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：D　甲烷与氯气在光照条件下发生反应：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。黄绿色的氯气参加反应，逐渐减少，生成无色的气体，因此试管内气体颜色逐渐变浅；反应生成的HCl极易溶于水，使试管内气体压强减小，因此试管内液面上升；生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为无色油状液体，附着在试管壁上，因此试管壁上出现油状液滴；生成的HCl气体遇到水蒸气溶解生成盐酸小液滴，形成白雾，因此试管中有少量白雾。 3.（2024·保定期中）2023年7月12日，装配我国完全自主研发、具备自主知识产权的液氧甲烷低温发动机的朱雀二号运载火箭发射成功。下列说法正确的是（　　） A.甲烷分子空间结构为三角锥形 B.天然气是可再生能源，其主要成分是甲烷 C.甲烷燃烧会产生CO2，不属于清洁能源 D.等质量甲烷和H2做火箭燃料时，前者需要携带液氧量相对较少 解析：D　甲烷分子空间结构为正四面体形，A错误；天然气为化石能源，是不可再生能源，其主要成分是甲烷，B错误；甲烷燃烧会产生CO2和水，且不产生污染物，属于清洁能源，C错误；等质量CH4和H2，H2的物质的量更大，燃烧时H2耗氧量更大，前者需要携带液氧量相对较少，D正确。 4.如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4，同温同压下乙管中注入 50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，试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②③。 （2）甲管中发生化学反应的类型为取代反应　。 （3）反应后，甲管中剩余可溶于水的气体能用下列试剂吸收的是B（填字母）。 A.水 B.NaOH溶液 C.AgNO3溶液 D.饱和食盐水 （4）反应后，若将甲中的物质全部推入盛有适量 AgNO3 溶液的小试管中，会观察到液体分为两层，产生白色沉淀； 若再向其中滴入几滴石蕊溶液，又观察到溶液先变红后褪色。 解析：（1）理论上，甲烷与氯气体积比为1∶4时，二者恰好完全反应， 而甲中甲烷与乙中氯气体积比为1∶5，说明氯气过量，反应后仍有氯气剩余。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。 （4）甲管中的氯气、氯化氢溶于水，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，溶液呈酸性，Cl－与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，由于溶液含有次氯酸，若加入几滴石蕊溶液，溶液会先变红后褪色。 名师点拨 （1）有机反应比较复杂，常伴随很多副反应发生，因此有机反应的化学方程式常用“”。 （2）当n（CH4）∶n（Cl2）＝1∶1时，反应并不只发生CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，其他反应仍发生。 （3）甲烷与氯气发生取代反应时，取代H原子的个数是难以控制的，因此制备CH3Cl一般不采用取代反应。 1.液化石油气中含有丁烷，在运输、储存、使用过程中一定要注意安全。丁烷中碳原子成键特点与CH4中碳原子相似，性质相似。下列有关丁烷的叙述不正确的是（　　） A.丁烷沸点高于甲烷 B.丁烷与甲烷是同系物 C.常温常压下丁烷是没有颜色、没有气味的气体 D.丁烷极易溶于水 解析：D　随分子中碳原子数增加，沸点升高， A项正确；丁烷与甲烷为碳原子数不同的链状烷烃，是同系物，B项正确；丁烷与甲烷性质相似，常温常压下均为无色无味的气体，C项正确；烷烃均为难溶于水的物质，D项错误。 2.下列化学反应中不属于取代反应的是（　　） A.CH3CH2Cl＋Cl2CH3CHCl2＋HCl B.CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O C.2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ D.CH3—CH2—Br＋NaOH CH3—CH2—OH＋NaBr 解析：C　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，不是有机反应，更不是取代反应。 3.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，如图所示，下列对于试管内发生的反应及现象的说法正确的是（　　） A.此反应无光照也可发生 B.甲烷和Cl2反应后的产物只有CH3Cl和HCl C.盛放饱和NaCl溶液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：C　A项，CH4与Cl2反应需在光照条件下进行，错误；B项，CH4与Cl2发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，错误；C项，甲烷与Cl2反应后生成的产物中最多的是HCl，HCl溶于饱和NaCl溶液会有少量NaCl晶体析出，正确；D项，取代产物CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，CH3Cl是气体，故液体不会充满试管，错误。 4.（2024·上海江湾区期末）Ⅰ.根据所学知识，完成下列问题。 （1）烷烃的主要来源是石油和天然气。下列关于烷烃的叙述不正确的是BD（填字母）。 A.烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连 B.相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH3原子团 C.分子式符合CnH2n＋2的烃一定是链状烷烃 D.通常情况下烷烃都是气态 解析：烷烃是一类有机化合物，分子中的碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键都与氢原子结合而成的化合物，A正确；相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团，B错误；分子组成符合CnH2n＋2的烃一定是链状烷烃，C正确；当烷烃碳原子数小于或等于4时，烷烃在常温下呈气态，碳原子在5到16时是液体，D错误。 （2）下列化学用语正确的是C（填字母）。 A.甲烷分子的球棍模型： B.CCl4的电子式：Cl︰︰Cl C.异丁烷的结构简式： D.丙烷分子的空间填充模型： 解析：甲烷分子的球棍模型为，A错误；CCl4的电子式为︰，B错误；异丁烷的结构简式为，C正确；为丙烷分子的球棍模型，D错误。 （3）甲烷是最简单的有机物，关于甲烷的说法不正确的是D（填字母）。 A.常温常压下甲烷是无色无味的气体 B.甲烷分子的空间结构呈正四面体形 C.甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色 D.甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色 解析： A项，通常情况下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小，正确；B项，甲烷分子结构是正四面体形，正确；C项，甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色，正确；D项，甲烷性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，错误。 （4）下列物质互为同系物的是B（填字母）。 A.与 B.CH3—CH3与 C.CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl D.CH4与CH3CH2Cl 解析： A项，和均为二氯甲烷，是同一种物质，不符合题意；B项，CH3—CH3与相差3个CH2原子团，互为同系物，符合题意；C项，CH3CH2Cl为一氯取代物，CH2ClCH2Cl为二氯取代物，两者为不同的物质，不符合题意；D项，CH4为烃，CH3CH2Cl为卤代烃，是不同类物质，不符合题意。 Ⅱ.有同学用排饱和食盐水法先后收集20 mL CH4和80 mL Cl2，放在光亮的地方（注意：不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，观察发生的现象。回答下列问题： （5）写出甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷的化学方程式：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl。 解析：甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷的化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl。 （6）大约30 min后，可以观察到量筒壁上出现油状液体，该现象说明生成了②③④（填序号）。 ①CH3Cl　　②CH2Cl2　　③CHCl3　　④CCl4 解析：甲烷和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷和氯化氢是气体。 （7）量筒内出现的白雾是盐酸的小液滴，量筒内液面上升（填“上升”“下降”或“不变”）。 解析：甲烷和氯气发生取代反应，生成的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气形成白雾，容器中的压强较低，液面上升。 1.（2024·上海杨浦区期中）宏观辨识与微观探析是重要的学科素养，下列有关说法正确的是（　　） A.一氯甲烷只存在唯一结构，这一事实不足以证明甲烷的空间结构为正四面体形 B.甲烷分子中去掉一个氢原子后，剩余部分称为甲基，甲基的电子式为H︰︰ C.空间填充模型为， 可以表示CH4分子， 也可以表示 CCl4分子 D.12CO2和13CO2互为同位素 解析：A　无论是正四面体的空间结构和平面结构，一氯甲烷都只有一种空间结构，不能证明甲烷是正四面体的空间结构而不是平面结构，A项正确；甲基的电子式为H︰·，B项错误；该空间填充模型不符合C和Cl的大小比例， 可以表示CH4分子， 不能表示CCl4分子，C项错误；同位素指原子，12CO2和13CO2都是化合物分子，不互为同位素，D项错误。 2.有机物的一氯代物的种类是（　　） A.1种　　　　　　　　B.2种 C.3种 D.4种 解析：A　分子中6个甲基上的氢原子为等效氢，所以该有机物只含有1种等效氢，该物质的一氯代物只有1种。 3.某烃分子的球棍模型如图所示，关于该烃的说法不正确的是（　　） A.分子式为C3H8 B.该烃含有碳碳双键 C.结构简式为CH3CH2CH3 D.化学性质与甲烷相似 解析：B　根据该烃分子的球棍模型可知，分子中含有3个C原子和8个H原子，分子式为C3H8，A正确；分子中只存在碳碳单键，没有碳碳双键，该烃属于烷烃，B错误；根据分子的球棍模型可知，该烃分子的结构简式为CH3CH2CH3，C正确；分子中只存在碳碳单键，没有碳碳双键或三键，该烃属于烷烃，化学性质与甲烷相似，D正确。 4.（2024·上海普陀区月考）一款环保汽车的“加气站”是污水处理厂，因为它使用的燃料是压缩甲烷气体。下列有关甲烷的叙述错误的是（　　） A.甲烷是最简单的有机物 B.甲烷与氯气的反应属于取代反应 C.甲烷完全燃烧的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O D.甲烷在光照下与氯气反应，其产物中二氯甲烷是正四面体结构 解析：D　甲烷是最简单的有机物，A正确；甲烷与氯气反应属于取代反应，B正确；甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，C正确；甲烷在光照下与氯气反应，其产物中二氯甲烷是四面体结构而非正四面体结构，D错误。 5.（2024·福州八校协作体期中）“中华第一灯”——西汉长信宫灯，借“长信”之意，表达人们对光明与希望的追求和向往。大型运动会的火种灯燃料是丙烷（C3H8）气体，下列关于丙烷说法不正确的是（　　） A.难溶于水 B.熔、沸点比乙烷高 C.不能发生氧化反应 D.不存在同分异构体 解析：C　丙烷难溶于水，A正确；丙烷相对分子质量比乙烷大，熔、沸点比乙烷高，B正确； 丙烷能与氧气发生氧化反应，C错误； 丙烷不存在同分异构体，D正确。 6.（2023·武汉武昌区段考）目前国内推力最大的真空型液氧甲烷发动机TQ-15A，可大幅提升火箭发射任务的适应性。下列有关甲烷的说法中错误的是（　　） A.天然气是一种不可再生能源 B.甲烷是一种基础有机化工原料 C.家用罐装液化石油气的主要成分是甲烷 D.甲烷分解得到的炭黑可用于制作碳素墨水 解析：C　天然气属于化石燃料，是一种不可再生能源，A正确；甲烷是一种基础有机化工原料，其在一定条件下产生的H2可用于工业合成氨等，B正确；家用罐装液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷，C错误；甲烷通过高温进行分解可以得到炭黑，炭黑能够作为颜料以及油墨等添加剂，如可用于制作碳素墨水，D正确。 7.（2023·北京海淀区期末）将链状烷烃进行如下图所示转化是近年来发现的石油绿色裂解方法，反应温度更低，且催化剂具有良好的选择性。下列说法正确的是（　　） A.反应物与产物是同分异构体 B.物质的量相同的3种烷烃，完全燃烧时丙烷放出的热量最多 C.3种烷烃在常压下的沸点由高到低的顺序是戊烷、丁烷、丙烷 D.题中图示结构模型为空间填充模型 解析：C　反应物是正丁烷，产物是丙烷和正戊烷，反应物和产物是同系物，A错误；等物质的量的烷烃完全燃烧，分子中碳原子数越多，放热量越多，故等物质的量的三种烃中戊烷放热量最多，B错误；烷烃中碳原子数越多，沸点越高，因此3种烷烃在常压下的沸点由高到低的顺序是戊烷、丁烷、丙烷，C正确；模型为球棍模型，D错误。 8.正己烷在工业上主要用作溶剂，常用于电子信息产业生产过程中的擦拭清洗作业。但正己烷具有较强的毒性，挥发快，若使用不当，极易造成职业中毒。 （1）正己烷的分子式为C6H14，正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3。a mol正己烷含有14a mol碳氢键，5a mol碳碳键。 （2）下列几种烃的结构： A. B. C. D. 其中，与正己烷互为同分异构体的有A（填字母，下同），与正己烷互为同系物的有BC，与正己烷为同一种物质的是D。 解析：（1）“己”指六个碳原子，由链状烷烃的通式Cn（n为正整数）知，己烷的分子式为C6H14，结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3，1个正己烷分子中含有14个氢原子，含14个碳氢键，5个碳碳键；则a mol正己烷含有14a mol碳氢键，5a mol碳碳键。 （2）A项，物质与正己烷的分子式相同但结构不同，是同分异构体；B项，新戊烷和正己烷的碳原子数不同，不是同分异构体，是同系物；C项，异戊烷和正己烷的碳原子数不同，不是同分异构体，是同系物；D项，没有支链，是正己烷；综上所述，同分异构体的为A，同系物的为B、C，正己烷相同是D。 9.下列有关烷烃的叙述正确的是（　　） ①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键 ②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性KMnO4溶液褪色 ③通式为CnH2n＋2的烃不一定是烷烃 ④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 ⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 A.①③⑤ B.②③ C.①④ D.①②④ 解析：C　烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键，都是单键，①正确；烷烃属饱和烃，其化学性质一般比较稳定，通常烷烃不与强酸、强碱、强氧化剂（如酸性KMnO4溶液）反应，也不能与溴水发生取代反应，②⑤不正确；因通式CnH2n＋2中的碳原子已完全饱和，因此符合通式CnH2n＋2的有机物一定是烷烃，③不正确；烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要特性之一，④正确。 10.正己烷是优良的有机溶剂，其某种模型如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A.正己烷的分子式为C6H12 B.正己烷的一氯代物有3种 C.正己烷能与溴水发生取代反应 D.正己烷中的所有碳原子位于同一条直线 解析：B　由球棍模型可知正己烷的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3，分子式为C6H14，A错误；CH3CH2CH2CH2CH2CH3中含有3种H原子，则一氯代物有3种，B正确；正己烷与溴水不反应，可在光照条件下与溴蒸气发生取代反应，C错误；正己烷中碳原子为锯齿形，不在同一条直线上，D错误。 11.一定量的甲烷与5 mol Cl2发生取代反应（Cl2全部参加反应），生成相同物质的量的四种有机物，则参加反应的甲烷的物质的量为（　　） A.1.5 mol B.2 mol C.2.5 mol D.5 mol 解析：B　设生成的四种有机物的物质的量均为 x mol，由反应的化学方程式： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl x x 　x CH4＋2Cl2CH2Cl2＋2HCl x 2x 　x CH4＋3Cl2CHCl3＋3HCl x 3x x CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl x 4x x 可知x＋2x＋3x＋4x＝5，x＝0.5，所以参加反应的甲烷的物质的量为4x mol＝2 mol。 12.在1.01×105 Pa下，测得某些烷烃的沸点见下表。据此分析下列选项不正确的是（　　） 物质名称 沸点（℃） 正丁烷CH3（CH2）2CH3 －0.5 正戊烷CH3（CH2）3CH3 36.0 异戊烷CH3CH2CH（CH3）2 27.8 新戊烷C（CH3）4 9.5 正己烷CH3（CH2）4CH3 69.0 A.在标准状况下，正丁烷是气体 B.在1.01×105 Pa、20 ℃下，C5H12是液体 C.随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高 D.C5H12随支链的增加，沸点逐渐降低 解析：B　根据表中信息知，在1.01×105 Pa下，正丁烷的沸点为－0.5 ℃，故在标准状况下是气体，而在20 ℃时新戊烷是气体，A正确，B错误；随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高，C项正确；C5H12随支链的增加，沸点逐渐降低，D项正确。 13.一定量的甲烷恰好与一定量的氧气完全反应后得到CO、CO2和水蒸气共30.4 g，该产物缓缓通过浓硫酸充分吸收后，浓硫酸增重14.4 g，则该反应中产生的CO2的物质的量为（　　） A.0.3 mol B.0.2 mol　 C.0.1 mol D.0.01 mol 解析：A　燃烧产物缓缓通过足量浓硫酸时，浓硫酸增重14.4 g，则生成的水的质量为14.4 g，n（H2O）＝＝0.8 mol，根据H原子守恒，可知：n（CH4）＝n（H2O）＝0.4 mol，根据C守恒，则n（CO）＋n（CO2）＝0.4 mol，[0.4 mol－n（CO2）]×28 g·mol－1＋n（CO2）×44 g·mol－1＝30.4 g－14.4 g，解得n（CO2）＝0.3 mol；故选A。 14.（2024·衡水高一期中）某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，用如图装置收集一量筒甲烷和氯气的混合气体，光照一段时间后，某同学认为有氯化氢生成。 回答下列问题： （1）写出该反应中生成氯仿的化学方程式为CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，反应类型为取代反应（填有机反应类型）。 解析：在光照条件下发生反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4以及HCl，随后HCl溶于饱和NaCl溶液，导致溶液中有晶体析出，由于反应的发生消耗Cl2，导致混合物颜色变浅。该反应为Cl2和二氯甲烷发生取代反应，化学方程式为CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl；反应类型为取代反应。 （2）水槽中盛放的液体最好为饱和食盐水的目的是降低Cl2在溶液中的溶解度，使其与CH4在光照条件下反应（或避免Cl2与其他液体反应）。 解析：反应产物中含有HCl，其中饱和食盐水可以除去其中的HCl，且在饱和食盐水中Cl2溶解度较小，则水槽中盛放的液体最好为饱和食盐水的目的是降低Cl2在溶液中的溶解度，使其与CH4在光照条件下反应或避免Cl2与其他液体反应。 （3）实验中可观察到的现象：量筒内壁上出现油状液滴，水槽中有少量固体析出，量筒内液面上升，黄绿色变浅等。 解析： CH4与Cl2发生反应，黄绿色气体褪去，因为CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体，且HCl溶于饱和食盐水，造成量筒中压强减小，量筒中液面上升，饱和食盐水中有晶体析出，量筒内壁上出现油状液体。 （4）不考虑气态物质溶解于油状液滴，该油状液滴中含有的有机产物共有3种。 解析：二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是油状液体，该油状液滴中含有的有机产物共有3种。 （5）某链状烷烃的相对分子质量为72，则该烷烃的分子式为C5H12。 解析：链状烷烃的通式是CnH2n＋2，某链状烷烃的相对分子质量为72，即12n＋2n＋2＝72，则n＝5，则该烷烃的分子式为C5H12。 （6）某烷烃放入足量的氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图装置，得到如表所列的实验数据（U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收）。 实验前 实验后 （干燥剂＋U形管）的质量 100.0 g 101.8 g （石灰水＋广口瓶）的质量 312.0 g 315.3 g 则该烷烃的分子式为C3H8。 解析：实验前后干燥剂和U形管的质量差为烷烃燃烧生成H2O的质量，n（H2O）＝＝0.1 mol；实验前后石灰水和广口瓶的质量差为烷烃燃烧生成CO2的质量，n（CO2）＝＝0.075 mol；根据元素守恒，n（C）∶n（H）＝0.075∶0.2＝3∶8，该烷烃的分子式为C3H8。 12 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $