（ ）
（4）甲烷属于共价化合物。
（ ）
（5）甲烷与氯气在光照条件下反应生成四种化合物。
（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）√ （4）√ （5）×
2．下列叙述错误的是（ ）
A．点燃甲烷不必进行事先验纯
B．甲烷燃烧能放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料
C．煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生
D．一般情况下甲烷不与强酸、强碱、强氧化剂等反应
解析：
选A。
甲烷是很好的燃料，空气中的甲烷含量在5%～15.4%（体积分数）范围内时，遇火爆炸，因而点燃甲烷前要事先验纯。
煤矿的矿井中坑道气的主要成分是甲烷，所以要注意通风和严禁烟火。
甲烷性质稳定，一般不与强酸、强碱、强氧化剂反应。
3．连连看
（1）取代反应 A．CH4＋2O2
CO2＋2H2O
（2）氧化反应B．CH4＋Cl2
CH3Cl＋HCl
（3）分解反应C．CH4
C＋2H2
（4）置换反应D．CHCl3＋HF―→CHFCl2＋HCl
答案：
（1）—BD
（2）—A （3）—C
甲烷的取代反应
（1）甲烷与氯气的反应条件为光照，该光照只能是日光漫射，若是强光直射则会发生爆炸。
（2）该反应为一连锁反应，不会停留在某一步，因此CH4与Cl2反应的取代产物为混合物，其中HCl的物质的量最多，四种有机产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都难溶于水，常温下CH3Cl是气体、其他都是液体，其中CHCl3、CCl4是重要的有机溶剂，CCl4是常用的灭火剂。
1molCH4与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种取代物的物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为（ ）
A．0.5mol B．2mol
C．2.5molD．4mol
[解析] 因为CH4与Cl2发生取代反应生成的四种取代物中的碳原子均来自CH4，由碳原子守恒可知，其生成1mol取代物，且每一种取代物的物质的量均为0.25mol。
由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2，由氯元素守恒得消耗的Cl2的物质的量n（Cl2）＝（0.25＋0.25×2＋0.25×3＋0.25×4）mol＝2.5mol。
[答案] C
（1）例题中反应过程产生HCl的物质的量为________。
（2）将CH4和Cl2按体积比1∶1混合光照，充分反应后，甲烷与氯气都无剩余，生成物的种数为________种。
答案：
（1）2.5mol
（2）5
（1）与氯气相似，其他的卤素单质在气态和光照条件下，也可以和甲烷发生取代反应。
（2）有机化合物的结构决定了有机化合物的性质，由于甲烷分子中碳原子的四个价键都与氢原子结合了，因此碳原子不可能再结合其他原子或原子团，而只能用其他原子或原子团代替与碳原子相结合的氢原子，发生取代反应。
甲烷的结构与性质
1．以下关于甲烷的说法中错误的是（ ）
A．甲烷分子是由极性键构成的分子
B．甲烷分子具有正四面体结构
C．甲烷分子中四个C—H键是完全相同的键
D．甲烷分子中具有非极性键
解析：
选D。
甲烷分子中含有四个完全相同的C—H极性共价键，构成了空间正四面体结构，故选D。
2．下列关于甲烷化学性质的叙述正确的是（ ）
A．甲烷微溶于水，其密度小于空气的密度
B．甲烷能使溴的四氯化碳溶液褪色，发生取代反应
C．甲烷在氧气中燃烧，发生氧化反应
D．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生氧化反应
解析：
选C。
甲烷不溶于水，其密度小于空气的密度，是对甲烷物理性质的描述，A错误；甲烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色，B错误；甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，发生氧化反应，C正确；甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D错误。
取代反应的判断与理解
3．下列物质之间的反应，属于取代反应的是（ ）
A．甲烷和氧气B．甲烷和氯气
C．金属钠和水D．碘化钾和氯水
解析：
选B。
甲烷和氧气的反应是氧化反应，A错误；甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，B正确；金属钠和水的反应是置换反应，C错误；碘化钾和氯水的反应是置换反应，D错误。
4．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是（ ）
A．CH3ClB．CCl4
C．CH2Cl2D．CH4
解析：
选B。
CCl4中没有可以被氯原子取代的氢原子，不能发生取代反应。
甲烷的燃烧及相关计算
5．为验证甲烷分子中含碳、氢两种元素，可将其燃烧产物依次通过①浓H2SO4、②澄清石灰水、③无水硫酸铜，正确的顺序是（ ）
A．①②③B．②③
C．②③①D．③②
解析：
选D。
甲烷燃烧的产物为CO2和H2O，用澄清石灰水检验CO2，用无水CuSO4检验H2O，为防止澄清石灰水中的水产生干扰，应先检验H2O再检验CO2。
6．一定量的甲烷燃烧后得到的产物是CO、CO2和H2O（g），此混合气体的质量为49.6g，当其缓慢通过足量的无水氯化钙时，质量减少25.2g，则此混合物中CO的质量为（ ）
A．24.4gB．13.2g
C．12.5gD．11.2g
解析：
选D。
通过足量的无水氯化钙，气体质量减少的是25.2gH2O（g），则生成的CO、CO2的质量和为49.6g－25.2g＝24.4g。
由氢元素守恒可求得：
n（CH4）＝
×2×
＝0.7mol。
设生成CO、CO2的物质的量分别为x、y，则有x＋y＝0.7mol，28g·mol－1×x＋44g·mol－1×y＝24.4g。
解得：
x＝0.4mol，y＝0.3mol。
所以CO的质量为0.4mol×28g·mol－1＝11.2g。
烷烃的结构与性质
1．烃
仅含碳和氢两种元素的有机化合物，又叫碳氢化合物。
2．烷烃
（1）结构：
碳原子间都以碳碳单键相连成链状，其余的价键全部与氢原子结合，达到“饱和”。
（2）通式：
CnH2n＋2（n≥1）。
（3）命名
①n≤10：
依次称为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷……
②n≥11：
直接根据碳原子数称为某烷，如C16H34称为十六烷。
（4）性质：
和甲烷相似。
①可与O2发生燃烧反应，其化学方程式为
CnH2n＋2＋
O2
nCO2＋（n＋1）H2O。
②可与Cl2在光照下发生取代反应。
3．同系物
分子结构相似，组成上相差1个或若干个“CH2”原子团的有机化合物互称为同系物，如甲烷（CH4）、乙烷（CH3CH3）、丙烷（CH3CH2CH3）互为同系物。
1．判断正误
（1）CH2Cl2在空间有两种结构：
和
。
（ ）
（2）CH3CH2CH2CH3是直线形。
（ ）
（3）烷烃分子中一定含有C—C键。
（ ）
（4）烷烃的通式为CnH2n＋2（n≥1），其化学性质和CH4相似。
（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）× （4）√
2．下列属于烷烃特有性质的是（ ）
A．在空气中完全燃烧的产物为二氧化碳和水
B．它们几乎不溶于水
C．可与氯气在光照下发生取代反应
D．可与溴水中的溴发生取代反应，可使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析：
选C。
烃类完全燃烧的产物均为二氧化碳和水，故A不正确；烃类几乎都不溶于水，故B不正确；烷烃与溴水、酸性高锰酸钾均不反应，故D不正确。
1．烷烃的结构
（1）烷烃又叫饱和链烃，其结构特点是碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到“饱和”。
简言之，烷烃具有“单”“链”“饱”的结构特点，如乙烷（CH3CH3）、丙烷（CH3CH2CH3）等。
（2）烷烃的分子通式为CnH2n＋2（n≥1，n∈N）。
（3）烷基：
烃失去1个氢原子所剩余的原子团叫烃基（—R）。
若失去氢原子的烃为烷烃，剩余的原子团叫烷基，如甲基（—CH3）、乙基（—CH2CH3）等。
（4）烷烃之间互为同系物。
2．烷烃的性质
（1）物理性质
递变性
碳原子数小于5的烷烃在常温常压下是气体（新戊烷在常温常压下也为气体），其他烷烃在常温常压下是液体或固体；
烷烃的密度都较小，且随碳原子数的增加，烷烃的密度逐渐增大；
烷烃的熔、沸点较低，且随碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点一般逐渐升高
相似性
烷烃难溶于水而易溶于有机溶剂，液态烷烃的密度均小于1g·cm－3
（2）化学性质
①氧化反应
通常情况下性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色，不能与强酸、强碱反应。
烷烃的氧化反应一般指燃烧反应，其通式为CnH2n＋2＋
O2
nCO2＋（n＋1）H2O。
在相同情况下，随着烷烃分子里的碳原子数的增加，燃烧往往越来越不充分，火焰明亮，并伴有黑烟。
烃均易燃烧：
CxHy＋（x＋
）O2
xCO2＋
H2O。
可见等物质的量的烃相比，（x＋
）越大，对应的烃耗氧量越多。
②取代反应
烷烃的取代反应与甲烷的取代反应相同，在光照条件下可与Cl2发生取代反应，其通式为CnH2n＋2＋Cl2
CnH2n＋1Cl＋HCl（第一步）。
③分解反应
C16H34
C8H18＋C8H16
C4H10
C2H6＋C2H4
下列有关烷烃的叙述中，不正确的是（ ）
A．在烷烃分子中，所有的化学键都为单键
B．所有烷烃在光照的情况下，都能与氯气发生取代反应
C．烷烃的分子通式为CnH2n＋2（n≥1），符合该通式的不一定是烷烃
D．烷烃都可以在空气中燃烧
[解析] 烷烃分子中的碳碳键、碳氢键均为单键，A项正确；烷烃在光照的情况下，都能与氯气发生取代反应，这是烷烃的主要性质之一，B项正确；符合CnH2n＋2（n≥1）的有机物只可能是烷烃，C项不正确；烷烃都可以在空气中燃烧生成CO2和H2O，D项正确。
[答案] C
烷烃的结构与性质
1．下列关于烷烃的说法不正确的是（ ）
A．分子式符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃
B．烷烃均能与氯水发生取代反应
C．正戊烷的熔、沸点比乙烷的高
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析：
选B。
CnH2n＋2是烷烃的通式，故A项说法正确；烷烃和氯气在光照条件下发生取代反应，与氯水不反应，故B项说法错误；烷烃的熔、沸点随着碳原子数的增多而升高，故C项说法正确；烷烃的性质相对稳定，不能与酸性高锰酸钾溶液发生反应，故D项说法正确。
2．下列有机化合物中，属于烷烃的是（ ）
A．CH2===CH2 B．CH3CH2CH2CH2Cl
解析：
选D。
分子中碳原子间以单键相连，碳原子的其他价键都被氢原子所饱和的烃属于烷烃。
3．下列有机化合物中：
①丙烷、②正丁烷、③正戊烷，按沸点由高到低的顺序排列正确的是（ ）
A．①>②>③B．③>②>①
C．③>①>②D．②>①>③
解析：
选B。
烷烃的沸点随碳原子个数的增加逐渐升高，则正戊烷的沸点高于正丁烷，正丁烷的沸点高于丙烷，B项正确。
同系物的概念与判断
4．下列说法中错误的是（ ）
①化学性质相似的有机物一定是同系物
②分子组成相差一个或几个“CH2”原子团的有机物一定是同系物
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物
④互为同系物的两种有机物的物理性质有差异，但化学性质必定相似
A．①②③④ B．②③ C．③④ D．①②③
解析：
选D。
互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，物理性质随碳原子数的递增，呈规律性变化，④正确；化学性质相似的有机物，结构不一定相似，故不一定是同系物，①错误；CH2===CH2和
在分子组成上相差一个“CH2”原子团，碳、氢元素的质量分数均相同，但二者结构不相似，不是同系物，②③错误。
5．下列各组物质不属于同系物的是（ ）
A．CH3—CH3
B．CH2===CH—CH3 CH2===CH—CH2—CH3
C．CH3—CH2—OH CH3—CH2—CH2—CH3
答案：
C
重难易错提炼
1.有机化合物指含碳的化合物（碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物等除外）。
绝大部分有机化合物中既含碳元素又含氢元素，但也有部分有机物中不含氢元素。
2.绝大多数有机化合物熔沸点低、难溶于水、易燃烧。
3.甲烷是一种无色、无味、比空气轻、难溶于水的气体。
4.甲烷易燃烧，放出大量的热，其燃烧的化学方程式为CH4＋2O2
CO2＋2H2O；在光照条件下甲烷与氯气易发生取代反应，其化学方程式依次为CH4＋Cl2
CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2
CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2
CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2
CCl4＋HCl。
5.取代反应指有机化合物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所取代的反应。
CH4与Cl2的取代反应条件是光照，并且是漫射光；不能强光直射，否则易爆炸；卤素必须是气态纯净物，否则只萃取，不发生反应，如己烷和溴水只发生萃取。
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