《2025年通成学典课时作业本高中化学必修第二册人教版》

14. (2025·广东广州期中)下列有关烃的说法正确的是 (C)

A.乙烷在光照的条件下与 $\mathrm{Cl_2}$ 发生取代反应，最多有 9 种产物
B.烷烃燃烧时产生明亮的火焰并冒黑烟，产生大量的热
C.相同质量的 $\mathrm{C_3H_6}$与 $\mathrm{C_4H_8}$完全燃烧，耗氧量相同，生成的二氧化碳的物质的量相同
D.庚烷主链上有 5 个碳原子的同分异构体有 4 种

答案： 14.C　解析：乙烷在光照的条件下与Cl₂发生取代反应，生成的一氯代物有1种，二氯代物有2种，三氯代物有2种，四氯代物有2种，五氯代物有1种，六氯代物有1种，还有HCl，最多有10种产物，A错误；烷烃含碳量相对较低，燃烧时产生淡蓝色火焰，一般不冒黑烟，B错误；C₃H₈与C₄H₈两物质中C、H的质量比相同，质量相同时，两物质中C元素质量相同、H元素质量也相同，则耗氧量相同，生成的二氧化碳的物质的量也相同，C正确；庚烷(C₇H₁₆)主链上有5个碳原子时，支链为2个甲基或1个乙基，可能的结构有(CH₃)₃CCH₂CH₂CH₃、(CH₃)₂CHCH(CH₃)CH₂CH₃、(CH₃)₂CHCH₂CH(CH₃)₂、CH₃CH₂C(CH₃)₂CH₂CH₃、CH₃CH₂CH(CH₂CH₃)CH₂CH₃，共5种，D错误。

15. 科学探究 有机物是重要的化工原料和能源物资。回答下列问题：
(1)某课外活动小组利用如图Ⅰ所示装置探究甲烷和氯气的反应：

① 甲烷与氯气在光照条件下的反应属于取代反应。
② 请写出生成一氯甲烷的化学方程式：CH₄＋Cl₂$\overset{光}{\longrightarrow}$CH₃Cl＋HCl。
③ 若试管中甲烷与氯气的体积比为$1 : 1$，则得到的产物为D(填字母)。
A. $\mathrm{CH_3Cl}$、$\mathrm{HCl}$
B. $\mathrm{CCl_4}$、$\mathrm{HCl}$
C. $\mathrm{CH_3Cl}$、$\mathrm{CH_2Cl_2}$
D. $\mathrm{CH_3Cl}$、$\mathrm{CH_2Cl_2}$、$\mathrm{CHCl_3}$、$\mathrm{CCl_4}$、$\mathrm{HCl}$
(2)有机物 $\mathrm{C_2H_6O}$、$\mathrm{C_2H_5Cl}$、$\mathrm{CH_3CH=CH_2}$、$\mathrm{C_4H_{10}}$中，与甲烷互为同系物的是C₄H₁₀。
(3)某链状烷烃的相对分子质量为 72，该烷烃存在同分异构现象，写出该有机物的所有结构的结构简式：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃C(CH₃)₂CH₃、CH₃CH₂CH(CH₃)CH₃。
(4)如图Ⅱ是该小组利用注射器设计的简易实验装置。甲中吸入 $8\ \mathrm{mL\ CH_4}$，同温、同压下乙中吸入 $40\ \mathrm{mL\ Cl_2}$，将乙中气体全部推入甲中，用日光照射一段时间。

① 下列是某同学预测的实验现象：A. 气体最终变为无色；B. 光照过程中，甲中活塞向右移动；C. 甲中内壁有油珠；D. 产生火花。
其中正确的是BC(填字母)。
② 反应后，若将甲中的物质推入盛有适量 $\mathrm{AgNO_3}$ 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： 15.
(1) ①取代　②CH₄＋Cl₂$\overset{光}{\longrightarrow}$CH₃Cl＋HCl　③D
(2) C₄H₁₀
(3) CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃C(CH₃)₂CH₃、CH₃CH₂CH(CH₃)CH₃
(4) ①BC　②液体分为两层，产生白色沉淀　解析：
(1) ①甲烷上的氢原子被氯原子替代，故发生的是取代反应。③甲烷与氯气的取代反应是连锁反应，无论二者以何种比例混合，均生成四种不同的取代产物和HCl。
(2) 结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH₂原子团的化合物互称为同系物，故与甲烷互为同系物的是丁烷(C₄H₁₀)。
(3) 链状烷烃的分子式的通式为CₙH₂ₙ₊₂(n为正整数)，若烷烃的相对分子质量为72，则该烷烃为C₅H₁₂，该烷烃存在三种结构，分别是正戊烷、异戊烷、新戊烷，其结构简式为CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CH₂CH(CH₃)CH₃、CH₃C(CH₃)₂CH₃。
(4) ①甲中吸入8mLCH₄，最多可以和32mLCl₂发生取代反应，则氯气过量，气体最终不可能变为无色，甲烷和氯气发生取代反应导致体系压强降低，甲中活塞会向右移动，同时生成油状液体。②甲烷和氯气反应会有HCl生成，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO₃溶液的小试管中，氯化氢和硝酸银反应生成白色沉淀，同时液体会分为有机层和无机层。

16. “立方烷”是一种新合成的烃，分子为立方体结构，其碳骨架结构如图所示。

(1)立方烷的分子式为C₈H₈。
(2)该立方烷与氯气发生取代反应，生成的一氯代物有1种，生成的二氯代物有3种。
(3)若要使 $1\ \mathrm{mol}$ 该烃的所有氢原子全部被氯原子取代，则需要8$\mathrm{mol}$氯气。

答案：
16.
(1) C₈H₈
(2) 1　3
(3) 8　解析：
(2) 由于是立方体结构，8个顶角的位置全部一样，所以立方烷只有1种一氯代物。根据立方体中两顶角的相对位置只有3种情况，可得二氯代物应有3种结构，如图所示。

(3) 根据取代反应的特点，完全取代8mol氢原子，需要8molCl₂，同时生成8mol氯化氢。

17. (选做题)(2025·浙江杭州期中)在光照条件下，$\mathrm{CH_4}$与 $\mathrm{Cl_2}$能发生取代反应。若将 $1\ \mathrm{mol\ CH_4}$与 $\mathrm{Cl_2}$反应，待反应完成后测得不存在甲烷，且四种有机取代物的物质的量之比$n(\mathrm{CH_3Cl}):n(\mathrm{CH_2Cl_2}):n(\mathrm{CHCl_3}):n(\mathrm{CCl_4})=4:3:2:1$，则消耗的 $\mathrm{Cl_2}$为 (B)

A.$1.0\ \mathrm{mol}$
B.$2.0\ \mathrm{mol}$
C.$3.0\ \mathrm{mol}$
D.$4.0\ \mathrm{mol}$

答案： 17.B　解析：1molCH₄与Cl₂完全反应后，甲烷完全反应，由于n(CH₃Cl)∶n(CH₂Cl₂)∶n(CHCl₃)∶n(CCl₄)＝4∶3∶2∶1，根据C原子守恒，可得n(CH₃Cl)＝0.4mol，n(CH₂Cl₂)＝0.3mol，n(CHCl₃)＝0.2mol，n(CCl₄)＝0.1mol，在烷烃的取代中，1molCl₂只能取代1molH原子，换上1molCl原子，所以根据取代后的Cl原子守恒，要得到以上物质的量的产物需要消耗：n(Cl₂)＝0.4mol×1＋0.3mol×2＋0.2mol×3＋0.1mol×4＝2.0mol。