课时跟踪检测(16) 认识有机化合物的结构特点 取代反应-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册配套练习word（鲁科版 多选版）

课时跟踪检测(十六)　认识有机化合物的结构特点　取代反应 一、选择题 1.在一定条件下,下列物质可与甲烷发生反应的是 (　　) A.Cl2 B.浓硫酸 C.氢氧化钠溶液 D.酸性高锰酸钾溶液 2.下列说法正确的是 (　　) A.碳原子间以单键结合,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.正戊烷分子中所有的碳原子均在同一条直线上 D.碳、氢原子个数比为1∶3的烃有两种 3.现有①②③三种烃,它们的球棍模型如图所示: 下列说法正确的是 (　　) A.①②③三种烃互为同系物 B.①和③结构相似互为同系物 C.①②③三种烃都属于烷烃 D.③的结构为平面结构 4.下列性质不是烷烃所具有的是 (　　) A.常温下都为气态,都不溶于水 B.完全燃烧时产物只有CO2和H2O C.通常不与强酸、强碱及高锰酸钾反应 D.与卤素单质可以发生取代反应 5.下列反应属于取代反应的是 (　　) ①Mg+H2SO4MgSO4+H2↑ ②NaOH+CH3COOHCH3COONa+H2O ③CH3CH3+2Br2CH2BrCH2Br+2HBr ④CH2Cl2+Br2CHBrCl2+HBr A.②③ B.①③ C.②④ D.③④ 6.火炬中燃料的主要成分为丙烷。下列有关丙烷的叙述不正确的是 (　　) A.丙烷属于烷烃 B.丙烷的球棍模型为 C.丙烷的结构简式为 D.丙烷燃烧时将化学能转化为光能和热能 7.下列说法正确的是 (　　) A.等体积的甲烷与氯气混合,在光照下反应只生成一氯甲烷和氯化氢 B.相同质量的烷烃完全燃烧时,甲烷的耗氧量最少 C.通常情况下,烷烃能够使高锰酸钾溶液褪色 D.烷烃的熔、沸点一般随着分子中碳原子数的增加而升高 8.将体积比为1∶4的甲烷与氯气混合于一集气瓶中,加盖后置于光亮处,下列有关此实验的现象和结论叙述不正确的是 (　　) A.有机产物都是正四面体结构 B.瓶中气体的黄绿色逐渐变浅,瓶内壁有油状液滴形成 C.若日光直射,可能发生爆炸 D.生成物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl 9. [双选]如图,已知正四面体形分子E和直线形分子G反应,生成四面体形分子L和直线形分子M。组成E分子的元素的原子序数均小于10,组成G分子的元素在第3周期。下列判断正确的是 (　　) A.常温常压下,L是一种液态有机物 B.在光照条件下,L与G能发生反应 C.干燥的G能漂白有色物质 D.上述反应的类型是取代反应 10.(2025·北京西城区高一期中)实验小组探究甲烷与氯气的取代反应,装置、现象如下: 装置 现象 ⅰ.光照后,产生白雾,混合气体颜色变浅 ⅱ.试管内液面上升 ⅲ.试管壁出现油状液滴 下列说法不正确的是 (　　) A.饱和NaCl溶液可以减少氯气的溶解 B.出现油状液滴,说明CH4全部转化为CCl4 C.产生白雾以及试管内液面上升与HCl的生成有关 D.若用铝箔套住装满CH4和Cl2的试管,一段时间后没有明显变化 二、非选择题 11.(10分)某课外活动小组利用如图所示装置探究CH4和Cl2的反应,据题意,回答下列问题。 (1)CH4和Cl2发生反应的条件是　　　　,若用日光直射,可能会引起　　　　,假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出化学方程式: 　 。  (2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1,则得到的产物为　　　　(填字母)。  A.CH3Cl、HCl B.CCl4、HCl C.CH3Cl、CH2Cl2 D.CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl (3)经过几个小时的反应后,U形管右端的水柱变化是　　　　(填字母)。  A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定 (4)若水中含有Na2SiO3,则在U形管左端会观察到 　。  (5)右端玻璃管的作用是　　　　　　　　　 　　。  12.(12分)Ⅰ.有下列各组物质(在横线上填相应的序号): ①O2和O3　②H2、D2、T2　③12C和14C　④CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3　⑤癸烷和十六烷　⑥CH3CH2CH3 和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5 ⑦和 (1)互为同位素的是　　　　。  (2)互为同系物的是　　　　。  (3)互为同素异形体的是　　　　。  (4)为同一种物质的是　　　　。  Ⅱ.写出下列链状烷烃的分子式: (1)含有30个氢原子的链状烷烃:　　　　。  (2)假如某链状烷烃的相对分子质量为142,则该链状烷烃的分子式为　　　　。  (3)链状烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍:　　　　。  Ⅲ.(1)甲烷的电子式为　　　　,任意两个碳氢键之间的夹角均为　　　　。X  (2)甲烷和氯气在光照条件下发生反应,生成　　　种产物,产物中　　　　常用作灭火剂。  (3)试写出三溴甲烷在光照条件下与溴蒸气反应的化学方程式: 　。 13.(15分)(2025·青岛莱西高一检测)某化学兴趣小组在实验室设计如图装置模拟甲烷与氯气的反应。回答下列问题: (1)装置C中硬质玻璃管发生的主反应类型为　　　　　　,产物中与甲烷空间结构一致的是 　 。  (2)设=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x的取值范围是　　　　　。  (3)B装置有三种功能:控制气流速度、　　　　　、干燥混合气体。  (4)D装置的石棉中均匀附着KI粉末,其作用是　　　　　　　　　　　　。  (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,置换出黑色小颗粒的化学方程式为　　　　　　　　　　　,可见有机反应有很多副反应。  (6)该小组同学又利用注射器设计简易实验装置。甲中注入10 mL CH4,同温同压下乙中注入50 mL Cl2,将乙中气体推入甲中,用日光照射一段时间,气体在甲中反应。 ①下列是某同学预测的实验现象: A.气体最终变为无色 B.实验过程中,甲中活塞向内移动 C.甲中内壁有油珠 D.产生火花 其中正确的是　　　　　　(填字母)。  ②反应后,若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 。 课时跟踪检测(十六) 1.选A　Cl2和甲烷在光照条件下发生取代反应。甲烷的化学性质较稳定,不能与浓硫酸、氢氧化钠、酸性高锰酸钾反应。 2.选B　A项中环烷烃不属于饱和链烃;C项中由碳原子的成键方式和键角特征知,饱和链烃中碳原子呈折线方式排列,因此正戊烷中所有碳原子不可能都在同一直线上;D项中n(C)∶n(H)=1∶3 的烃必为C2H6,一定是乙烷。 3.选B　①的分子式为CH4,②的分子式为C2H4,③的分子式为C2H6,①和③互为同系物,故A错误,B正确;C2H4不为烷烃,C项错误;CH3CH3的空间结构为立体结构,不为平面结构,故D错误。 4.选A　常温下,碳原子数较大时,烷烃可以为液态或固态。 5.选D　反应①为置换反应;反应②属于复分解反应;反应③中CH3CH3的2个H原子分别被2个Br原子替代,该反应为取代反应;反应④中CH2Cl2中的一个H原子被一个Br原子替代也为取代反应。 6.选C　丙烷分子中,碳碳原子之间均为单键,符合通式CnH2n+2(n为正整数),属于烷烃,A项正确;丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,C项错误;丙烷燃烧时将化学能转化为光能和热能,D项正确。 7.选D　等体积的甲烷与氯气混合,在光照下反应成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,故A错误;烷烃中氢元素质量分数越大,相同质量的烷烃完全燃烧时消耗氧气越多,所以甲烷的耗氧量最大,故B错误;通常情况下,烷烃结构稳定,烷烃不能使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;烷烃中碳原子数越多相对分子质量越大,熔、沸点越高,故D正确。 8.选A　A项,CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl3都是四面体结构但不是正四面体,CCl4是正四面体结构,错误;B项,CH4与Cl2反应消耗Cl2,所以黄绿色逐渐变浅,反应生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是油状液体,正确;C项,若日光直射,反应剧烈,放出大量的热,气体体积膨胀,可能发生爆炸,正确;D项,CH4与Cl2反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,正确。 9.选BD　本题考查甲烷与氯气的反应,L为CH3Cl,在常温常压下是一种气态有机化合物;CH3Cl在光照条件下,能与Cl2继续发生取代反应;G为氯气,干燥的氯气不能漂白有色物质。 10.选B　氯气和水的反应是可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,饱和食盐水中的氯离子能使平衡左移,从而减少氯气的溶解,故A正确;CH4和Cl2混合后在光照条件下发生的取代反应是连续的:CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl,故油状液滴是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的混合物,故B错误;氯化氢易溶于水,可产生白雾,导致试管内液面上升,故C正确;此反应是在光照条件下发生的,若用铝箔套住装满甲烷和氯气的试管,一段时间后进行观察试管内没有明显变化,即可得出结论,故D正确。 11.解析:(1)因Cl2足量,若充分反应,则CH4中的四个H原子可完全被取代,生成CCl4和HCl,即化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl。(2)甲烷与氯气发生的取代反应是四步反应同时发生的连锁反应,故得到四种氯代物和HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应,U形管左端生成的氯化氢气体易溶于水,压强减小,U形管右端液面下降,左端液面上升。(4)因左端生成HCl溶于水后发生反应2HCl+Na2SiO3H2SiO3↓+2NaCl,所以观察到有白色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压,在U形管右端插一个玻璃管。 答案:(1)光照　爆炸　CH4+4Cl2CCl4+4HCl　 (2)D　(3)B　(4)有白色胶状沉淀生成　(5)平衡气压 12.解析:Ⅰ.(1)同位素是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素,互为同位素的是12C和14C。(2)同系物是结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物。则互为同系物的为④⑤⑥。(3)同种元素组成的不同单质互为同素异形体,互为同素异形体的是①。(4)属于同一种物质的是②⑦。 Ⅱ.(1)根据链状烷烃的通式CnH2n+2可知,含有30个H原子的烷烃为C14H30。(2)设该链状烷烃的分子式为CnH2n+2,其相对分子质量为14n+2=142,解得n=10,该链状烷烃的分子式为C10H22。(3)链状烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍,则该链状烷烃的相对分子质量为72,设A的分子式为CnH2n+2,其相对分子质量为14n+2=72,解得n=5,该链状烷烃的分子式为C5H12。 Ⅲ.(1)CH4的电子式为H︰︰H,分子结构为正四面体形,任意两个碳氢键之间的夹角为109°28'。(2)甲烷和氯气在光照条件下发生反应,生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢五种,其中CCl4可用作灭火剂。 答案:Ⅰ.(1)③　(2)④⑤⑥　(3)①　(4)②⑦ Ⅱ.(1)C14H30　(2)C10H22　(3)C5H12 Ⅲ.(1)H︰︰H　109°28'　(2)5　CCl4 (3)CHBr3+Br2CBr4+HBr 13.解析:(1)C中硬质玻璃管发生的主反应类型为氯气和甲烷的取代反应,甲烷分子为正四面体结构,产物中与甲烷空间结构一致的是四氯化碳(CCl4)。 (2)1分子氯气可以取代甲烷分子中的1个氢,则若理论上欲获得最多的氯化氢,则x的取值范围是x≥4。 (3)B装置中浓硫酸具有吸水性,能用作干燥剂,其有三种功能:控制气流速度、使气体混合均匀、干燥混合气体。 (4)氯气能和碘化钾反应生成碘单质,故D装置的作用为吸收未反应的氯气。 (5)根据质量守恒可知,硬质玻璃管内壁的黑色小颗粒为碳,反应为CH4+2Cl2C+4HCl。 (6)①反应中氯气过量,气体最终不会变为无色,故A错误;实验过程中,消耗气体生成的四氯化碳等为液体,导致装置中压强减小,故甲中活塞向内移动,故B正确;甲中生成的四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷为液体,故内壁有油珠,故C正确;该反应不会燃烧爆炸,不产生火花,故D错误。 ②反应后生成的氯化氢会和硝酸银生成氯化银沉淀且反应生成不溶于水的有机物,若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到液体分为两层,产生白色沉淀。 答案:(1)取代反应　四氯化碳 (2)x≥4　 (3)使气体混合均匀 (4)吸收未反应的氯气 (5)CH4+2Cl2C+4HCl (6)①BC　②液体分为两层,产生白色沉淀 2 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $