人教版高中化學(xué)選擇性必修三2.1烷烴學(xué)案

2.1烷烴學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解烷烴的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)。2．了解烷烴的物理性質(zhì)變化規(guī)律。3．了解烷烴的命名方法。4．了解烴基的概念和幾種常見烴基的結(jié)構(gòu)?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1、重點(diǎn)：依據(jù)甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)認(rèn)識烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2、難點(diǎn)：烷烴的系統(tǒng)命名法?！绢A(yù)習(xí)新知】烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)一、烷烴的概念、通式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、存在1、概念：烴分子中碳原子之間都以碳碳________結(jié)合，剩余價(jià)鍵均與氫原子結(jié)合，使每個(gè)碳原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和”，這樣的烴叫做飽和烴，也稱為烷烴。2、通式：____________________，符合通式的一定是烷烴。3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分子中的碳原子都采取_______雜化，以伸向四面體4個(gè)頂點(diǎn)方向的sp3雜化軌道與其他碳原子或氫原子結(jié)合，形成σ鍵。烷烴分子中的共價(jià)鍵全部是單鍵。4、存在：天然氣、液化石油氣、汽油、柴油、凡士林、石蠟等，它們的主要成分都是烷烴?！敬鸢浮?．單鍵2．CnH2n+2（n為正整數(shù)） 3.sp3例題、（2021·黑龍江·哈師大附中高二期中）辛烷分子中含有18個(gè)氫原子，則辛烷的分子式為（）A． B． C． D．答案：C【解析】由題意可知，有機(jī)物為烷烴，烷烴的通式為CnH2n+2，有18個(gè)氫原子，故分子式為C8H18。故選C。變式1、（2021·河北·石家莊市第一中學(xué)東校區(qū)高二階段練習(xí)）NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是（）A．22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氟氣所含的質(zhì)子數(shù)為9NAB．高溫下，16.8gFe與足量水蒸氣完全反應(yīng)失去的電子數(shù)目為0.8NAC．1mol環(huán)己烷含共價(jià)鍵數(shù)目為6NAD．1molNaHSO4晶體中含有的離子總數(shù)為3NA答案：B【解析】A．22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)F2物質(zhì)的量是1mol，所含的質(zhì)子數(shù)為18NA，A錯(cuò)誤；B．高溫下，16.8gFe物質(zhì)的量0.3mol與足量水蒸氣完全反應(yīng)生成0.1molFe3O4，失去的電子數(shù)目為0.8NA，B正確；C．1mol環(huán)己烷含共價(jià)鍵數(shù)目為6NA碳碳單鍵和12NA碳?xì)鋯捂I，C錯(cuò)誤；D．1molNaHSO4晶體中含有1molNa+和1mol，離子總數(shù)為2NA，D錯(cuò)誤；故選B。變式2、（2021·吉林·撫松縣第一中學(xué)高二開學(xué)考試）若NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列有關(guān)敘述正確的是（）A．18gD2O含有的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)均為NAB．17g羥基(—OH)中含有的電子數(shù)為10NAC．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.56L丙烷中含有共價(jià)鍵的數(shù)目為0.2NAD．14gC2H4和C3H6的混合物中含有的氫原子總數(shù)為2NA答案：D【解析】A．18gD2O的物質(zhì)的量為=0.9mol，1個(gè)D2O中含有的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)均為10個(gè)，所以0.9molD2O中含有的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為9NA，故A錯(cuò)誤；B．1個(gè)羥基(—OH)含有9個(gè)電子，17g羥基(1mol)中含有的電子數(shù)為9NA，故B錯(cuò)誤；C．1個(gè)丙烷分子（C3H8）中含有10個(gè)共價(jià)鍵（8個(gè)C-H鍵，2個(gè)C-C鍵），標(biāo)準(zhǔn)狀況下，0.56L丙烷的物質(zhì)的量為0.025mol，所以0.56L丙烷中含有共價(jià)鍵的數(shù)目為0.25NA，故C錯(cuò)誤；D．C2H4和C3H6的最簡式都是CH2，14gC2H4和C3H6的混合物可看做是14gCH2，14gCH2的物質(zhì)的量為1mol，含有的氫原子總數(shù)為2NA，故D正確；故選D。二、甲烷結(jié)構(gòu)的表示方法甲烷分子中5個(gè)原子不在同一平面上，而是形成了正四面體的空間結(jié)構(gòu)。4個(gè)C—H鍵的鍵長、鍵能、鍵角均相同，鍵角為109°28′。三、同系物與同分異構(gòu)體1、同系物結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。（1）同系物結(jié)構(gòu)相似，決定了化學(xué)性質(zhì)相似（2）同系物的相對分子質(zhì)量相差“14n”（3）所有烷烴互為同系物2、同分異構(gòu)體（1）同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。（2）同分異構(gòu)體：具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。3、烷烴的同分異構(gòu)體的書寫方法主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排位由鄰、對到間。例題、（2022·江蘇如皋·高二學(xué)業(yè)考試）下列物質(zhì)互為同分異構(gòu)體的是（）A．O2和O3B．CH3CH3與CH3CH2CH3 C．12C與14CD．CH3CH2CH2CH3與CH(CH3)3答案：D【解析】A．氧氣和臭氧是氧元素形成的不同種單質(zhì)，互為同素異形體，A錯(cuò)誤；B．CH3CH3與CH3CH2CH3結(jié)構(gòu)相似，組成上相差1個(gè)-CH2-，屬于同系物，B錯(cuò)誤；C．12C與14C質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，屬于同位素，C錯(cuò)誤；D．CH3CH2CH2CH3與CH(CH3)3分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，D正確；故選D。變式1、（2022·浙江·臺州市書生中學(xué)高二開學(xué)考試）下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．第五能層最多可以容納50個(gè)電子 B．2-甲基丙烷和正戊烷互為同系物C．C60與N中都含有共價(jià)鍵 D．1H2與2H2化學(xué)性質(zhì)相同，互為同位素答案：D【解析】A．由于各個(gè)能層最多容納的電子數(shù)目是2n2個(gè)，則第五能層最多可容納的電子數(shù)目為2×52=50個(gè)，A正確；B．2-甲基丙烷屬于烷烴，分子式是C4H10；正戊烷特屬于烷烴，分子式是C5H12，二者結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差1個(gè)CH2原子團(tuán)，因此2-甲基丙烷和正戊烷互為同系物，B正確；C．C60分子中碳元素的原子之間以碳碳共價(jià)鍵結(jié)合，在N中氮元素的原子之間以氮氮共價(jià)鍵結(jié)合，因此二者都含有共價(jià)鍵，C正確；D．1H2與2H2是由同位素原子構(gòu)成的H2，分子相同，因此二者的化學(xué)性質(zhì)相同，1H2與2H2不是原子，因此二者不能互為同位素，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是D。變式2、（2021·新疆·烏魯木齊市第二十中學(xué)高二期末）有下列幾組物質(zhì)，請將序號填入下列空格內(nèi)：A、CH2=CH-COOH和油酸(C17H33COOH)

B、12C60和石墨

C、氕、氘、氚

D、乙醇和乙二醇

E、丁烷與2-甲基丙烷

F、氯仿與三氯甲烷

G、和①互為同位素的是_____________________________；②互為同系物的是__________________________；③互為同素異形體的是____________________；④互為同分異構(gòu)體的是__________________________；⑤屬于同一物質(zhì)的的是________________________________；答案：C

A

B

EG

F【解析】A．CH2=CH-COOH和油酸(C17H33COOH)，均屬于不飽和羧酸，結(jié)構(gòu)中均含有1個(gè)碳碳雙鍵、1個(gè)羧基，且相差15個(gè)CH2原子團(tuán)，屬于同系物關(guān)系；

B．12C60和石墨為碳元素形成的不同性質(zhì)的單質(zhì)，屬于同素異形體關(guān)系；C、氕、氘、氚，質(zhì)子數(shù)均為1，中子數(shù)分別為0、1、2，為氫元素的不同核素，為同位素關(guān)系；D．乙醇和乙二醇，均屬于醇類，但是二者所含的羥基的個(gè)數(shù)不同，組成也不相差n個(gè)CH2原子團(tuán)，不屬于同系物、同分異構(gòu)體關(guān)系；E．丁烷與2-甲基丙烷，分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，屬于同分異構(gòu)體關(guān)系；

F．三氯甲烷的俗稱為氯仿，是一種重要的有機(jī)溶劑，為同種物質(zhì)；

G．和，分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，屬于同分異構(gòu)體關(guān)系；結(jié)合以上分析可知：①互為同位素的是C；②互為同系物的是A；③互為同素異形體的是B；④互為同分異構(gòu)體的是EG；⑤屬于同一物質(zhì)的的是F。烷烴的命名1、習(xí)慣命名法烷烴CnH2n+2的命名實(shí)例n≤10時(shí)，以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子數(shù)，其后加“烷”字C4H10的名稱為___________C9H20的名稱為___________n＞10時(shí)，以漢字?jǐn)?shù)字加“烷”字代表C14H30的名稱為___________【答案】丁烷壬烷十四烷（1）對于碳原子數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的烷烴，一般在烷烴名稱前加上“正”“異”“新”等字樣加以區(qū)別。如對于C5H12：CH3(CH2)3CH3的名稱為正戊烷；(CH3)2CHCH2CH3的名稱為異戊烷；(CH3)4C的名稱為新戊烷。（2）n≥3的直鏈烷烴，其碳原子不在一條直線上，呈折線形或鋸齒形（如圖）。2、系統(tǒng)命名法（1）選定分子中最長的碳鏈為主鏈，按主鏈中碳原子數(shù)目對應(yīng)的烷烴稱為“某烷”。連接在主鏈上的支鏈作為取代基，當(dāng)出現(xiàn)兩條或多條等長的碳鏈時(shí)，要選擇連有取代基數(shù)目多的碳鏈為主鏈。即“鏈長，支多”。（2）選定主鏈中離取代基最近的一端為起點(diǎn)，用1，2，3等阿拉伯?dāng)?shù)字給主鏈上的碳原子編號定位，以確定取代基在主鏈中的位置。（3）將取代基名稱寫在主鏈名稱的前面，在取代基的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在主鏈上所處的位置，并在數(shù)字和名稱之間用短線隔開。（4）如果主鏈上有相同的取代基，可以將取代基合并，用漢字?jǐn)?shù)字表示取代基的個(gè)數(shù)（只有一個(gè)取代基時(shí)將取代基的個(gè)數(shù)省略），表示位置的阿拉伯?dāng)?shù)字之間用逗號隔開。（5）取代基有多種時(shí)，簡單的在前，復(fù)雜的在后。 ________________________ _______________________【答案】2,2,4-三甲基戊烷 2,4-二甲基-4-乙基庚烷例題、（2022·山東·煙臺市教育科學(xué)研究院高二期末）下列有機(jī)物的系統(tǒng)命名正確的是（）A．3，3-二甲基丁烷 B．2，3-二甲基-2-乙基己烷C．2，3，5-三甲基己烷 D．3，6-二甲基庚烷答案：C【解析】A．按照名稱書寫出的結(jié)構(gòu)簡式為，按照烷烴命名原則：離支鏈最近的一端進(jìn)行編號，正確的名稱應(yīng)是2，2－二甲基丁烷，故A錯(cuò)誤；B．按照名稱書寫出的結(jié)構(gòu)簡式為，按照烷烴命名原則：選擇最長的碳鏈為主鏈，正確的名稱為3，3，4－三甲基庚烷，故B錯(cuò)誤；C．按照名稱書寫出的結(jié)構(gòu)簡式為，按照烷烴命名原則：“最小原則”，該有機(jī)物的名稱為2，3，5－三甲基己烷，故C正確；D．按照名稱書寫出的結(jié)構(gòu)簡式為，該有機(jī)物的名稱為2，5－二甲基庚烷，故D錯(cuò)誤；答案為C。變式1、（2022·廣東東莞·高二期末）結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、鍵線式等是重要的有機(jī)化學(xué)語言。下列化學(xué)用語表示正確的是（）A．乙烷結(jié)構(gòu)式：CH3CH3 B．乙烯球棍模型：C．聚丙烯結(jié)構(gòu)簡式： D．的名稱是：3，3-二甲基丁烷答案：B【解析】A．CH3CH3是乙烷結(jié)構(gòu)簡式，不是結(jié)構(gòu)式，故A錯(cuò)誤；B．用小球和棍表示的模型叫球棍模型，乙烯球棍模型：，故B正確；C．聚丙烯結(jié)構(gòu)簡式：，故C錯(cuò)誤；D．烷烴命名時(shí)應(yīng)離支鏈最近的一端開始編號，因此的名稱是：2，2?二甲基丁烷，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為B。變式2、（2021·遼寧·葫蘆島市第八高級中學(xué)高二期中）完成下列問題：(1)烷烴C6H14的同分異構(gòu)體有五種，如①CH3CH2CH2CH2CH2CH3，②，③另外兩種的結(jié)構(gòu)簡式是④_____________________，⑤_____________。其核磁共振氫譜有5組峰的是__________________________(寫鍵線式)。(2)官能團(tuán)—COOH的名稱是_________________________________。(3)相對分子質(zhì)量最小的有機(jī)物分子式_____________________________________。(4)用系統(tǒng)命名法命名。①____________________________________。②__________________________________________。答案：

羧基

CH4

2，3—二甲基戊烷

3，4，5—三甲基庚烷【解析】(1)烷烴C6H14的同分異構(gòu)體有五種，如①CH3CH2CH2CH2CH2CH3，②，③另外兩種的結(jié)構(gòu)簡式是④，⑤；其核磁共振氫譜有5組峰說明含有5種不同環(huán)境的H，結(jié)構(gòu)式為：，鍵線式：；(2)官能團(tuán)—COOH的名稱是羧基；(3)相對分子質(zhì)量最小的有機(jī)物分子式CH4；(4)①系統(tǒng)命名法命名為2，3—二甲基戊烷；②系統(tǒng)命名法命名為3，4，5—三甲基庚烷。五、烷烴的物理性質(zhì)物理性質(zhì)遞變規(guī)律狀態(tài)①碳原子數(shù)C≤4的烷烴在常溫常壓下是氣體；②碳原子數(shù)5≤C≤16的烷烴在常溫常壓下一般是液體；（特例：新戊烷(CH3)4C在常溫常壓下是氣體）③碳原子數(shù)C≥17的烷烴在常溫常壓下是固體。熔、沸點(diǎn)①烷烴的相對分子質(zhì)量越大，烷烴的熔、沸點(diǎn)_________；②相對分子質(zhì)量相同時(shí)，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)_________。密度隨碳原子的增多而逐漸增大，但都小于水的密度。溶解性烷烴不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑?！敬鸢浮吭礁?；越低例題、（2022·江西撫州·高二期末）下列說法正確的是（）A．根據(jù)碳骨架的不同，有機(jī)化合物可分為烴和烴的衍生物B．熔沸點(diǎn)：戊烷二甲基戊烷二甲基丁烷<丙烷C．核磁共振儀可確定有機(jī)物中是否存在鹵素D．通過用紅外光譜圖分析，可以區(qū)分乙醇和乙酸乙酯答案：D【解析】A．根據(jù)分子組成中是否含有碳、氫以外的元素，可分為烴和烴的衍生物，故A錯(cuò)誤；B．碳原子數(shù)越多，沸點(diǎn)越高，相同碳原子數(shù)時(shí)支鏈越多沸點(diǎn)越低，則沸點(diǎn)為2，2一二甲基戊烷＞2，3一二甲基丁烷＞戊烷＞丙烷，故B錯(cuò)誤；C．核磁共振儀，通常根據(jù)譜中出現(xiàn)幾組峰說明有機(jī)物中含有幾種類型的氫原子，故C錯(cuò)誤；D．不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)吸收頻率不同，在紅外光譜圖上將處于不同的位置，從而可以獲得分子中含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息，乙酸乙酯中含有酯基，其中有C=O鍵、C-C鍵、C-O鍵、C-H鍵、O-H鍵等，而乙醇中有羥基，其中有C-C鍵、C-O鍵、C-H鍵、O-H鍵等，沒有C=O鍵，則通過用紅外光譜圖分析可以區(qū)分乙醇和乙酸乙酯，故D正確；故選：D。變式1、（2022·山東·萊陽一中高二開學(xué)考試）將①丁烷②2—甲基丙烷③正戊烷④2—甲基丁烷⑤2，2—二甲基丙烷等物質(zhì)的沸點(diǎn)按由高到低排列，順序正確的是（）A．①②③④⑤ B．⑤④③②① C．③④⑤①② D．②①⑤④③答案：C【解析】由烷烴中碳原子個(gè)數(shù)越多，沸點(diǎn)越大，則沸點(diǎn)戊烷＞丁烷；同分異構(gòu)體中支鏈越多，沸點(diǎn)越低，則2，2-二甲基丙烷＜2-甲基丁烷＜正戊烷，2-甲基丙烷＜丁烷，故沸點(diǎn)大小順序?yàn)椋赫焱椋?-甲基丁烷＞2，2-二甲基丙烷＞丁烷＞2-甲基丙烷，即：③＞④＞⑤＞①＞②，故選：C。變式2、（2021·黑龍江·哈九中高二期中）進(jìn)行同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的分析、判斷及對有機(jī)物的準(zhǔn)確命名，是同學(xué)們研究有機(jī)物分類的重要手段，下列有關(guān)說法不正確的是（）A．可以將命名為2，2，3，3―四甲基丁烷B．正丁烷和異丁烷的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等)不同C．異戊烷的一氯代物有5種(不考慮立體異構(gòu))D．一共有5種同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))答案：C【解析】A．屬于烷烴，其名稱為2，2，3，3―四甲基丁烷，A正確；B．正丁烷和異丁烷互為同分異構(gòu)體，化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等)不同，B正確；C．異戊烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH(CH3)2，分子中有4類氫原子，其一氯代物有4種(不考慮立體異構(gòu))，C錯(cuò)誤；D．屬于烷烴，一共有5種同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))分別是CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3，D正確；答案選C。六、烷烴的化學(xué)性質(zhì)1、可燃性烷烴都具有可燃性，可用作燃料，其燃燒通式為：__________________________________【答案】CnH2n+2+3n+12O2nCO2+(n+1)H2O2、穩(wěn)定性通常情況下，烷烴比較穩(wěn)定，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、酸性高錳酸鉀、溴的四氯化碳溶液等都不發(fā)生反應(yīng)。3、取代反應(yīng)在光照條件下，烷烴可與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)：CnH2n+2+X2___________________【答案】CnH2n+1X+HX例題、（2021·黑龍江·鐵人中學(xué)高二期中）下列有關(guān)鏈狀烷烴的敘述中，正確的是（）①在鏈狀烷烴分子中，所有的化學(xué)鍵都是單鍵②鏈狀烷烴中除甲烷外，都能使酸性KMnO4溶液褪色③通常鏈狀烷烴的熔、沸點(diǎn)隨分子中碳原子數(shù)的增加而升高④所有的鏈狀烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)⑤丙烷分子中的所有碳原子在一條直線上A．①③④ B．①③⑤ C．②③⑤ D．①②④答案：A【解析】①烷烴分子中，只含有碳碳單鍵(甲烷除外)、碳?xì)鋯捂I，故①正確；②烷烴均不能被酸性KMnO4溶液氧化，故②錯(cuò)誤；③隨碳原子數(shù)的增加，烷烴的熔、沸點(diǎn)升高，故③正確；④烷烴的特征反應(yīng)為取代反應(yīng)，所有烷烴在光照條件下都能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，故④正確；⑤丙烷分子中的碳原子都是飽和碳原子，與碳原子相連的4個(gè)原子形成像甲烷一樣的四面體結(jié)構(gòu)，所以丙烷分子中的所有碳原子不可能在一條直線上，故⑤錯(cuò)誤；綜合以上所述，①③④正確；答案選A。變式1、（2021·河北·正定中學(xué)高二階段練習(xí)）有甲、乙兩種有機(jī)物其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是（）A．兩者既不互為同系物，又不是同分異構(gòu)體B．甲比乙的沸點(diǎn)高，密度大C．甲、乙的一氯代物分別有三種和兩種D．等物質(zhì)的量的甲與乙完全燃燒，乙消耗氧氣多答案：B【解析】A．二者結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差2個(gè)CH2原子團(tuán)，因此二者互為同系物，A錯(cuò)誤；B．二者都是由分子構(gòu)成，結(jié)構(gòu)相似，物質(zhì)的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)就越高。由于甲的相對分子質(zhì)量比乙大，所以甲比乙的沸點(diǎn)高，密度大，B正確；C．甲、乙分子中含有2種H原子，因此其一氯代物有2種，C錯(cuò)誤；D．甲分子式是C6H14，乙分子式是C4H10，物質(zhì)的分子中含有的C、H原子數(shù)越多，等物質(zhì)的量的物質(zhì)燃燒反應(yīng)消耗O2就越多。由于甲分子中含有C、H原子數(shù)多，所以甲燃燒消耗的O2多，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是B。變式2、（2021·江西·上高二中高二階段練習(xí)）利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)興趣小組通過在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下：(1)寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式__________________________

(2)B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③_________________

(3)設(shè)V(Cl2)/V(CH4)=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)≥_________________

(4)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)D裝置中的棉花由白色變?yōu)樗{(lán)色，則棉花上可能預(yù)先滴有____________________溶液。(5)在C裝置中，經(jīng)過一段時(shí)間的強(qiáng)光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。(6)E裝置中除鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為___________(填字母)。A．水洗分液法

B．蒸餾法

C．萃取分液法

D．結(jié)晶法(7)該裝置還有缺陷，原因是沒有進(jìn)行尾氣處理，其尾氣主要成分為___________(填字母)。A．CH4

B．CH3Cl

C．CH2Cl2

D．CHCl答案：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O

干燥氣體

4

KI淀粉溶液

CH4+2Cl2→C+4HCl

A

AB【解析】實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成Cl2，Cl2經(jīng)干燥后和甲烷在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成多種氯代烴和HCl，在強(qiáng)光照射下可發(fā)生CH4+2Cl2C+4HCl，生成的黑色小顆粒為炭黑，最后生成的HCl溶于水生成鹽酸，據(jù)此解答。【詳解】(1)A裝置制備氯氣，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；(2)生成的氯氣中含有水，B裝置除具有控制氣流速度、均勻混合氣體之外，因濃硫酸具有吸水性，還具有干燥作用；(3)氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)特點(diǎn)是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，設(shè)V(Cl2)/V(CH4)=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則應(yīng)保證甲烷被完全取代，x應(yīng)大于或等于4，故答案為：x≥4；(4)氯氣具有氧化性，KI中-1價(jià)的碘能被氯氣氧化，產(chǎn)物為氯化鉀固體和碘單質(zhì)，所以，D裝置的棉花上可能預(yù)先滴有KI淀粉溶液；(5)CH4與Cl2在強(qiáng)光照射下生成的黑色小顆粒為炭黑，所以在強(qiáng)光照射下可發(fā)生CH4+2Cl2C+4HCl；(6)甲烷可以和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，產(chǎn)物為氯化氫和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；其中一氯甲烷為氣態(tài)，反應(yīng)生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油狀的液體，E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分層，因此從E中分離出鹽酸的最佳方法為水洗分液法，答案選A；(7)一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，所以尾氣的主要成分是可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等氣體，應(yīng)進(jìn)行尾氣處理，故答案為：AB。【鞏固訓(xùn)練】1.下列說法不正確的是()A.所有碳?xì)浠衔镏?，甲烷中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低B.所有烷烴中，甲烷的沸點(diǎn)最低C.甲烷分子中最多有4個(gè)原子共平面D.甲烷、乙烷和丙烷都能在光照下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)2.下列烷烴在光照下與反應(yīng)只生成一種一氯代物的是()A. B.C. D.3.實(shí)驗(yàn)室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。光照下反應(yīng)一段時(shí)間后，下列裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是()A. B. C. D.4.辛烷值是交通工具所使用的燃油抵抗震爆的指標(biāo)。異辛烷（結(jié)構(gòu)如圖所示）用作抗爆性優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)，辛烷值為100。正庚烷用作抗爆性低劣的標(biāo)準(zhǔn)，辛烷值為0。下列說法錯(cuò)誤的是()A.沸點(diǎn)：正辛烷>異辛烷B.異辛烷的系統(tǒng)命名：2，4，4-三甲基辛烷C.正庚烷和異辛烷的一氯代物種類均為4種D.1個(gè)異辛烷分子中含C-H健個(gè)數(shù)為185.下列物質(zhì)屬于芳香烴，但不是苯的同系物的是()①；②；③；④；⑤；⑥A.③④ B.②⑤ C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑥6.某烷烴1個(gè)分子里含有9個(gè)碳原子，其一氯代物只有2種，這種烷烴的名稱是()A.正壬烷 B.2,2,4,4-四甲基戊烷C.2,6-二甲基庚烷 D.2,3,4-三甲基己烷7.下列物質(zhì)按沸點(diǎn)由高到低排列的順序是()①；②；③；④A.②④①③ B.④②①③ C.④②③① D.②④③①8.下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法不正確的是()A.屬于烷烴，且與乙烷互為同系物 B.名稱為2-甲基丙烷C.一氯取代產(chǎn)物有4種 D.所有碳原子都采取雜化9.為解決污染、變廢為寶，我國科研人員研究在新型納米催化劑和HMCM-22的表面將轉(zhuǎn)化為烷烴，其過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.最終產(chǎn)物X、Y互為同系物B.產(chǎn)物X的名稱為2-甲基丁烷或異戊烷C.反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有副產(chǎn)物產(chǎn)生D.產(chǎn)物X、Y的核磁共振氫譜圖中均有4組峰10.下列有關(guān)分子式為的有機(jī)物的說法不正確的是()A.碳鏈為直線形 B.屬于鏈狀烷烴C.可能屬于混合物 D.分子中含有的共價(jià)鍵數(shù)目為19

參考答案1.答案：C解析：甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，甲烷中最多3個(gè)原子共面。2.答案：C解析：烷烴在光照下與反應(yīng)只生成一種一氯代物，說明該烷烴中只有1種化學(xué)環(huán)境的H原子。中有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子；中有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子；中有1種化學(xué)環(huán)境的氫原子；中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原CH；子。故選C。3.答案：D解析：和在光照條件下反應(yīng)生成鹵代烴和HCl氣體，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，混合氣體的顏色逐漸變淺，反應(yīng)