2023年高考真题变式分类汇编：甲烷的化学性质
一、选择题
1．（2021·全国甲）化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（ ）
A．食品加工时不可添加任何防腐剂
B．掩埋废旧电池不会造成环境污染
C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质；水污染与防治；常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A．食品加工时，可适当添加食品添加剂和防腐剂等，如苯甲酸钠，故A错误；
B．废旧电池中含有重金属等金属离子，会造成土壤污染，水体污染等，故B错误；
C．天然气主要成分为甲烷，不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体，故C正确；
D．含磷洗涤剂的排放，使水中磷过多，造成水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，水体变浑浊，故D错误；
故答案为：C
【分析】A．防腐剂可以适当添加；
B．电池中有对环境有害的物质；
C．甲烷不完全燃烧会产生CO；
D．磷元素会造成水体富营养化；
2．（2018·全国Ⅱ卷）实验室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应实验现象的是（）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】甲烷的化学性质；甲烷的取代反应
【解析】【解答】A.氯气为黄绿色，甲烷与氯气反应颜色应逐渐变淡，故A不符合题意
B.甲烷（气态）与氯气（气态）反应生成CH3Cl（气态）、CH2Cl2（液态）、CHCl3（液态）、CCl4（液态）的混合物，液面会上升，故B不符合题意
C.甲烷（气态）与氯气（气态）反应生成的CH2Cl2（液态）、CHCl3（液态）、CCl4（液态）均不溶于水，在试管壁上会产生油状液滴，故C不符合题意
D.甲烷与氯气发生取代反应，试管壁上产生油状液滴、液面会上升，故D符合题意
故答案为：D
【分析】该题考查甲烷的取代反应，应重点掌握反应原理：
①发生四个反应CH4+Cl2→（光照）CH3Cl（气体）+HCl
CH3Cl+Cl2→（光照）CH2Cl2（油状物）+HCl
CH2Cl2+Cl2→（光照）CHCl3（油状物）+HCl
CHCl3+Cl2→（光照）CCl4（油状物）+HCl
②氯化氢极易溶于水，压强减小会使液面上升
③氯气是黄绿色气体，随着反应的进行颜色会逐渐变浅
3．（2022·温州模拟）下列说法错误的是
A．甲烷热分解可以生成炭黑
B．呈冰状的乙酸溶液称为冰醋酸
C．花生油可以制得肥皂
D．电器开关外壳的主要成分是酚醛树脂
【答案】B
【知识点】甲烷的化学性质；乙酸的化学性质；肥皂、合成洗涤剂
【解析】【解答】A．CH4高温条件下发生反应CH4C+2H2，A不符合题意；
B．纯的乙酸又称为冰醋酸，B符合题意；
C．花生油的主要成分是油脂，油脂碱性条件下水解称为皂化反应，可生成肥皂，C不符合题意；
D．酚醛树脂具有绝缘和性质稳定的特点，属于热固性塑料，故可以做电器开关外壳，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．CH4高温条件下分解生成碳和氢气；
B．纯的乙酸又称为冰醋酸；
C．油脂碱性条件下水解称为皂化反应；
D．酚醛树脂具有绝缘和性质稳定的特点，属于热固性塑料。
4．（2021·潍坊模拟）化学与生产、生活、科技发展息息相关。下列有关说法错误的是（ ）
A．葡萄酒中添加少量SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用
B．食物中的膳食纤维通过水解反应为人体提供能量
C．钛合金能耐高温，可用于制造航天器的部件
D．我国率先实现水平井钻采深海可燃冰，单位质量时可燃冰比煤产生的热量更高
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质；甲烷的化学性质；多糖的性质和用途
【解析】【解答】A．SO2有还原性，葡萄酒中添加适量SO2，起到抗氧化和杀菌的作用，A不符合题意；
B．膳食纤维是植物的一部分，主要成分为纤维素等糖类物质，由于人体不含纤维素酶，故不能使膳食纤维水解，B符合题意；
C．钛合金熔点高，耐高温，可用于制造航天器的部件，C不符合题意；
D．煤的主要组成元素为C，相同质量的C和H燃烧时，H耗氧更多，产生热量更多，而可燃冰中的CH4含氢量高于煤，故相同质量时可燃冰燃烧放出热量更多，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】膳食纤维主要成分是纤维素，不能在体内水解，不能提供能量，只是增加肠胃蠕动促消化，其他选项均正确
5．（2021·洛阳模拟）下列涉及的化学相关知识说法错误的是（ ）
A．医用镍钛形状记忆合金属于新型金属材料
B．新能源可燃冰大量进入大气会引起温室效应
C．补铁剂与维生素同时服用有助于增加药物的吸收和利用
D．新型氮化镓可替代传统半导体材料二氧化硅制造芯片
【答案】D
【知识点】硅和二氧化硅；合金及其应用；甲烷的化学性质；药物的主要成分和疗效
【解析】【解答】A．镍钛形状记忆合金属于新型金属材料，A项不符合题意；
B．可燃冰主要成分为甲烷，甲烷是温室气体，所以其大量进入大气会引起温室效应，B项不符合题意；
C．+2价铁易吸收，维生素C可以防止+2价铁氧化为+3价，补铁剂与维生素C共同服用可提高补铁效果，C项不符合题意；
D．制造芯片用传统半导体材料硅，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】制造芯片的材料是硅单质，而二氧化硅是制备光导纤维的材料，因此可以用氮化镓代替硅单质，其他选项均正确
6．（2021·凉山州模拟）根据下列实验操作和现象所得结论正确的是（ ）
选项 实验操作 现象 结论
A 向待测液中依次滴入氯水和KSCN溶液 溶液变为红色 待测溶液中含有Fe2+
B 向浓度均为0.1mo/L的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液中滴加几滴酚酞试剂 前者溶液变红，后者不变色 NaHCO3水解，而NaHSO3不水解
C 向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象 Ksp(AgI)
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【知识点】盐类水解的应用；常见离子的检验；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；甲烷的化学性质
【解析】【解答】A．可能溶液中本来就有铁离子，而非亚铁离子，A不符合题意；
B．碳酸氢钠水解大于电离，亚硫酸氢钠电离大于水解，并不是不水解，B不符合题意；
C．黄色沉淀说明生成了碘化银，碘化银和氯化银形式相同，溶度积小的先沉淀，即Ksp(AgI)
故答案为：C。
【分析】A.先加KSCN溶液再加入氯水
B.两者均水解和电离，但是亚硫酸氢钠是以电离为主
C.溶度积小的小形成沉淀
D.是湿润的石蕊试纸变红的是氯化氢气体，不是氯甲烷
7．（2021·浦东模拟）不能使溴水褪色的气体是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】氧化还原反应；甲烷的化学性质；乙炔炔烃
【解析】【解答】A．硫化氢与溴水发生反应生成溴化氢和硫沉淀，A项不符合题意；
B．氨气可以与溴水发生氧化还原反应，使溴水褪色，B项不符合题意；
C．乙烷为饱和烃，与溴水不反应，不能使溴水褪色，C项符合题意；
D．乙炔含有碳碳三键，可与溴水发生加成反应使溴水褪色，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】溴水具有氧化性，可以使溴水褪色，因此具有还原性或者是具有不饱和双键或三键，硫化氢和氨气具有还原性，乙炔具有不饱和三键，故可以褪色，乙烷不能使溴水褪色
8．（2021·潮州模拟）如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是（ ）
A．甲能使酸性KMnO4溶液褪色
B．乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D．丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；苯的结构与性质
【解析】【解答】A.CH4为饱和烃，不能使酸性KMnO4溶液褪色，A不符合题意；
B.CH2=CH2中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应，而使溴水褪色，乙烯与溴水不发生取代反应，B不符合题意；
C.丙为苯，苯的结构中不存在单双键交替现象，其所含的化学键为介于单键和双键之间的特殊共价键，C符合题意；
D.丁为CH3CH2OH，CH3CH2OH与乙酸需在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应，在稀硫酸作用下不反应，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】由比例模型图可知，甲为CH4、乙为CH2=CH2、丙为苯、丁为CH3CH2OH；据此结合物质的结构和性质分析选项即可。
9．（2021·昌平模拟）如图为甲烷氧溴化反应催化机理。下列说法错误的是（ ）
A．Br2、HBr为反应的催化剂
B．反应中，CH4与Br2发生取代反应
C．反应中，ZnBr2、HBr均被O2氧化
D．反应的总方程式是2CH4+2HBr+O2 2CH3Br+2H2O
【答案】A
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】A．根据以上分析，O2和ZnBr2反应生成Br2和ZnO，ZnO又和HBr反应生成ZnBr2和H2O，故ZnBr2为反应的催化剂，Br2、HBr不是催化剂，故A符合题意；
B．由图可知，CH4与Br2发生反应生成CH3Br和HBr，该反应为取代反应，故B不符合题意；
C．由图可知，ZnBr2被O2氧化生成Br2和ZnO，HBr被O2氧化生成Br2和H2O，故C不符合题意；
D．过程(1)的反应为：4HBr+O2= 2Br2+2H2O，过程(2)的反应为：CH4+ Br2=CH3Br+HBr，将两步反应相加，消去中间产物Br2，得总反应方程式是：2CH4+2HBr+O2 2CH3Br+2H2O，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】由图可知，甲烷的氧化溴化包括两个过程：(1)在催化剂表面HBr氧化生成Br2；(2)在气相中甲烷溴化。因此整个过程中HBr为过程(1)的反应物，也是过程(2)的生应物，Br2为过程(1)的生成物，也是过程(2)的反应物，同时O2和ZnBr2反应生成Br2和ZnO，ZnO又和HBr反应生成ZnBr2和H2O，则ZnBr2为反应的催化剂，据此分析解答。
10．（2020高二上·长春期中）如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是( )
A．甲能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．乙可与溴水发生取代反应使溴水褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D．丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；苯的结构与性质；乙醇的化学性质；球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A．甲是甲烷，甲烷的化学性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故A不符合题意；
B．乙是乙烯，乙烯中含有碳碳双键，可与溴发生加成反应而使溴水褪色，故B不符合题意；
C．丙是苯，苯中的碳碳键完全相同，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，故C符合题意；
D．丁是乙醇，乙醇在浓硫酸作用下可与乙酸发生取代反应生成乙酸乙酯，不是稀硫酸，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由比例模型可知，四种常见有机物分别为甲烷、乙烯、苯、乙醇，根据物质的性质分析判断。
11．（2020·温州模拟）下列说法错误的是（ ）
A．等物质的量的氯气与甲烷在光照条件下反应能制得纯净的一氯甲烷
B．石油的裂解主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气态短链烃
C．煤焦油中可以获取苯、甲苯、二甲苯等有机化合物
D．主要成分为聚氯乙烯的塑料瓶可回收利用
【答案】A
【知识点】甲烷的化学性质；石油的裂化和裂解；煤的干馏和综合利用；塑料的老化和降解
【解析】【解答】A．在光照条件下，等物质的量的氯气与甲烷发生取代反应，会生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，HCl，不能够制得纯净的一氯甲烷，A选项符合题意；
B．石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量，裂解的目的是获得乙烯、丙烯等小分子气态短链烃，B选择不符合题意；
C．煤焦油是混合物，利用沸点不同从中分离出苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，C选项不符合题意；
D．废弃的以聚氯乙烯为原料的塑料瓶可以回收，用于炼制燃料油等，D选项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.甲烷和氯气的取代反应是链式反应，产物是混合物不是纯净物
B.石油的裂解是深度的裂化的目的是为了得到小分子短链烃化合物
C.煤焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，可以分离出芳香族化合物
D.废弃的聚乙烯塑料，是碳氢有机物，可以回收利用
12．（2020·安康模拟）加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废旧塑料的再利用。下列叙述不正确的是（ ）
A．装置乙试管中收集到的液体在催化剂存在下可以与Br2发生取代反应
B．装置丙中的试剂吸收反应产生的气体后得到的产物的密度均比水大
C．最后收集的气体可以作为清洁燃料使用
D．甲烷的二氯代物有2种
【答案】D
【知识点】甲烷的化学性质；卤代烃简介
【解析】【解答】A．装置乙试管中收集到的液体物质是苯和甲苯，两种物质的分子中都含有苯环，在催化剂存在下可以与Br2发生取代反应，A不符合题意；
B．加热聚丙烯废塑料得到的不饱和烃乙烯、丙烯可以与Br2发生加成反应，产生1，2-二溴乙烷和1，2-二溴丙烷，它们都是液体物质，难溶于水，密度比水大，B不符合题意；
C．加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯，气体物质有氢气、甲烷、乙烯、丙烯，液体物质有苯和甲苯，其中苯和甲苯经冷水降温恢复至常温下的液态留在小试管中；气体中乙烯、丙烯与溴的四氯化碳溶液反应变为液体，剩余气体为氢气、甲烷，燃烧产生H2O、CO2，无污染，因此可作为清洁燃料使用，C不符合题意；
D．甲烷是正四面体结构，分子中只有一种H原子，其二氯代物只有1种，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】甲烷是空间正四面体空间构型，四个氢原子位于正四面体的四个顶点上，只有一种结构。
13．（2019·湖南模拟）下列物质中，能通过化学反应使溴的四氯化碳溶液褪色的是（）
A．CH4 B．CH2=CH2 C．CH3CH2OH D．苯
【答案】B
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；苯的结构与性质；乙醇的化学性质
【解析】【解答】A.CH4与Br2不发生反应，不能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，A不符合题意；
B.CH2=CH2中的碳碳双键能与Br2发生加成反应，因此能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，B符合题意；
C.CH3CH2OH与Br2不发生反应，不能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，C不符合题意；
D.苯与Br2不发生反应，不能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】能通过化学反应使溴的四氯化碳溶液褪色，则说明该物质能与Br2发生化学反应，据此结合选项所给物质的性质分析。
14．（2019·遵义模拟）下列关于有机物的说法正确的是（ ）
A．甲烷和苯都是重要的化工原料，可从石油分馏中获得
B．淀粉、菜籽油和蛋白质都是天然高分子化合物
C．室温下，在水中的溶解度：乙醇大于溴乙烷
D． 苯乙烯在一定条件下可加聚反应，不可以发生取代反应
【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质；甲烷的化学性质；有机高分子化合物的结构和性质；取代反应
【解析】【解答】A.石油是多种烷烃和环烷烃的混合物，不含苯，所以石油的分馏不能获得苯，故A不符合题意；
B.菜籽油属于高级脂肪酸甘油酯，不属于天然高分子化合物，故B不符合题意；
C.乙醇中有亲水基羟基，可以任意比溶于水，而溴乙烷中没有亲水基，难溶于水，所以在水中的溶解度：乙醇大于溴乙烷，故C符合题意；
D. 苯乙烯中含有碳碳双键，在一定条件下可加聚反应，苯环在一定条件下发生硝化反应、溴代反应等取代反应，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.石油分馏是将石油中几种不同沸点的混合物分离的一种方法，属于物理变化。石油是由超过8000种不同分子大小的碳氢化合物（及少量硫化合物）所组成的混合物；
B.天然高分子化合物是自然界或矿物中由生化作用或光合作用而形成高分子化合物。存在于动物、植物或矿物内；
C.乙醇中含有亲水基团羟基，而溴乙烷中不含有亲水基团，因此乙醇在水中的溶解度大于溴乙烷；
D.一些含有不饱和键(双键、叁键、共轭双键)的化合物或环状低分子化合物，在催化剂、引发剂或辐射等外加条件作用下，同种单体间相互加成形成新的共价键相连大分子的反应就是加聚反应。
15．（2019·深圳模拟）下列叙述正确的是（）
A．很多鲜花和水果的香味来自于酯
B．甲烷和苯都可通过石油分馏得到
C．糖类和油脂在一定条件下均能水解
D．棉花和蚕丝的主要成分是纤维素
【答案】A
【知识点】甲烷的化学性质；苯酚的性质及用途；食物中淀粉、蛋白质、葡萄糖的检验；油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.鲜花和水果会产生低级酯，具有香味，A符合题意；
B.石油分馏可制得甲烷，苯来自于煤的干馏，B不符合题意；
C.单糖不能水解，C不符合题意；
D.棉花的主要成分是纤维素，蚕丝的主要成分是蛋白质，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.低级酯具有香味；
B.根据石油分馏产物分析；
C.单糖不能水解；
D.蚕丝的主要成分是蛋白质；
16．（2018·莆田模拟）四种常见有机物的比例模型如下图。下列说法正确的是（ ）
A．乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色
B．甲能使酸性KMnO4溶液褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键
D．丁为醋酸分子的比例模型
【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质；苯的结构与性质；球棍模型与比例模型
【解析】【解答】解：A. 乙烯分子中含有碳碳双键，乙可与溴水发生加成反应而使溴水褪色，A不符合题意；
B. 甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色，B不符合题意；
C. 苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，C符合题意；
D. 丁为乙醇分子的比例模型，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据比例模型判断各种有机物，结合有机物的结构分析具有的性质，然后进行判断即可。
17．（2018·银川模拟）下列说法正确的是（ ）
A．1mol乙烷在光照条件下最多能与3molCl2发生取代反应
B．分子式为C4H10O且能与金属钠反应的有机物有3种
C．甲烷、苯和油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D．分子式为C6H12的烃，所有碳原子可能位于同一平面上
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体；甲烷的化学性质；苯的结构与性质
【解析】【解答】A、1molC2H6中含有6molH，因此在光照条件下，能与6molCl2发生取代反应，故A不符合题意；
B、分子式为C4H10O，能与金属钠反应，说明含有羟基，符合的形式有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)OH、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH，共有四种，故B不符合题意；
C、甲烷和苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，油脂分为油和脂，其中油中含有碳碳不饱和键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C不符合题意；
D、C6H12如果是(CH3)2C=C(CH3)2，则所有碳原子共面，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】A.根据烷烃的取代反应进行判断；
B.根据醇羟基的位置判断同分异构体数即可；
C.油脂含有不饱和键，能发生氧化反应；
D.根据烯烃的结构进行判断。
18．（2017·河南模拟）下列有关说法正确的是（ ）
A．甲烷是天然气的主要成分，能发生取代反应，但不能发生氧化反应
B．实验室中，可用金属钠检验乙醇中是否含有水
C．只用水无法鉴别苯、乙酸和四氯化碳
D．植物油不能用于萃取溴水中的溴
【答案】D
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】解：A、天然气的主要成分为甲烷，能发生取代反应，和酸碱盐以及一般的氧化剂不反应，但甲烷能在氧气中燃烧，故能发生氧化反应，故A错误；
B、金属钠能和乙醇反应生成氢气，故不能用于检验乙醇中是否含水，故B错误；
C、苯难溶于水且密度比水小，而四氯化碳难溶于水且密度比水大，乙酸能和水互溶，三者和水混合后的现象各不相同，故只用水即可鉴别，故C错误；
D、植物油是不饱和高级脂肪酸和甘油形成的酯类，故植物油中含碳碳双键，能和溴水发生加成反应，故不能用于萃取溴水中的溴，故D正确．
故选D．
【分析】A、甲烷能燃烧；
B、金属钠能和乙醇反应生成氢气；
C、苯难溶于水且密度比水小，而四氯化碳难溶于水且密度比水大，乙酸能和水互溶；
D、植物油是不饱和高级脂肪酸和甘油形成的酯类．
19．（2017·湛江模拟）下列与有机物结构、性质相关的叙述错误的是（ ）
A．乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2
B．蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下都能水解
C．甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同
D．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有乙烯分子中类似的碳碳双键
【答案】B
【知识点】甲烷的化学性质；苯的结构与性质；乙酸的化学性质；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】解：A、乙酸属于一元羧酸，酸性强于碳酸的，所以可与NaHCO3溶液反应生成CO2，故A正确；
B、油脂是高级脂肪酸的甘油酯，属于酯类，但不属于高分子化合物，故B错误；
C、甲烷和氯气反应生成一氯甲烷，以及苯和硝酸反应生成硝基苯的反应都属于取代反应，故C正确；
D、只有分子中含有不饱和键（如碳碳双键），则可以与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，从而使之褪色，而苯中的化学键是介于单键和双键之间特殊的化学键，故D正确．
故选B．
【分析】乙酸具有酸性，酸性强于碳酸；油脂属于小分子化合物，蛋白质属于高分子化合物，二者都能水解；甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，苯和硝酸在浓硫酸作用下发生硝化反应，也为取代反应，生成硝基苯；苯不具有烯烃的结构特征，不与溴的四氯化碳溶液发生加成反应．
20．（2016·分宜模拟）公元前一世纪，我国已使用天然气井．现在“西气东输”工程早已全面竣工．天然气的主要成分为甲烷．下列关于甲烷的叙述中，错误的是（ ）
A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯
C．甲烷与氯气反应，无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水
【答案】B
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】解：A．通常情况下，甲烷性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应，故A正确；
B．可燃性气体在加热或点燃前都要验纯，以防爆炸事故的发生，故B错误；
C．甲烷和氯气在光照条件下，发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，故C正确；
D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是氯代烃，都难溶于水，故D正确；
故选B．
【分析】A．通常情况下，甲烷性质稳定；
B．可燃性气体在加热或点燃前都要验纯；
C．甲烷和氯气在光照条件下，发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4；
D．氯代烃难溶于水．
二、非选择题
21．（2021·章丘模拟）某活动小组的同学对甲烷还原氧化铜进行了探究，回答下列问题：
查阅资料得：实验室制取甲烷常用的方法为无水醋酸钠 与氢氧化钠在二氧化锰作催化剂的条件下共热，产物中有少量的副产物丙酮 ，丙酮可与水混溶。
（1）组装好仪器后，首先进行的操作是 ，实验中先点燃 (填“A”或“D”)处酒精灯，此时 、 的状态为 (填标号)。
A． 关闭、 关闭 B． 关闭、 打开
C． 打开、 打开 D． 打开、 关闭
（2）装置A中主要发生反应的化学方程式为 ，试管内壁加一层铝箔不仅能使药品受热均匀，还能 。
（3）装置B中盛装的试剂为 。
（4）实验过程中记录的实验数据如下：
实验前装置总质量/g D E F G
实验后装置总质量/g 180.0 277.8 311.5 301.0
实验前装置总质量/g 177.2 279.6 312.6 301.0
若装置D中的氧化铜全部被还原成铜，则气球中收集到的由D中反应产生的气体在标准状况下的体积为 L，此条件下，装置D中发生反应的化学方程式为 。
【答案】（1）检查装置的气密性；A；D
（2）；保护试管，使反应混合物不黏附在试管壁上
（3）水
（4）0.56；
【知识点】甲烷的化学性质；气体发生装置的气密性检查；除杂；气体发生装置；制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)有气体参与的实验，在进行实验前都要检查装置的气密性。故组装好仪器后，首先进行的操作是检查装置的气密性，实验中先点燃A处酒精灯，使反应发生生成甲烷、甲烷和空气的混合气体点燃易爆炸，故用产生的甲烷驱赶装置内的空气(从T型管口排出)，排净空气后再加热D处酒精灯，则此时 、 的状态为 打开、 关闭，选D；
(2)装置A中产生甲烷，主要发生反应的化学方程式为 ，铝箔易导热，能使药品受热均匀，且将氢氧化钠与试管隔离，避免高温下氢氧化钠对试管的腐蚀，也可使反应后的试管更容易清洗。故答案为：保护试管，使反应混合物不黏附在试管壁上；
(3)产物中有少量的副产物丙酮 ，丙酮可与水混溶。故装置B中装水，用来除去甲烷中的丙酮。
(4)装置D中减少的质量为氧元素的质量，即参与反应的 ，装置E中增加的是水的质量，即 ，装置F中增加的是 的质量，即 ，依据得失电子守恒和质量守恒可知，气球中收集到的是CO，其体积为 ，则 ，物质的量之比即化学计量数之比、结合元素质量守恒，氧化铜和甲烷反应的化学方程式为 。
【分析】加热装置A、乙酸钠和氢氧化钠在催化剂作用下反应产生甲烷，甲烷和空气的混合气体点燃易爆炸，故需用产生的甲烷排净空气， B中用水除去副产物丙酮、经C处浓硫酸干燥后，进入D中，甲烷和氧化铜发生反应，E吸收反应生成的水、用F中氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳，G用于检验二氧化碳是否吸收完全，气球用于收集生成的CO，据此回答；
22．（2021·济南模拟）氰化氢(HCN)和乙腈(CH3CN)作为重要的化工原料，在合成医药和精细化学品等领域有广泛用途。实验室中制备氰化氢和乙腈的装置如下图所示。
回答下列问题：
（1）甲烷和氨气反应生成HCN和一种单质气体的化学方程式为 。
（2）实验室中制备CH4和NH3的反应原理分别为：
制备
制备NH3(以浓氨水和生石灰为原料)： 。
下图所示分别为制备CH4和NH3并得到合适体积比混合气体的装置，根据上述原理选择合适的仪器并连接成装置，则连接顺序为a→e， →f(填接口标号)。装置E中的试剂为 (选填“饱和食盐水”、“浓硫酸”或“四氯化碳”)。装置E相当于上述图1装置中的 。
（3）实验过程中，选择不同的温度，对氰化氢和乙腈的选择性不同，下图所示为不同温度下甲烷的转化率和氰化氢、乙腈的选择性关系。高温时，甲烷的转化率升高，但乙腈的选择性却降低，原因是 。
实验过程中，采用不同的催化剂，HCN的产率不同，下图所示分别为不同温度，不同催化剂条件下HCN、H2和N2的产率关系图。
由图可知，低温条件下最适宜的催化剂为 ，高温条件下，选择该催化剂不如另外两种作催化剂时HCN产率高的原因是 。
【答案】（1）
（2）；d；四氯化碳；气体流量计和气体混合器
（3）高温时，甲烷和氨气反应生成氰化氢的倾向大，为主要反应；Ni；氮、氢两种元素更多的转化为氮气和氢气
【知识点】催化剂；甲烷的化学性质；常见气体的检验；气体发生装置；性质实验方案的设计
【解析】【解答】(1)甲烷和氨气反应生成氰化氢和一种单质气体，推测该单质气体为氢气，根据原子守恒，该反应的化学方程式为： ；
(2)浓氨水和生石灰反应生成氨气和氢氧化钙，化学方程式为： ；制备 ： ，应选择A装置，所以a→e，制备NH3： ，因选择D装置，所以d→f；E装置是混合氨气和甲烷，则所选试剂不能将氨气、甲烷溶解，所以试剂X为四氯化碳；装置E相当于上述图1装置中的气体流量计和气体混合器；
(3)由图可知，高温时，甲烷和氨气反应生成氰化氢的倾向大，为主要反应，所以高温时，甲烷的转化率升高，但乙腈的选择性却降低；由图可知，低温条件下，Ni作催化剂条件下HCN的产率较高，所以低温条件下最适宜的催化剂为镍；高温时，Ni作催化剂，氮、氢两种元素更多的转化为氮气和氢气，使得HCN产率不如另外两种作催化剂时HCN产率高。
【分析】甲烷和氨气在气体混合器中发生化学反应生成氰化氢和氢气，化学方程式为 ，制备 ： ，应选择A装置，制备NH3： ，因选择D装置，E装置是混合氨气和甲烷，则所选试剂不能将氨气、甲烷溶解，所以试剂X为四氯化碳。
23．（2023高一下·龙南期末）某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A可发生如图所示的一系列化学反应，其中①②③属于同种反应类型，E为高分子化合物。根据下图回答下列问题：
（1）写出A的电子式 ，D的结构简式 。
（2）写出E的结构简式 ，链节为 。
（3）写出②、⑤两步反应的化学方程式，并注明反应类型。
② ，反应类型为 。
⑤ ，反应类型为 。
（4）②、⑤两步反应均可制取C，你认为哪种方法好？为什么？ 。
（5）F是B的一种同系物，其相对分子质量为72，则F的同分异构体有 种。
【答案】（1）；CH3CH2OH
（2）；-CH2CH2-
（3）CH2=CH2+HClCH3CH2Cl；加成反应；CH3CH3 +Cl2CH3CH2Cl+HCl；取代反应
（4）②加成反应只生成一氯乙烷，无其它副产物生成；⑤为取代反应，会生成其它氯代物，存在副产物，故②更好
（5）3
【知识点】同分异构现象和同分异构体；甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；乙烯的用途；同系物；加成反应；聚合反应；有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】已知A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，故A是乙烯，乙烯含有碳碳双键，能与氢气、HCl、H2O发生加成反应，分别得到乙烷、氯乙烷、乙醇，能发生加聚反应，生成聚乙烯。因此BCDE分别为乙烷、氯乙烷、乙醇、聚乙烯。据此回答以下问题。
（1）乙烯的电子式为 ，乙醇的结构简式 CH3CH2OH ；
（2）聚乙烯的结构简式为 ， 链节为 -CH2CH2- ；
（3）乙烯与氯化氢加成的化学方程式为 CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl ，为加成反应；
乙烷在光照条件下与氯气反应的化学方程式为 CH3CH3 +Cl2CH3CH2Cl+HCl ，为取代反应。
（4） ② 加成反应只生成氯乙烷，无其它副产物生成， ⑤ 除了生成一氯乙烷，还有其他氯代物等副产物生成。
（5）B为氯乙烷，属于烷烃， F是B的一种同系物 ，F也为烷烃，相对分子质量为72，故化学式C5H12，满足该化学式的有正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3、异戊烷CH3CH2CH(CH3)2、新戊烷CH3C(CH3)3
【分析】乙烯含有碳碳双键，能与氢气、HCl、H2O发生加成反应，分别得到乙烷、氯乙烷、乙醇，能发生加聚反应，生成聚乙烯。
加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
取代反应：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。
24．（2022高一下·咸阳期末）既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
（1）甲烷分子的空间构型为 。
（2）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10mLCH4，同温、同压下乙管中注入50mL，将乙管气体全部推入甲管中，用日光照射一段时间，气体在甲管中反应。
①某同学预测的实验现象：a．气体最终变为无色；b．反应过程中，甲管活塞向内移动；c．甲管内壁有油珠；d．产生火花。其中正确的是 (填字母，下同)。
②实验结束后，甲管中剩余气体最宜选用下列试剂 吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
③反应结束后，将甲管中的物质推入盛有适量溶液的试管中，振荡后静置，可观察到 ，再向其中滴加几滴石蕊试液，又观察到 。
（3）甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用可传导的固体氧化物为电解质，其工作原理如图所示。
①外电路电子移动方向为 (填“a→b”或“b→a”)。
②a极的电极反应式为 。
③若该燃料电池消耗空气5.6L(标准状况下)，则理论上消耗甲烷 mol(假设空气中体积分数为20%)。
【答案】（1）正四面体
（2）bc；B；溶液分为两层，水层产生白色沉淀；溶液先变红后褪色
（3）a→b；CH4—8e—+4O2—=CO2+2H2O；0.025
【知识点】化学电源新型电池；甲烷的化学性质；甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)甲烷分子的空间构型为正四面体，故答案为：正四面体；
(2)①10mL甲烷最多可消耗40mLCl2，由题意可知，甲管中10mL甲烷与乙管中注入的50mL氯气光照条件下反应时，甲烷与过量的氯气发生取代反应时，氯气过量，反应时，气体的颜色会逐渐变浅但不会变为无色，反应生成氯化氢和氯代甲烷，由于二氯甲烷、三氯甲烷和三氯甲烷为液态，气体体积会减小，甲管内壁有油珠产生，活塞向内移动，
故答案为：bc；
②实验结束后，甲管中剩余气体为过量的氯气、反应生成的氯化氢气体和一氯甲烷，三者都能与氢氧化钠溶液反应，所以吸收剩余气体最好的试剂为氢氧化钠溶液，
故答案为：B；
③反应结束后，甲管中的物质为过量的氯气、反应生成的氯化氢气体和氯代甲烷，将甲管中的物质推入盛有适量硝酸银溶液中，氯气和氯化氢与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，氯代甲烷不溶于水，溶液会分层，水层中有白色沉淀生成，再向其中滴加几滴石蕊试液，酸性溶液会使溶液变为红色，由于次氯酸具有强氧化性，又会使红色溶液漂白褪色，故答案为：溶液分为两层，水层产生白色沉淀；溶液先变红后褪色；
(3)①由图中氧离子的移动方向可知，a极为负极，b极为正极，则外电路电子移动方向为a→b，故答案为：a→b；
②由图中氧离子的移动方向可知，a极为负极，氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，故答案为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；
③若标准状况下该燃料电池消耗空气5.6L，由得失电子数目守可知，理论上消耗甲烷的物质的量为×=0.025mol，故答案为：0.025。
【分析】（1）甲烷为正四面体；
（2） ① 甲烷和氯气的反应为连锁反应，生成的气体为混合物，含有油状物的有机物，由于氯气过量，最终氯气有剩余，气体总量减少；
② 剩余的气体含有氯化氢和氯气，可以用氢氧化钠溶液吸收；
③ 氯气和氯离子可以使硝酸银溶液产生固体氯化银，而一氯甲烷不溶于水，会和水分层；
（3）根据电池判断，甲烷转化为二氧化碳和水，碳元素化合价升高，失去电子，a为负极，则b为氧气发生反应，得到电子，为正极；
① 电子由负极经过导线流向正极；
② 负极为甲烷失去电子结合氧负离子生成二氧化碳和水；
③ 要注意，氧气是反应物，但是空气中只有约20%的氧气参加反应。
25．（2022高一下·陈仓期末）甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题：
（1）天然气的主要成分是甲烷，甲烷的结构式为 ，甲烷的空间构型为 。
（2）验证甲烷和氯气发生取代反应的条件，实验装置如图所示：
①装置A、B中的实验现象分别为 、
②写出甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：
③若将2mol与一定量的反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗的物质的量为 。
【答案】（1）；正四面体
（2）A试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁上有油状液产生，液面上有少量白雾出现；B试管中没有明显现象；CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；5mol
【知识点】甲烷的化学性质；甲烷的取代反应；结构式
【解析】【解答】(1)甲烷的结构式为；甲烷的空间构型为正四面体。
(2)①装置A 内CH4与Cl2在漫射日光作用下发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等难溶于水的物质，A试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁上有油状液产生，液面上有少量白雾出现；B中试管被黑色纸套包裹，CH4与Cl2不会反应，B试管中没有明显现象；
②甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；
③若将2mol与一定量的反应，得到等物质的量的4种取代物，则CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分别为0.5mol，根据CH3Cl~Cl2、CH2Cl2~2Cl2、CHCl3~3Cl2、CCl4~4Cl2则消耗的物质的量为0.5+0.5×2+0.5×3+0.5×4=5mol。
【分析】（1）甲烷的结构式为，甲烷为正四面体形；
（2）①CH4与Cl2在漫射日光作用下发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl；
②甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和HCl；
③根据CH3Cl~Cl2、CH2Cl2~2Cl2、CHCl3~3Cl2、CCl4~4Cl2计算。
26．（2021高一下·内江期末）如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中不溶解。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢的反应一段时间。
（1）下列关于甲烷结构的说法中正确的是____。
A．甲烷的分子式是CH4，5个原子共面
B．甲烷分子的空间构型属于正四面体结构
C．甲烷中的任意三个原子都不共面
（2）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 。
（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是____。
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
（4）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是 。
（5）丁烷与甲烷同属烷烃，其结构有两种，CH3CH2CH2CH3和 。
【答案】（1）B
（2）CH4+4Cl2CCl4+4HCl
（3）B
（4）CH4+2O2CO2+2H2O
（5）
【知识点】同分异构现象和同分异构体；甲烷的化学性质；甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)A.甲烷的分子式是CH4，甲烷为正四面体结构，5个原子不可能共面，故A不正确；
B.甲烷分子的空间构型属于正四面体结构，四个氢原子位于正四面体的顶点，碳原子位于正四面体中心，故B正确；
C.甲烷中的任意三个原子都在同一个共面上，故C不正确；
故答案为：B；
(2)甲烷中的氢原子可以被氯原子取代，甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物即四氯化碳，化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；
(3)经过几个小时的反应后，消耗氯气，反应中气体的物质的量减少，所以压强减小，且生成的HCl能够溶解于水，U形管右端的玻璃管中水柱降低；故答案为：B；
(4)甲烷通常用来作燃料，其完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O；
(5)丁烷有两种同分异构体，CH3CH2CH2CH3和。
【分析】(1)A.CH4空间结构为正四面体结构，四个H在四面体的顶点，C在体心
(2)甲烷与氯气反应充分，产生只有一种，则为CCl4；
(3)甲烷和氯气取代反应，压强会减小；
(4)甲烷完全燃烧产物为二氧化碳和水；
(5)丁烷的两种同分异构体：正丁烷和异丁烷。
27．（2021高一下·韩城期末）某同学为了探究甲烷、乙烯分别与卤素反应的情况，设计了以下实验，请回答问题。
（1）Ⅰ．取2支硬质大试管，通过排饱和食盐水法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气。分别用铁架台固定好，按如图的A、B装置进行实验，片刻后观察，补充并完成下列实验报告的内容。
实验操作及现象 实验结论
A ①在漫射日光条件下，试管内： 、液面上方有 形成、内壁上出现了油状液滴 ③CH4与Cl2在 条件下发生化学反应
B ②迅速剥开黑纸，立即观察：试管内气体颜色为黄绿色
④1 mol甲烷与足量Cl2发生取代反应时，得到最多的产物是 (填化学式)。
（2）Ⅱ． 探究乙烯与溴的加成反应。因实验室制得的乙烯中通常会含有少量的SO2等杂质气体，为此他设计了如图所示的实验装置：
①②装置中可盛放的试剂是：① 、② (填字母)。
A． 品红 B． NaOH溶液 C． 溴水 D． 酸性高锰酸钾溶液
（3）除杂后观察到③中现象为 ，写出发生反应的化学方程式 。
通过探究，该同学得出结论：甲烷和乙烯在不同条件下均能与卤素反应。
（4）Ⅲ． 现有H2、Cl2、乙烷、乙烯这四种原料，请你设计一种制取一氯乙烷的最佳实验方案，请用化学方程式表示出来(注意：原料不一定要全部选用) 。
【答案】（1）黄绿色逐渐变浅，且液面上升；白雾；光照；HCl
（2）B；A
（3）溴水褪色；CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br
（4）H2+Cl22HCl、CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；实验装置综合
【解析】【解答】Ⅰ．在试管A中，①在漫射光照射下CH4与Cl2会发生取代反应产生CH3Cl、HCl， 反应产生的CH3Cl会进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应消耗Cl2，使试管中Cl2浓度降低，混合气体颜色变浅，产生的有机物中只有CH3Cl是气体，其余都是难溶于水的液体物质，HCl极容易在水中溶解，因此看到的现象是黄绿色逐渐变浅，且液面上升形成；试管内壁上出现了油状液滴；
在试管B中，由于盛有CH4与Cl2混合气体的试管用黑色纸套包裹，不能见到光，迅速剥开黑纸，观察到试管内气体颜色为黄绿色，说明在没有光照射时，CH4与Cl2不能发生反应；
③通过试管A、B实验现象对比，说明了氯气与甲烷在光照条件下可以发生取代反应；
④甲烷与Cl2发生取代反应，取代反应逐步进行，产生有机化合物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，故得到最多的产物是HCl；
Ⅱ．乙烯、SO2都可以与溴水、酸性KMnO4溶液作用而使溶液褪色，要证明乙烯的产生，可根据SO2是酸性氧化物，用NaOH溶液除去；然后利用SO2的漂白性，用品红溶液进行检验，若品红溶液不褪色，说明SO2已经完全被除去，最后将气体通入溴水中，若溴水褪色，证明气体中含有乙烯，故装置①盛有NaOH溶液，合理选项是B；装置②盛有试剂是品红溶液，合理选项是A；
(2)除杂后的气体通入溴水中，看到溴水褪色，说明其中含有乙烯，发生反应：CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br；
Ⅲ．H2、Cl2在点燃时反应产生HCl，然后使HCl与乙烯在一定条件下发生加成反应产生氯乙烷CH3CH2Cl，反应方程式为：H2+Cl22HCl，CH2=CH2+HClCH3CH2Cl。
【分析】 Ⅰ.①CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应，现象是气体颜色变浅，液面上升形成水柱、内壁上出现了油状液滴，生成CH3Cl、HCl气体及CH2Cl2、CHCl3、CCl4液体；②反应条件为光照；④1mol甲烷与足量Cl2发生取代反应时，得到最多产物是HCl；
II .乙烯中含有少量的SO2等杂质气体，可以通过氢氧化钠溶液，以除去二氧化硫，再通过品红溶液，检验二氧化硫是否除尽，将除去二氧化硫的乙烯通入溴水中，观察溶液颜色的变化，可以探究乙烯与溴的加成反应，乙烯与溴水发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，据此写方程式；
Ⅲ.现有H2、Cl2、乙烷、乙烯这四种原料制取一氯乙烷，可以从产物唯一、原子利用率高、反应条件容易控制等角度分析。
28．（2021高一下·承德期末）在催化剂存在下，和发生催化重整反应，既能保护环境，又能利用资源。一定温度下，将和通入体积为10L的恒容密闭容器里，在一定条件下发生上述反应。请回答下列问题：
（1）的空间结构为 ，标准状况下所含电子的数目为 。
（2）下列说法可以判定反应达到化学平衡状态的是____(填标号)。
A．不再改变
B．混合气体的密度不再改变
C．相同时间内，断裂C-H键的数目与生成H-H键的数目比为2∶1
D．气体的平均相对分子质量不再改变
（3）若上述反应后达到化学平衡，容器压强变为起始压强的1.25倍，则内，的平衡转化率为 ， ， 。
【答案】（1）正四面体形；或
（2）A；D
（3）50%；0.005；0.1
【知识点】化学平衡状态的判断；化学平衡的计算；甲烷的化学性质；物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)甲烷的空间结构为正四面体形，1个有10个，标准状况下所含电子的数目为或，故答案为：正四面体形；或；
(2)A．由于和的投料比不等于化学计量数之比，所以当为定值时可以判定平衡，A项正确；
B．题给条件为恒容状态，混合气体的密度始终不变，B项不正确；
C．相同时间内，断裂键的数目与生成键的数目比恒为2∶1，C项不正确；
D．当平衡时气体总物质的量不再改变，平均摩尔质量不再改变，D项正确；
故答案为：AD；
(3)列三段式：
同温同体积时压强比=物质的量之比，平衡时压强是起始压强的1.25倍，即平衡时气体物质的量是起始物质的量的1.25倍，即，解得，的平衡转化率为，，的物质的量浓度为，故答案为：50%；0.005；0.1。
【分析】(1)、甲烷的空间结构为正四面体形，1个有10个，再结合物质的量的相关计算分析；
(2)、可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
(3)、依据化学平衡的计算分析解答。
29．（2021高一下·太原期末）取A、B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（如图）。将A试管用铝箔套上，B试管放在光亮处，静置。一段时间后取下A试管上的铝箔，观察两支试管中的现象。
（1）A试管上铝箔的作用是 ，A试管中的现象是 。
（2）B试管中的现象是 ，有关反应的化学方程式是（写一个） 。
（3）对比A、B试管中的现象能得出的结论是 。
【答案】（1）避光；无明显变化
（2）气体颜色逐渐变浅，试管内壁出现油状液滴，试管内水面上升；CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
（3）甲烷在光照条件下可与氯气发生反应
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】（1）将A试管用铝箔套上，不能进入光，而B试管放在光亮处，可见：A试管上铝箔的作用是避光；A试管用铝箔套上，不能进入光，则不能发生反应，因此A试管无明显现象；
（2）B试管中Cl2、CH4在光照条件下发生取代反应，产生CH3Cl、HCl，取代反应逐步进行，产生CH3Cl会与Cl2进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应消耗Cl2，使气体颜色逐步变浅；产生的四种有机物中只有CH3Cl是气体，其它气体都是无色难溶于水的液体，且HCl在饱和食盐水中会溶解，故同时还存在的现象是：试管内壁出现油状液滴，试管内水面上升；
其中第一步取代反应的化学方程式为：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl；
（3）通过对比A、B试管中的现象，能得出的结论是：在光照条件下甲烷可与氯气发生反应。
【分析】(1) CH4和Cl2需要在光照条件下反应生成一氯甲烷和HCl，以此分析；
(2) CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl ；CH3Cl + Cl2 = CH2Cl2 + HCl ；
CH2Cl2 + Cl2 = CHCl3 + HCl ；CHCl3+ Cl2 = CCl4 + HCl ；条件均为光照.
随着Cl2的减少，气体的颜色变浅，生成的HCl极易溶于水，试管内液面上升，CH2Cl2、CHCl3、CCl4 均是油状液体.
(3) 依据CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl分析.
30．（2021高一下·阎良期末）某同学为了探究甲烷、乙烯分别与卤素反应的情况，设计了以下实验，请回答问题。
（1）Ⅰ．取2支硬质大试管，通过排饱和食盐水法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气。分别用铁架台固定好，按如图的A、B装置进行实验，片刻后观察，补充并完成下列实验报告的内容。
实验操作及现象 实验结论
A ①在漫射日光条件下，试管内： 、液面上方有 形成、内壁上出现了油状液滴 ③CH4与Cl2在 条件下发生化学反应
B ②迅速剥开黑纸，立即观察：试管内气体颜色为黄绿色
④1 mol甲烷与足量Cl2发生取代反应时，得到最多的产物是 （填化学式）。
（2）Ⅱ．
探究乙烯与溴的加成反应。因实验室制得的乙烯中通常会含有少量的SO2等杂质气体，为此他设计了如图所示的实验装置：
①②装置中可盛放的试剂是：① 、② （填字母）。
A． 品红 B． NaOH溶液 C． 溴水 D． 酸性高锰酸钾溶液
（3）除杂后观察到③中现象为 ，写出发生反应的化学方程式 。
通过探究，该同学得出结论：甲烷和乙烯在不同条件下均能与卤素反应。
（4）Ⅲ．
现有H2、Cl2、乙烷、乙烯这四种原料，请你设计一种制取一氯乙烷的最佳实验方案，请用化学方程式表示出来（注意：原料不一定要全部选用） 。
【答案】（1）黄绿色逐渐变浅，且液面上升；白雾；光照；HCl
（2）B；A
（3）溴水褪色；CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br
（4）H2+Cl2 2HCl、CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl
【知识点】有机物的合成；甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；卤代烃简介；物质的分离与提纯
【解析】【解答】Ⅰ．在试管A中，①在漫射光照射下CH4与Cl2会发生取代反应产生CH3Cl、HCl， 反应产生的CH3Cl会进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应消耗Cl2，使试管中Cl2浓度降低，混合气体颜色变浅，产生的有机物中只有CH3Cl是气体，其余都是难溶于水的液体物质，HCl极容易在水中溶解，因此看到的现象是黄绿色逐渐变浅，且液面上升形成；试管内壁上出现了油状液滴；
在试管B中，由于盛有CH4与Cl2混合气体的试管用黑色纸套包裹，不能见到光，迅速剥开黑纸，观察到试管内气体颜色为黄绿色，说明在没有光照射时，CH4与Cl2不能发生反应；
③通过试管A、B实验现象对比，说明了氯气与甲烷在光照条件下可以发生取代反应；
④甲烷与Cl2发生取代反应，取代反应逐步进行，产生有机化合物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，故得到最多的产物是HCl；
Ⅱ．乙烯、SO2都可以与溴水、酸性KMnO4溶液作用而使溶液褪色，要证明乙烯的产生，可根据SO2是酸性氧化物，用NaOH溶液除去；然后利用SO2的漂白性，用品红溶液进行检验，若品红溶液不褪色，说明SO2已经完全被除去，最后将气体通入溴水中，若溴水褪色，证明气体中含有乙烯，故装置①盛有NaOH溶液，合理选项是B；装置②盛有试剂是品红溶液，合理选项是A；
（4）除杂后的气体通入溴水中，看到溴水褪色，说明其中含有乙烯，发生反应：CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br；
Ⅲ．H2、Cl2在点燃时反应产生HCl，然后使HCl与乙烯在一定条件下发生加成反应产生氯乙烷CH3CH2Cl，反应方程式为：H2+Cl2 2HCl，CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl。
【分析】（1）氯气和甲烷发生取代反应，颜色变浅，液面上升，甲烷和氯气得到的产物最多的是氯化氢气体
（2）除去乙烯中的二氧化硫气体，可以通过氢氧化钠溶液除去二氧化硫，再通入品红溶液中检测是否除去完全
（3）乙烯与溴水发生反应，颜色褪去，乙烯和溴发生加成反应
（4）乙烯和氯化氢进行加成制取的一氯乙烷最纯净
31．（2021高一下·东丽期末）按要求完成下列问题。
（1）现有5种有机物：①乙烯；②乙醇；③葡萄糖；④乙酸；⑤乙酸乙酯。
①能发生银镜反应的是 （填序号，下同）；
②能发生水解反应的是 ；
③具有酸性且能发生酯化反应的是 ；
④既能发生加成反应，又能发生加聚反应的是 ；
⑤能使酸性高锰酸钾褪色的是 。
（2）下列说法正确的是___________（填字母）。
A．含元素种类相同而结构不同的化合物互为同分异构体
B．某有机物完全燃烧后生成二氧化碳和水，说明该有机物中必定含有碳、氢、氧三种元素
C．甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应生成的是一氯甲烷和氯化氢
D．乙烯与氯气加成反应的产物是
【答案】（1）③；⑤；④；①；①②③
（2）D
【知识点】同分异构现象和同分异构体；甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；乙醇的化学性质；乙酸的化学性质；乙酸乙酯的制取；葡萄糖的银镜反应
【解析】【解答】 (1)葡萄糖是多羟基醛，含有醛基，能够发生银镜反应，故能发生银镜反应的物质序号是③；
乙酸乙酯分子中含有酯基，在酸作催化剂的条件下加热，能够发生水解反应产生乙酸和乙醇，故能发生水解反应的物质序号是⑤；
乙酸分子中含有羧基，是一元羧酸，具有酸性，在一定条件下能够与含有羟基的醇或酚类物质发生酯化反应，故具有酸性且能发生酯化反应的物质序号是④；
乙烯分子结构简式是CH2=CH2，分子中含有不饱和的碳碳双键，既能与H2、Br2等在一定条件下发生加成反应，又能发生加聚反应，故既能发生加成反应，又能发生加聚反应的物质序号是①；
①乙烯、②乙醇、③葡萄糖具有还原性，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液的紫色褪色，故能使酸性高锰酸钾褪色的物质序号是①②③；
(2)A.同分异构体是分子式相同结构不同的化合物，但含元素种类相同而结构不同的化合物不能互为同分异构体，A不符合题意；
B.某有机物完全燃烧后生成二氧化碳和水，说明该有机物中一定含有碳、氢两种元素，但不一定含有氧元素，B不符合题意；
C.甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯甲烷和氯化氢，C不符合题意；
D.乙烯与氯气发生加成反应的产物是CH2Cl-CH2Cl，D符合题意；
故选D。
【分析】(1)根据各物质的官能团的性质分析，乙烯中有碳碳双键，乙醇中有羟基，葡萄糖中有羟基和醛基，乙酸中有羧基，乙酸乙酯中有酯基；
(2)A．同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物；
B．某有机物完全燃烧后生成CO2和水，说明该有机物中一定含有C、H两种元素；
C．甲烷与氯气的混合气体在光照条件下生成四种氯代物和HCl；
D．乙烯与Cl2加成生成1，2-二氯乙烷。
32．（2020高二上·慈溪期末）由三种元素组成的化合物A，按如下流程进行实验：
已知：①气体B为烃类物质。②固体E既能溶于 溶液又能溶于盐酸。请回答：
（1）A的化学式是 。
（2）固体A与足量 溶液反应的化学方程式是 。
（3）有人提出气体B在一定条件下反应可生成四氯化碳，请写出相应的化学方程式 。
【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】无机物的推断；甲烷的化学性质
【解析】【解答】（1）氧化铝的物质的量为 =0.01mol，由铝原子个数守恒可知化合物A中含有0.02mol铝元素，碳酸钙的物质的量为 =0.06mol，由碳原子个数守恒可知化合物A中含有0.06mol碳元素，由化合物A的质量为1.44g可知，氢元素的物质的量为 =0.18mol，则化合物A中铝、碳、氢的原子个数比为0.02mol：0.06mol：0.18mol=1：3：9，化学式为 ，故答案为： ；
（2）由实验流程可知， 与水反应生成氢氧化铝和甲烷，则 与足量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和甲烷，反应的化学方程式为 ，故答案为： ；
（3）光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应生成四氯化碳和氯化氢，反应的化学方程式为 ，故答案为： 。
【分析】分析流程可知C为CO2，由固体E既能溶于 溶液又能溶于盐酸可知E中含有铝，再依据原子守恒计算分析解答。
33．（2020高一下·许昌期末）现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物：
（1）等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
（2）常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
（3）等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳的量最多的是 ，生成水的量最多的是 。
（4）在120℃、1.01×105Pa下，以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是 。
【答案】（1）CH4
（2）C2H6
（3）C2H4；CH4
（4）CH4和C2H4
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；苯的结构与性质
【解析】【解答】（1）等质量的烃(CxHy)完全燃烧时， 的值越大，耗氧量越大。CH4、C2H4、C2H6的 的值一次为4、2、3，故等质量的CH4、C2H4、C2H6完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4，故答案为：CH4；（2）等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时， 的值越大，耗氧量越大。三种物质的 的值依次为2、3、3.5，故常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧室消耗O2的量最多的是C2H6。故答案为：C2H6；（3）质量相同时，烃(CxHy)的 值越大，生成二氧化碳的量越多； 的值越大，生成水的量越多。故生成二氧化碳的量最多的是C2H4；生成水的量最多的是CH4。故答案为：C2H4；CH4；（4）由题意可知，在120℃、1.01×105Pa下，
由于 ，则 ，的y=4，即该条件下，当烃分子中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变。故符合要求的两种烃为CH4、C2H4。
故答案为：CH4和C2H4。
【分析】（1）写出方程式根据等质量的物质进行计算
（2）写出方程式，根据等物质的量的物质进行计算
（3）根据碳元素和氢元素守恒，根据化学式进行计算
（4）写出方程式，根据给出的条件进行计算气体的种类即可
34．（2020高一下·常德期末）如图所示是高中化学常见四种有机物的比例模型示意图。请用字母序号填空：
（1）可燃冰的主要成分是 ；
（2）分子中所有原子共平面的是 ；
（3）能与金属钠反应的是 。
【答案】（1）A
（2）BC
（3）D
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；乙醇的化学性质；球棍模型与比例模型
【解析】【解答】(1)可燃冰的主要成分是甲烷，因此答案是A；
(2)乙烯和苯是平面型分子,因此答案是BC；
(3)乙醇能与钠反应产生乙醇钠和氢气，因此答案是D；
【分析】（1）甲烷中的碳原子是sp3杂化，甲烷是正四面体结构
（2）乙烯和苯中的碳原子是sp2杂化，故为共面
（3）能和钠反应的基团是羟基和羧基，乙醇含有羟基与钠可以反应
35．（2020高一下·长春期末）如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。向甲中注入10 mL CH4，同温同压下向乙中注入50 mL Cl2，将乙中气体推入甲中，用漫散光照射一段时间，气体在甲中反应。
（1）下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为红色；②实验过程中，甲中活塞向内移动；③甲中内壁有油珠；④甲中产生火花。其中正确的是 。
（2）甲管中发生反应的反应类型为 。
（3）反应后，下列试剂能用于吸收甲中剩余气体的是____。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
（4）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 。
【答案】（1）②③
（2）取代反应
（3）B
（4）液体分为两层，产生白色沉淀
【知识点】甲烷的化学性质；甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)①因为Cl2过量，所以气体最终变为黄绿色，①不正确；②实验过程中，甲中气体体积减小，活塞向内移动，②正确；③甲中生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色油状液体，所以内壁有油珠，③正确；④甲中不可能产生火花，④不正确；
其中正确的是②③。答案为：②③；(2)甲管中发生的四个反应，都为取代反应，所以反应类型为取代反应。答案为：取代反应；(3)A．常温常压下，1体积水能溶解2体积的Cl2，且吸收比较慢，不适宜于吸收Cl2，A不合题意；
B．氢氧化钠溶液与Cl2反应，吸收效果好，B正确；
C．硝酸银溶液能与Cl2、H2O反应的产物HCl反应，从而促进Cl2在水中的溶解，但Cl2的溶解速率仍然比较慢，C不合题意；
D．Cl2难溶于饱和食盐水，不能吸收Cl2，D不合题意；
故答案为：B。答案为：B；(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中，油状液体不溶，HCl及Cl2会与AgNO3溶液反应，所以会观察到液体分为两层，产生白色沉淀。答案为：液体分为两层，产生白色沉淀。
【分析】CH4中通入Cl2，在光照条件下发生以下四个反应：CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl，其中只有Cl2呈黄绿色，其它物质都为无色，HCl、CH3Cl为无色气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色油状液体，且反应后Cl2有剩余。
2023年高考真题变式分类汇编：甲烷的化学性质
一、选择题
1．（2021·全国甲）化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（ ）
A．食品加工时不可添加任何防腐剂
B．掩埋废旧电池不会造成环境污染
C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
2．（2018·全国Ⅱ卷）实验室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应实验现象的是（）
A． B． C． D．
3．（2022·温州模拟）下列说法错误的是
A．甲烷热分解可以生成炭黑
B．呈冰状的乙酸溶液称为冰醋酸
C．花生油可以制得肥皂
D．电器开关外壳的主要成分是酚醛树脂
4．（2021·潍坊模拟）化学与生产、生活、科技发展息息相关。下列有关说法错误的是（ ）
A．葡萄酒中添加少量SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用
B．食物中的膳食纤维通过水解反应为人体提供能量
C．钛合金能耐高温，可用于制造航天器的部件
D．我国率先实现水平井钻采深海可燃冰，单位质量时可燃冰比煤产生的热量更高
5．（2021·洛阳模拟）下列涉及的化学相关知识说法错误的是（ ）
A．医用镍钛形状记忆合金属于新型金属材料
B．新能源可燃冰大量进入大气会引起温室效应
C．补铁剂与维生素同时服用有助于增加药物的吸收和利用
D．新型氮化镓可替代传统半导体材料二氧化硅制造芯片
6．（2021·凉山州模拟）根据下列实验操作和现象所得结论正确的是（ ）
选项 实验操作 现象 结论
A 向待测液中依次滴入氯水和KSCN溶液 溶液变为红色 待测溶液中含有Fe2+
B 向浓度均为0.1mo/L的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液中滴加几滴酚酞试剂 前者溶液变红，后者不变色 NaHCO3水解，而NaHSO3不水解
C 向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象 Ksp(AgI)
A．A B．B C．C D．D
7．（2021·浦东模拟）不能使溴水褪色的气体是（ ）
A． B． C． D．
8．（2021·潮州模拟）如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是（ ）
A．甲能使酸性KMnO4溶液褪色
B．乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D．丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
9．（2021·昌平模拟）如图为甲烷氧溴化反应催化机理。下列说法错误的是（ ）
A．Br2、HBr为反应的催化剂
B．反应中，CH4与Br2发生取代反应
C．反应中，ZnBr2、HBr均被O2氧化
D．反应的总方程式是2CH4+2HBr+O2 2CH3Br+2H2O
10．（2020高二上·长春期中）如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是( )
A．甲能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．乙可与溴水发生取代反应使溴水褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D．丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
11．（2020·温州模拟）下列说法错误的是（ ）
A．等物质的量的氯气与甲烷在光照条件下反应能制得纯净的一氯甲烷
B．石油的裂解主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气态短链烃
C．煤焦油中可以获取苯、甲苯、二甲苯等有机化合物
D．主要成分为聚氯乙烯的塑料瓶可回收利用
12．（2020·安康模拟）加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废旧塑料的再利用。下列叙述不正确的是（ ）
A．装置乙试管中收集到的液体在催化剂存在下可以与Br2发生取代反应
B．装置丙中的试剂吸收反应产生的气体后得到的产物的密度均比水大
C．最后收集的气体可以作为清洁燃料使用
D．甲烷的二氯代物有2种
13．（2019·湖南模拟）下列物质中，能通过化学反应使溴的四氯化碳溶液褪色的是（）
A．CH4 B．CH2=CH2 C．CH3CH2OH D．苯
14．（2019·遵义模拟）下列关于有机物的说法正确的是（ ）
A．甲烷和苯都是重要的化工原料，可从石油分馏中获得
B．淀粉、菜籽油和蛋白质都是天然高分子化合物
C．室温下，在水中的溶解度：乙醇大于溴乙烷
D． 苯乙烯在一定条件下可加聚反应，不可以发生取代反应
15．（2019·深圳模拟）下列叙述正确的是（）
A．很多鲜花和水果的香味来自于酯
B．甲烷和苯都可通过石油分馏得到
C．糖类和油脂在一定条件下均能水解
D．棉花和蚕丝的主要成分是纤维素
16．（2018·莆田模拟）四种常见有机物的比例模型如下图。下列说法正确的是（ ）
A．乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色
B．甲能使酸性KMnO4溶液褪色
C．丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键
D．丁为醋酸分子的比例模型
17．（2018·银川模拟）下列说法正确的是（ ）
A．1mol乙烷在光照条件下最多能与3molCl2发生取代反应
B．分子式为C4H10O且能与金属钠反应的有机物有3种
C．甲烷、苯和油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D．分子式为C6H12的烃，所有碳原子可能位于同一平面上
18．（2017·河南模拟）下列有关说法正确的是（ ）
A．甲烷是天然气的主要成分，能发生取代反应，但不能发生氧化反应
B．实验室中，可用金属钠检验乙醇中是否含有水
C．只用水无法鉴别苯、乙酸和四氯化碳
D．植物油不能用于萃取溴水中的溴
19．（2017·湛江模拟）下列与有机物结构、性质相关的叙述错误的是（ ）
A．乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2
B．蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下都能水解
C．甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同
D．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有乙烯分子中类似的碳碳双键
20．（2016·分宜模拟）公元前一世纪，我国已使用天然气井．现在“西气东输”工程早已全面竣工．天然气的主要成分为甲烷．下列关于甲烷的叙述中，错误的是（ ）
A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯
C．甲烷与氯气反应，无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水
二、非选择题
21．（2021·章丘模拟）某活动小组的同学对甲烷还原氧化铜进行了探究，回答下列问题：
查阅资料得：实验室制取甲烷常用的方法为无水醋酸钠 与氢氧化钠在二氧化锰作催化剂的条件下共热，产物中有少量的副产物丙酮 ，丙酮可与水混溶。
（1）组装好仪器后，首先进行的操作是 ，实验中先点燃 (填“A”或“D”)处酒精灯，此时 、 的状态为 (填标号)。
A． 关闭、 关闭 B． 关闭、 打开
C． 打开、 打开 D． 打开、 关闭
（2）装置A中主要发生反应的化学方程式为 ，试管内壁加一层铝箔不仅能使药品受热均匀，还能 。
（3）装置B中盛装的试剂为 。
（4）实验过程中记录的实验数据如下：
实验前装置总质量/g D E F G
实验后装置总质量/g 180.0 277.8 311.5 301.0
实验前装置总质量/g 177.2 279.6 312.6 301.0
若装置D中的氧化铜全部被还原成铜，则气球中收集到的由D中反应产生的气体在标准状况下的体积为 L，此条件下，装置D中发生反应的化学方程式为 。
22．（2021·济南模拟）氰化氢(HCN)和乙腈(CH3CN)作为重要的化工原料，在合成医药和精细化学品等领域有广泛用途。实验室中制备氰化氢和乙腈的装置如下图所示。
回答下列问题：
（1）甲烷和氨气反应生成HCN和一种单质气体的化学方程式为 。
（2）实验室中制备CH4和NH3的反应原理分别为：
制备
制备NH3(以浓氨水和生石灰为原料)： 。
下图所示分别为制备CH4和NH3并得到合适体积比混合气体的装置，根据上述原理选择合适的仪器并连接成装置，则连接顺序为a→e， →f(填接口标号)。装置E中的试剂为 (选填“饱和食盐水”、“浓硫酸”或“四氯化碳”)。装置E相当于上述图1装置中的 。
（3）实验过程中，选择不同的温度，对氰化氢和乙腈的选择性不同，下图所示为不同温度下甲烷的转化率和氰化氢、乙腈的选择性关系。高温时，甲烷的转化率升高，但乙腈的选择性却降低，原因是 。
实验过程中，采用不同的催化剂，HCN的产率不同，下图所示分别为不同温度，不同催化剂条件下HCN、H2和N2的产率关系图。
由图可知，低温条件下最适宜的催化剂为 ，高温条件下，选择该催化剂不如另外两种作催化剂时HCN产率高的原因是 。
23．（2023高一下·龙南期末）某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A可发生如图所示的一系列化学反应，其中①②③属于同种反应类型，E为高分子化合物。根据下图回答下列问题：
（1）写出A的电子式 ，D的结构简式 。
（2）写出E的结构简式 ，链节为 。
（3）写出②、⑤两步反应的化学方程式，并注明反应类型。
② ，反应类型为 。
⑤ ，反应类型为 。
（4）②、⑤两步反应均可制取C，你认为哪种方法好？为什么？ 。
（5）F是B的一种同系物，其相对分子质量为72，则F的同分异构体有 种。
24．（2022高一下·咸阳期末）既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
（1）甲烷分子的空间构型为 。
（2）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10mLCH4，同温、同压下乙管中注入50mL，将乙管气体全部推入甲管中，用日光照射一段时间，气体在甲管中反应。
①某同学预测的实验现象：a．气体最终变为无色；b．反应过程中，甲管活塞向内移动；c．甲管内壁有油珠；d．产生火花。其中正确的是 (填字母，下同)。
②实验结束后，甲管中剩余气体最宜选用下列试剂 吸收。
A．水 B．氢氧化钠溶液 C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
③反应结束后，将甲管中的物质推入盛有适量溶液的试管中，振荡后静置，可观察到 ，再向其中滴加几滴石蕊试液，又观察到 。
（3）甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用可传导的固体氧化物为电解质，其工作原理如图所示。
①外电路电子移动方向为 (填“a→b”或“b→a”)。
②a极的电极反应式为 。
③若该燃料电池消耗空气5.6L(标准状况下)，则理论上消耗甲烷 mol(假设空气中体积分数为20%)。
25．（2022高一下·陈仓期末）甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题：
（1）天然气的主要成分是甲烷，甲烷的结构式为 ，甲烷的空间构型为 。
（2）验证甲烷和氯气发生取代反应的条件，实验装置如图所示：
①装置A、B中的实验现象分别为 、
②写出甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：
③若将2mol与一定量的反应，得到等物质的量的4种取代物，则消耗的物质的量为 。
26．（2021高一下·内江期末）如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中不溶解。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢的反应一段时间。
（1）下列关于甲烷结构的说法中正确的是____。
A．甲烷的分子式是CH4，5个原子共面
B．甲烷分子的空间构型属于正四面体结构
C．甲烷中的任意三个原子都不共面
（2）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 。
（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的玻璃管中水柱变化是____。
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
（4）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是 。
（5）丁烷与甲烷同属烷烃，其结构有两种，CH3CH2CH2CH3和 。
27．（2021高一下·韩城期末）某同学为了探究甲烷、乙烯分别与卤素反应的情况，设计了以下实验，请回答问题。
（1）Ⅰ．取2支硬质大试管，通过排饱和食盐水法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气。分别用铁架台固定好，按如图的A、B装置进行实验，片刻后观察，补充并完成下列实验报告的内容。
实验操作及现象 实验结论
A ①在漫射日光条件下，试管内： 、液面上方有 形成、内壁上出现了油状液滴 ③CH4与Cl2在 条件下发生化学反应
B ②迅速剥开黑纸，立即观察：试管内气体颜色为黄绿色
④1 mol甲烷与足量Cl2发生取代反应时，得到最多的产物是 (填化学式)。
（2）Ⅱ． 探究乙烯与溴的加成反应。因实验室制得的乙烯中通常会含有少量的SO2等杂质气体，为此他设计了如图所示的实验装置：
①②装置中可盛放的试剂是：① 、② (填字母)。
A． 品红 B． NaOH溶液 C． 溴水 D． 酸性高锰酸钾溶液
（3）除杂后观察到③中现象为 ，写出发生反应的化学方程式 。
通过探究，该同学得出结论：甲烷和乙烯在不同条件下均能与卤素反应。
（4）Ⅲ． 现有H2、Cl2、乙烷、乙烯这四种原料，请你设计一种制取一氯乙烷的最佳实验方案，请用化学方程式表示出来(注意：原料不一定要全部选用) 。
28．（2021高一下·承德期末）在催化剂存在下，和发生催化重整反应，既能保护环境，又能利用资源。一定温度下，将和通入体积为10L的恒容密闭容器里，在一定条件下发生上述反应。请回答下列问题：
（1）的空间结构为 ，标准状况下所含电子的数目为 。
（2）下列说法可以判定反应达到化学平衡状态的是____(填标号)。
A．不再改变
B．混合气体的密度不再改变
C．相同时间内，断裂C-H键的数目与生成H-H键的数目比为2∶1
D．气体的平均相对分子质量不再改变
（3）若上述反应后达到化学平衡，容器压强变为起始压强的1.25倍，则内，的平衡转化率为 ， ， 。
29．（2021高一下·太原期末）取A、B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（如图）。将A试管用铝箔套上，B试管放在光亮处，静置。一段时间后取下A试管上的铝箔，观察两支试管中的现象。
（1）A试管上铝箔的作用是 ，A试管中的现象是 。
（2）B试管中的现象是 ，有关反应的化学方程式是（写一个） 。
（3）对比A、B试管中的现象能得出的结论是 。
30．（2021高一下·阎良期末）某同学为了探究甲烷、乙烯分别与卤素反应的情况，设计了以下实验，请回答问题。
（1）Ⅰ．取2支硬质大试管，通过排饱和食盐水法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气。分别用铁架台固定好，按如图的A、B装置进行实验，片刻后观察，补充并完成下列实验报告的内容。
实验操作及现象 实验结论
A ①在漫射日光条件下，试管内： 、液面上方有 形成、内壁上出现了油状液滴 ③CH4与Cl2在 条件下发生化学反应
B ②迅速剥开黑纸，立即观察：试管内气体颜色为黄绿色
④1 mol甲烷与足量Cl2发生取代反应时，得到最多的产物是 （填化学式）。
（2）Ⅱ．
探究乙烯与溴的加成反应。因实验室制得的乙烯中通常会含有少量的SO2等杂质气体，为此他设计了如图所示的实验装置：
①②装置中可盛放的试剂是：① 、② （填字母）。
A． 品红 B． NaOH溶液 C． 溴水 D． 酸性高锰酸钾溶液
（3）除杂后观察到③中现象为 ，写出发生反应的化学方程式 。
通过探究，该同学得出结论：甲烷和乙烯在不同条件下均能与卤素反应。
（4）Ⅲ．
现有H2、Cl2、乙烷、乙烯这四种原料，请你设计一种制取一氯乙烷的最佳实验方案，请用化学方程式表示出来（注意：原料不一定要全部选用） 。
31．（2021高一下·东丽期末）按要求完成下列问题。
（1）现有5种有机物：①乙烯；②乙醇；③葡萄糖；④乙酸；⑤乙酸乙酯。
①能发生银镜反应的是 （填序号，下同）；
②能发生水解反应的是 ；
③具有酸性且能发生酯化反应的是 ；
④既能发生加成反应，又能发生加聚反应的是 ；
⑤能使酸性高锰酸钾褪色的是 。
（2）下列说法正确的是___________（填字母）。
A．含元素种类相同而结构不同的化合物互为同分异构体
B．某有机物完全燃烧后生成二氧化碳和水，说明该有机物中必定含有碳、氢、氧三种元素
C．甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应生成的是一氯甲烷和氯化氢
D．乙烯与氯气加成反应的产物是
32．（2020高二上·慈溪期末）由三种元素组成的化合物A，按如下流程进行实验：
已知：①气体B为烃类物质。②固体E既能溶于 溶液又能溶于盐酸。请回答：
（1）A的化学式是 。
（2）固体A与足量 溶液反应的化学方程式是 。
（3）有人提出气体B在一定条件下反应可生成四氯化碳，请写出相应的化学方程式 。
33．（2020高一下·许昌期末）现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物：
（1）等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
（2）常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
（3）等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳的量最多的是 ，生成水的量最多的是 。
（4）在120℃、1.01×105Pa下，以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是 。
34．（2020高一下·常德期末）如图所示是高中化学常见四种有机物的比例模型示意图。请用字母序号填空：
（1）可燃冰的主要成分是 ；
（2）分子中所有原子共平面的是 ；
（3）能与金属钠反应的是 。
35．（2020高一下·长春期末）如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。向甲中注入10 mL CH4，同温同压下向乙中注入50 mL Cl2，将乙中气体推入甲中，用漫散光照射一段时间，气体在甲中反应。
（1）下列是某同学预测的实验现象：①气体最终变为红色；②实验过程中，甲中活塞向内移动；③甲中内壁有油珠；④甲中产生火花。其中正确的是 。
（2）甲管中发生反应的反应类型为 。
（3）反应后，下列试剂能用于吸收甲中剩余气体的是____。
A．水 B．氢氧化钠溶液
C．硝酸银溶液 D．饱和食盐水
（4）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 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质；水污染与防治；常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A．食品加工时，可适当添加食品添加剂和防腐剂等，如苯甲酸钠，故A错误；
B．废旧电池中含有重金属等金属离子，会造成土壤污染，水体污染等，故B错误；
C．天然气主要成分为甲烷，不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体，故C正确；
D．含磷洗涤剂的排放，使水中磷过多，造成水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，水体变浑浊，故D错误；
故答案为：C
【分析】A．防腐剂可以适当添加；
B．电池中有对环境有害的物质；
C．甲烷不完全燃烧会产生CO；
D．磷元素会造成水体富营养化；
2．【答案】D
【知识点】甲烷的化学性质；甲烷的取代反应
【解析】【解答】A.氯气为黄绿色，甲烷与氯气反应颜色应逐渐变淡，故A不符合题意
B.甲烷（气态）与氯气（气态）反应生成CH3Cl（气态）、CH2Cl2（液态）、CHCl3（液态）、CCl4（液态）的混合物，液面会上升，故B不符合题意
C.甲烷（气态）与氯气（气态）反应生成的CH2Cl2（液态）、CHCl3（液态）、CCl4（液态）均不溶于水，在试管壁上会产生油状液滴，故C不符合题意
D.甲烷与氯气发生取代反应，试管壁上产生油状液滴、液面会上升，故D符合题意
故答案为：D
【分析】该题考查甲烷的取代反应，应重点掌握反应原理：
①发生四个反应CH4+Cl2→（光照）CH3Cl（气体）+HCl
CH3Cl+Cl2→（光照）CH2Cl2（油状物）+HCl
CH2Cl2+Cl2→（光照）CHCl3（油状物）+HCl
CHCl3+Cl2→（光照）CCl4（油状物）+HCl
②氯化氢极易溶于水，压强减小会使液面上升
③氯气是黄绿色气体，随着反应的进行颜色会逐渐变浅
3．【答案】B
【知识点】甲烷的化学性质；乙酸的化学性质；肥皂、合成洗涤剂
【解析】【解答】A．CH4高温条件下发生反应CH4C+2H2，A不符合题意；
B．纯的乙酸又称为冰醋酸，B符合题意；
C．花生油的主要成分是油脂，油脂碱性条件下水解称为皂化反应，可生成肥皂，C不符合题意；
D．酚醛树脂具有绝缘和性质稳定的特点，属于热固性塑料，故可以做电器开关外壳，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．CH4高温条件下分解生成碳和氢气；
B．纯的乙酸又称为冰醋酸；
C．油脂碱性条件下水解称为皂化反应；
D．酚醛树脂具有绝缘和性质稳定的特点，属于热固性塑料。
4．【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质；甲烷的化学性质；多糖的性质和用途
【解析】【解答】A．SO2有还原性，葡萄酒中添加适量SO2，起到抗氧化和杀菌的作用，A不符合题意；
B．膳食纤维是植物的一部分，主要成分为纤维素等糖类物质，由于人体不含纤维素酶，故不能使膳食纤维水解，B符合题意；
C．钛合金熔点高，耐高温，可用于制造航天器的部件，C不符合题意；
D．煤的主要组成元素为C，相同质量的C和H燃烧时，H耗氧更多，产生热量更多，而可燃冰中的CH4含氢量高于煤，故相同质量时可燃冰燃烧放出热量更多，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】膳食纤维主要成分是纤维素，不能在体内水解，不能提供能量，只是增加肠胃蠕动促消化，其他选项均正确
5．【答案】D
【知识点】硅和二氧化硅；合金及其应用；甲烷的化学性质；药物的主要成分和疗效
【解析】【解答】A．镍钛形状记忆合金属于新型金属材料，A项不符合题意；
B．可燃冰主要成分为甲烷，甲烷是温室气体，所以其大量进入大气会引起温室效应，B项不符合题意；
C．+2价铁易吸收，维生素C可以防止+2价铁氧化为+3价，补铁剂与维生素C共同服用可提高补铁效果，C项不符合题意；
D．制造芯片用传统半导体材料硅，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】制造芯片的材料是硅单质，而二氧化硅是制备光导纤维的材料，因此可以用氮化镓代替硅单质，其他选项均正确
6．【答案】C
【知识点】盐类水解的应用；常见离子的检验；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；甲烷的化学性质
【解析】【解答】A．可能溶液中本来就有铁离子，而非亚铁离子，A不符合题意；
B．碳酸氢钠水解大于电离，亚硫酸氢钠电离大于水解，并不是不水解，B不符合题意；
C．黄色沉淀说明生成了碘化银，碘化银和氯化银形式相同，溶度积小的先沉淀，即Ksp(AgI)
故答案为：C。
【分析】A.先加KSCN溶液再加入氯水
B.两者均水解和电离，但是亚硫酸氢钠是以电离为主
C.溶度积小的小形成沉淀
D.是湿润的石蕊试纸变红的是氯化氢气体，不是氯甲烷
7．【答案】C
【知识点】氧化还原反应；甲烷的化学性质；乙炔炔烃
【解析】【解答】A．硫化氢与溴水发生反应生成溴化氢和硫沉淀，A项不符合题意；
B．氨气可以与溴水发生氧化还原反应，使溴水褪色，B项不符合题意；
C．乙烷为饱和烃，与溴水不反应，不能使溴水褪色，C项符合题意；
D．乙炔含有碳碳三键，可与溴水发生加成反应使溴水褪色，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】溴水具有氧化性，可以使溴水褪色，因此具有还原性或者是具有不饱和双键或三键，硫化氢和氨气具有还原性，乙炔具有不饱和三键，故可以褪色，乙烷不能使溴水褪色
8．【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；苯的结构与性质
【解析】【解答】A.CH4为饱和烃，不能使酸性KMnO4溶液褪色，A不符合题意；
B.CH2=CH2中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应，而使溴水褪色，乙烯与溴水不发生取代反应，B不符合题意；
C.丙为苯，苯的结构中不存在单双键交替现象，其所含的化学键为介于单键和双键之间的特殊共价键，C符合题意；
D.丁为CH3CH2OH，CH3CH2OH与乙酸需在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应，在稀硫酸作用下不反应，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】由比例模型图可知，甲为CH4、乙为CH2=CH2、丙为苯、丁为CH3CH2OH；据此结合物质的结构和性质分析选项即可。
9．【答案】A
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】A．根据以上分析，O2和ZnBr2反应生成Br2和ZnO，ZnO又和HBr反应生成ZnBr2和H2O，故ZnBr2为反应的催化剂，Br2、HBr不是催化剂，故A符合题意；
B．由图可知，CH4与Br2发生反应生成CH3Br和HBr，该反应为取代反应，故B不符合题意；
C．由图可知，ZnBr2被O2氧化生成Br2和ZnO，HBr被O2氧化生成Br2和H2O，故C不符合题意；
D．过程(1)的反应为：4HBr+O2= 2Br2+2H2O，过程(2)的反应为：CH4+ Br2=CH3Br+HBr，将两步反应相加，消去中间产物Br2，得总反应方程式是：2CH4+2HBr+O2 2CH3Br+2H2O，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】由图可知，甲烷的氧化溴化包括两个过程：(1)在催化剂表面HBr氧化生成Br2；(2)在气相中甲烷溴化。因此整个过程中HBr为过程(1)的反应物，也是过程(2)的生应物，Br2为过程(1)的生成物，也是过程(2)的反应物，同时O2和ZnBr2反应生成Br2和ZnO，ZnO又和HBr反应生成ZnBr2和H2O，则ZnBr2为反应的催化剂，据此分析解答。
10．【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；苯的结构与性质；乙醇的化学性质；球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A．甲是甲烷，甲烷的化学性质稳定，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故A不符合题意；
B．乙是乙烯，乙烯中含有碳碳双键，可与溴发生加成反应而使溴水褪色，故B不符合题意；
C．丙是苯，苯中的碳碳键完全相同，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，故C符合题意；
D．丁是乙醇，乙醇在浓硫酸作用下可与乙酸发生取代反应生成乙酸乙酯，不是稀硫酸，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由比例模型可知，四种常见有机物分别为甲烷、乙烯、苯、乙醇，根据物质的性质分析判断。
11．【答案】A
【知识点】甲烷的化学性质；石油的裂化和裂解；煤的干馏和综合利用；塑料的老化和降解
【解析】【解答】A．在光照条件下，等物质的量的氯气与甲烷发生取代反应，会生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，HCl，不能够制得纯净的一氯甲烷，A选项符合题意；
B．石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量，裂解的目的是获得乙烯、丙烯等小分子气态短链烃，B选择不符合题意；
C．煤焦油是混合物，利用沸点不同从中分离出苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，C选项不符合题意；
D．废弃的以聚氯乙烯为原料的塑料瓶可以回收，用于炼制燃料油等，D选项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.甲烷和氯气的取代反应是链式反应，产物是混合物不是纯净物
B.石油的裂解是深度的裂化的目的是为了得到小分子短链烃化合物
C.煤焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，可以分离出芳香族化合物
D.废弃的聚乙烯塑料，是碳氢有机物，可以回收利用
12．【答案】D
【知识点】甲烷的化学性质；卤代烃简介
【解析】【解答】A．装置乙试管中收集到的液体物质是苯和甲苯，两种物质的分子中都含有苯环，在催化剂存在下可以与Br2发生取代反应，A不符合题意；
B．加热聚丙烯废塑料得到的不饱和烃乙烯、丙烯可以与Br2发生加成反应，产生1，2-二溴乙烷和1，2-二溴丙烷，它们都是液体物质，难溶于水，密度比水大，B不符合题意；
C．加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯，气体物质有氢气、甲烷、乙烯、丙烯，液体物质有苯和甲苯，其中苯和甲苯经冷水降温恢复至常温下的液态留在小试管中；气体中乙烯、丙烯与溴的四氯化碳溶液反应变为液体，剩余气体为氢气、甲烷，燃烧产生H2O、CO2，无污染，因此可作为清洁燃料使用，C不符合题意；
D．甲烷是正四面体结构，分子中只有一种H原子，其二氯代物只有1种，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】甲烷是空间正四面体空间构型，四个氢原子位于正四面体的四个顶点上，只有一种结构。
13．【答案】B
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；苯的结构与性质；乙醇的化学性质
【解析】【解答】A.CH4与Br2不发生反应，不能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，A不符合题意；
B.CH2=CH2中的碳碳双键能与Br2发生加成反应，因此能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，B符合题意；
C.CH3CH2OH与Br2不发生反应，不能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，C不符合题意；
D.苯与Br2不发生反应，不能通过化学反应使溴的CCl4溶液褪色，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】能通过化学反应使溴的四氯化碳溶液褪色，则说明该物质能与Br2发生化学反应，据此结合选项所给物质的性质分析。
14．【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质；甲烷的化学性质；有机高分子化合物的结构和性质；取代反应
【解析】【解答】A.石油是多种烷烃和环烷烃的混合物，不含苯，所以石油的分馏不能获得苯，故A不符合题意；
B.菜籽油属于高级脂肪酸甘油酯，不属于天然高分子化合物，故B不符合题意；
C.乙醇中有亲水基羟基，可以任意比溶于水，而溴乙烷中没有亲水基，难溶于水，所以在水中的溶解度：乙醇大于溴乙烷，故C符合题意；
D. 苯乙烯中含有碳碳双键，在一定条件下可加聚反应，苯环在一定条件下发生硝化反应、溴代反应等取代反应，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.石油分馏是将石油中几种不同沸点的混合物分离的一种方法，属于物理变化。石油是由超过8000种不同分子大小的碳氢化合物（及少量硫化合物）所组成的混合物；
B.天然高分子化合物是自然界或矿物中由生化作用或光合作用而形成高分子化合物。存在于动物、植物或矿物内；
C.乙醇中含有亲水基团羟基，而溴乙烷中不含有亲水基团，因此乙醇在水中的溶解度大于溴乙烷；
D.一些含有不饱和键(双键、叁键、共轭双键)的化合物或环状低分子化合物，在催化剂、引发剂或辐射等外加条件作用下，同种单体间相互加成形成新的共价键相连大分子的反应就是加聚反应。
15．【答案】A
【知识点】甲烷的化学性质；苯酚的性质及用途；食物中淀粉、蛋白质、葡萄糖的检验；油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.鲜花和水果会产生低级酯，具有香味，A符合题意；
B.石油分馏可制得甲烷，苯来自于煤的干馏，B不符合题意；
C.单糖不能水解，C不符合题意；
D.棉花的主要成分是纤维素，蚕丝的主要成分是蛋白质，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.低级酯具有香味；
B.根据石油分馏产物分析；
C.单糖不能水解；
D.蚕丝的主要成分是蛋白质；
16．【答案】C
【知识点】甲烷的化学性质；苯的结构与性质；球棍模型与比例模型
【解析】【解答】解：A. 乙烯分子中含有碳碳双键，乙可与溴水发生加成反应而使溴水褪色，A不符合题意；
B. 甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色，B不符合题意；
C. 苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键，C符合题意；
D. 丁为乙醇分子的比例模型，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据比例模型判断各种有机物，结合有机物的结构分析具有的性质，然后进行判断即可。
17．【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体；甲烷的化学性质；苯的结构与性质
【解析】【解答】A、1molC2H6中含有6molH，因此在光照条件下，能与6molCl2发生取代反应，故A不符合题意；
B、分子式为C4H10O，能与金属钠反应，说明含有羟基，符合的形式有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)OH、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH，共有四种，故B不符合题意；
C、甲烷和苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，油脂分为油和脂，其中油中含有碳碳不饱和键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C不符合题意；
D、C6H12如果是(CH3)2C=C(CH3)2，则所有碳原子共面，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】A.根据烷烃的取代反应进行判断；
B.根据醇羟基的位置判断同分异构体数即可；
C.油脂含有不饱和键，能发生氧化反应；
D.根据烯烃的结构进行判断。
18．【答案】D
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】解：A、天然气的主要成分为甲烷，能发生取代反应，和酸碱盐以及一般的氧化剂不反应，但甲烷能在氧气中燃烧，故能发生氧化反应，故A错误；
B、金属钠能和乙醇反应生成氢气，故不能用于检验乙醇中是否含水，故B错误；
C、苯难溶于水且密度比水小，而四氯化碳难溶于水且密度比水大，乙酸能和水互溶，三者和水混合后的现象各不相同，故只用水即可鉴别，故C错误；
D、植物油是不饱和高级脂肪酸和甘油形成的酯类，故植物油中含碳碳双键，能和溴水发生加成反应，故不能用于萃取溴水中的溴，故D正确．
故选D．
【分析】A、甲烷能燃烧；
B、金属钠能和乙醇反应生成氢气；
C、苯难溶于水且密度比水小，而四氯化碳难溶于水且密度比水大，乙酸能和水互溶；
D、植物油是不饱和高级脂肪酸和甘油形成的酯类．
19．【答案】B
【知识点】甲烷的化学性质；苯的结构与性质；乙酸的化学性质；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】解：A、乙酸属于一元羧酸，酸性强于碳酸的，所以可与NaHCO3溶液反应生成CO2，故A正确；
B、油脂是高级脂肪酸的甘油酯，属于酯类，但不属于高分子化合物，故B错误；
C、甲烷和氯气反应生成一氯甲烷，以及苯和硝酸反应生成硝基苯的反应都属于取代反应，故C正确；
D、只有分子中含有不饱和键（如碳碳双键），则可以与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，从而使之褪色，而苯中的化学键是介于单键和双键之间特殊的化学键，故D正确．
故选B．
【分析】乙酸具有酸性，酸性强于碳酸；油脂属于小分子化合物，蛋白质属于高分子化合物，二者都能水解；甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，苯和硝酸在浓硫酸作用下发生硝化反应，也为取代反应，生成硝基苯；苯不具有烯烃的结构特征，不与溴的四氯化碳溶液发生加成反应．
20．【答案】B
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】解：A．通常情况下，甲烷性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应，故A正确；
B．可燃性气体在加热或点燃前都要验纯，以防爆炸事故的发生，故B错误；
C．甲烷和氯气在光照条件下，发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，故C正确；
D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是氯代烃，都难溶于水，故D正确；
故选B．
【分析】A．通常情况下，甲烷性质稳定；
B．可燃性气体在加热或点燃前都要验纯；
C．甲烷和氯气在光照条件下，发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4；
D．氯代烃难溶于水．
21．【答案】（1）检查装置的气密性；A；D
（2）；保护试管，使反应混合物不黏附在试管壁上
（3）水
（4）0.56；
【知识点】甲烷的化学性质；气体发生装置的气密性检查；除杂；气体发生装置；制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)有气体参与的实验，在进行实验前都要检查装置的气密性。故组装好仪器后，首先进行的操作是检查装置的气密性，实验中先点燃A处酒精灯，使反应发生生成甲烷、甲烷和空气的混合气体点燃易爆炸，故用产生的甲烷驱赶装置内的空气(从T型管口排出)，排净空气后再加热D处酒精灯，则此时 、 的状态为 打开、 关闭，选D；
(2)装置A中产生甲烷，主要发生反应的化学方程式为 ，铝箔易导热，能使药品受热均匀，且将氢氧化钠与试管隔离，避免高温下氢氧化钠对试管的腐蚀，也可使反应后的试管更容易清洗。故答案为：保护试管，使反应混合物不黏附在试管壁上；
(3)产物中有少量的副产物丙酮 ，丙酮可与水混溶。故装置B中装水，用来除去甲烷中的丙酮。
(4)装置D中减少的质量为氧元素的质量，即参与反应的 ，装置E中增加的是水的质量，即 ，装置F中增加的是 的质量，即 ，依据得失电子守恒和质量守恒可知，气球中收集到的是CO，其体积为 ，则 ，物质的量之比即化学计量数之比、结合元素质量守恒，氧化铜和甲烷反应的化学方程式为 。
【分析】加热装置A、乙酸钠和氢氧化钠在催化剂作用下反应产生甲烷，甲烷和空气的混合气体点燃易爆炸，故需用产生的甲烷排净空气， B中用水除去副产物丙酮、经C处浓硫酸干燥后，进入D中，甲烷和氧化铜发生反应，E吸收反应生成的水、用F中氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳，G用于检验二氧化碳是否吸收完全，气球用于收集生成的CO，据此回答；
22．【答案】（1）
（2）；d；四氯化碳；气体流量计和气体混合器
（3）高温时，甲烷和氨气反应生成氰化氢的倾向大，为主要反应；Ni；氮、氢两种元素更多的转化为氮气和氢气
【知识点】催化剂；甲烷的化学性质；常见气体的检验；气体发生装置；性质实验方案的设计
【解析】【解答】(1)甲烷和氨气反应生成氰化氢和一种单质气体，推测该单质气体为氢气，根据原子守恒，该反应的化学方程式为： ；
(2)浓氨水和生石灰反应生成氨气和氢氧化钙，化学方程式为： ；制备 ： ，应选择A装置，所以a→e，制备NH3： ，因选择D装置，所以d→f；E装置是混合氨气和甲烷，则所选试剂不能将氨气、甲烷溶解，所以试剂X为四氯化碳；装置E相当于上述图1装置中的气体流量计和气体混合器；
(3)由图可知，高温时，甲烷和氨气反应生成氰化氢的倾向大，为主要反应，所以高温时，甲烷的转化率升高，但乙腈的选择性却降低；由图可知，低温条件下，Ni作催化剂条件下HCN的产率较高，所以低温条件下最适宜的催化剂为镍；高温时，Ni作催化剂，氮、氢两种元素更多的转化为氮气和氢气，使得HCN产率不如另外两种作催化剂时HCN产率高。
【分析】甲烷和氨气在气体混合器中发生化学反应生成氰化氢和氢气，化学方程式为 ，制备 ： ，应选择A装置，制备NH3： ，因选择D装置，E装置是混合氨气和甲烷，则所选试剂不能将氨气、甲烷溶解，所以试剂X为四氯化碳。
23．【答案】（1）；CH3CH2OH
（2）；-CH2CH2-
（3）CH2=CH2+HClCH3CH2Cl；加成反应；CH3CH3 +Cl2CH3CH2Cl+HCl；取代反应
（4）②加成反应只生成一氯乙烷，无其它副产物生成；⑤为取代反应，会生成其它氯代物，存在副产物，故②更好
（5）3
【知识点】同分异构现象和同分异构体；甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；乙烯的用途；同系物；加成反应；聚合反应；有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】已知A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，故A是乙烯，乙烯含有碳碳双键，能与氢气、HCl、H2O发生加成反应，分别得到乙烷、氯乙烷、乙醇，能发生加聚反应，生成聚乙烯。因此BCDE分别为乙烷、氯乙烷、乙醇、聚乙烯。据此回答以下问题。
（1）乙烯的电子式为 ，乙醇的结构简式 CH3CH2OH ；
（2）聚乙烯的结构简式为 ， 链节为 -CH2CH2- ；
（3）乙烯与氯化氢加成的化学方程式为 CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl ，为加成反应；
乙烷在光照条件下与氯气反应的化学方程式为 CH3CH3 +Cl2CH3CH2Cl+HCl ，为取代反应。
（4） ② 加成反应只生成氯乙烷，无其它副产物生成， ⑤ 除了生成一氯乙烷，还有其他氯代物等副产物生成。
（5）B为氯乙烷，属于烷烃， F是B的一种同系物 ，F也为烷烃，相对分子质量为72，故化学式C5H12，满足该化学式的有正戊烷CH3CH2CH2CH2CH3、异戊烷CH3CH2CH(CH3)2、新戊烷CH3C(CH3)3
【分析】乙烯含有碳碳双键，能与氢气、HCl、H2O发生加成反应，分别得到乙烷、氯乙烷、乙醇，能发生加聚反应，生成聚乙烯。
加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
取代反应：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。
24．【答案】（1）正四面体
（2）bc；B；溶液分为两层，水层产生白色沉淀；溶液先变红后褪色
（3）a→b；CH4—8e—+4O2—=CO2+2H2O；0.025
【知识点】化学电源新型电池；甲烷的化学性质；甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)甲烷分子的空间构型为正四面体，故答案为：正四面体；
(2)①10mL甲烷最多可消耗40mLCl2，由题意可知，甲管中10mL甲烷与乙管中注入的50mL氯气光照条件下反应时，甲烷与过量的氯气发生取代反应时，氯气过量，反应时，气体的颜色会逐渐变浅但不会变为无色，反应生成氯化氢和氯代甲烷，由于二氯甲烷、三氯甲烷和三氯甲烷为液态，气体体积会减小，甲管内壁有油珠产生，活塞向内移动，
故答案为：bc；
②实验结束后，甲管中剩余气体为过量的氯气、反应生成的氯化氢气体和一氯甲烷，三者都能与氢氧化钠溶液反应，所以吸收剩余气体最好的试剂为氢氧化钠溶液，
故答案为：B；
③反应结束后，甲管中的物质为过量的氯气、反应生成的氯化氢气体和氯代甲烷，将甲管中的物质推入盛有适量硝酸银溶液中，氯气和氯化氢与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀，氯代甲烷不溶于水，溶液会分层，水层中有白色沉淀生成，再向其中滴加几滴石蕊试液，酸性溶液会使溶液变为红色，由于次氯酸具有强氧化性，又会使红色溶液漂白褪色，故答案为：溶液分为两层，水层产生白色沉淀；溶液先变红后褪色；
(3)①由图中氧离子的移动方向可知，a极为负极，b极为正极，则外电路电子移动方向为a→b，故答案为：a→b；
②由图中氧离子的移动方向可知，a极为负极，氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，故答案为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；
③若标准状况下该燃料电池消耗空气5.6L，由得失电子数目守可知，理论上消耗甲烷的物质的量为×=0.025mol，故答案为：0.025。
【分析】（1）甲烷为正四面体；
（2） ① 甲烷和氯气的反应为连锁反应，生成的气体为混合物，含有油状物的有机物，由于氯气过量，最终氯气有剩余，气体总量减少；
② 剩余的气体含有氯化氢和氯气，可以用氢氧化钠溶液吸收；
③ 氯气和氯离子可以使硝酸银溶液产生固体氯化银，而一氯甲烷不溶于水，会和水分层；
（3）根据电池判断，甲烷转化为二氧化碳和水，碳元素化合价升高，失去电子，a为负极，则b为氧气发生反应，得到电子，为正极；
① 电子由负极经过导线流向正极；
② 负极为甲烷失去电子结合氧负离子生成二氧化碳和水；
③ 要注意，氧气是反应物，但是空气中只有约20%的氧气参加反应。
25．【答案】（1）；正四面体
（2）A试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁上有油状液产生，液面上有少量白雾出现；B试管中没有明显现象；CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；5mol
【知识点】甲烷的化学性质；甲烷的取代反应；结构式
【解析】【解答】(1)甲烷的结构式为；甲烷的空间构型为正四面体。
(2)①装置A 内CH4与Cl2在漫射日光作用下发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等难溶于水的物质，A试管内气体颜色逐渐变浅，试管壁上有油状液产生，液面上有少量白雾出现；B中试管被黑色纸套包裹，CH4与Cl2不会反应，B试管中没有明显现象；
②甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；
③若将2mol与一定量的反应，得到等物质的量的4种取代物，则CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分别为0.5mol，根据CH3Cl~Cl2、CH2Cl2~2Cl2、CHCl3~3Cl2、CCl4~4Cl2则消耗的物质的量为0.5+0.5×2+0.5×3+0.5×4=5mol。
【分析】（1）甲烷的结构式为，甲烷为正四面体形；
（2）①CH4与Cl2在漫射日光作用下发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl；
②甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和HCl；
③根据CH3Cl~Cl2、CH2Cl2~2Cl2、CHCl3~3Cl2、CCl4~4Cl2计算。
26．【答案】（1）B
（2）CH4+4Cl2CCl4+4HCl
（3）B
（4）CH4+2O2CO2+2H2O
（5）
【知识点】同分异构现象和同分异构体；甲烷的化学性质；甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)A.甲烷的分子式是CH4，甲烷为正四面体结构，5个原子不可能共面，故A不正确；
B.甲烷分子的空间构型属于正四面体结构，四个氢原子位于正四面体的顶点，碳原子位于正四面体中心，故B正确；
C.甲烷中的任意三个原子都在同一个共面上，故C不正确；
故答案为：B；
(2)甲烷中的氢原子可以被氯原子取代，甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物即四氯化碳，化学方程式为CH4+4Cl2CCl4+4HCl；
(3)经过几个小时的反应后，消耗氯气，反应中气体的物质的量减少，所以压强减小，且生成的HCl能够溶解于水，U形管右端的玻璃管中水柱降低；故答案为：B；
(4)甲烷通常用来作燃料，其完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O；
(5)丁烷有两种同分异构体，CH3CH2CH2CH3和。
【分析】(1)A.CH4空间结构为正四面体结构，四个H在四面体的顶点，C在体心
(2)甲烷与氯气反应充分，产生只有一种，则为CCl4；
(3)甲烷和氯气取代反应，压强会减小；
(4)甲烷完全燃烧产物为二氧化碳和水；
(5)丁烷的两种同分异构体：正丁烷和异丁烷。
27．【答案】（1）黄绿色逐渐变浅，且液面上升；白雾；光照；HCl
（2）B；A
（3）溴水褪色；CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br
（4）H2+Cl22HCl、CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；实验装置综合
【解析】【解答】Ⅰ．在试管A中，①在漫射光照射下CH4与Cl2会发生取代反应产生CH3Cl、HCl， 反应产生的CH3Cl会进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应消耗Cl2，使试管中Cl2浓度降低，混合气体颜色变浅，产生的有机物中只有CH3Cl是气体，其余都是难溶于水的液体物质，HCl极容易在水中溶解，因此看到的现象是黄绿色逐渐变浅，且液面上升形成；试管内壁上出现了油状液滴；
在试管B中，由于盛有CH4与Cl2混合气体的试管用黑色纸套包裹，不能见到光，迅速剥开黑纸，观察到试管内气体颜色为黄绿色，说明在没有光照射时，CH4与Cl2不能发生反应；
③通过试管A、B实验现象对比，说明了氯气与甲烷在光照条件下可以发生取代反应；
④甲烷与Cl2发生取代反应，取代反应逐步进行，产生有机化合物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，故得到最多的产物是HCl；
Ⅱ．乙烯、SO2都可以与溴水、酸性KMnO4溶液作用而使溶液褪色，要证明乙烯的产生，可根据SO2是酸性氧化物，用NaOH溶液除去；然后利用SO2的漂白性，用品红溶液进行检验，若品红溶液不褪色，说明SO2已经完全被除去，最后将气体通入溴水中，若溴水褪色，证明气体中含有乙烯，故装置①盛有NaOH溶液，合理选项是B；装置②盛有试剂是品红溶液，合理选项是A；
(2)除杂后的气体通入溴水中，看到溴水褪色，说明其中含有乙烯，发生反应：CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br；
Ⅲ．H2、Cl2在点燃时反应产生HCl，然后使HCl与乙烯在一定条件下发生加成反应产生氯乙烷CH3CH2Cl，反应方程式为：H2+Cl22HCl，CH2=CH2+HClCH3CH2Cl。
【分析】 Ⅰ.①CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应，现象是气体颜色变浅，液面上升形成水柱、内壁上出现了油状液滴，生成CH3Cl、HCl气体及CH2Cl2、CHCl3、CCl4液体；②反应条件为光照；④1mol甲烷与足量Cl2发生取代反应时，得到最多产物是HCl；
II .乙烯中含有少量的SO2等杂质气体，可以通过氢氧化钠溶液，以除去二氧化硫，再通过品红溶液，检验二氧化硫是否除尽，将除去二氧化硫的乙烯通入溴水中，观察溶液颜色的变化，可以探究乙烯与溴的加成反应，乙烯与溴水发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，据此写方程式；
Ⅲ.现有H2、Cl2、乙烷、乙烯这四种原料制取一氯乙烷，可以从产物唯一、原子利用率高、反应条件容易控制等角度分析。
28．【答案】（1）正四面体形；或
（2）A；D
（3）50%；0.005；0.1
【知识点】化学平衡状态的判断；化学平衡的计算；甲烷的化学性质；物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】(1)甲烷的空间结构为正四面体形，1个有10个，标准状况下所含电子的数目为或，故答案为：正四面体形；或；
(2)A．由于和的投料比不等于化学计量数之比，所以当为定值时可以判定平衡，A项正确；
B．题给条件为恒容状态，混合气体的密度始终不变，B项不正确；
C．相同时间内，断裂键的数目与生成键的数目比恒为2∶1，C项不正确；
D．当平衡时气体总物质的量不再改变，平均摩尔质量不再改变，D项正确；
故答案为：AD；
(3)列三段式：
同温同体积时压强比=物质的量之比，平衡时压强是起始压强的1.25倍，即平衡时气体物质的量是起始物质的量的1.25倍，即，解得，的平衡转化率为，，的物质的量浓度为，故答案为：50%；0.005；0.1。
【分析】(1)、甲烷的空间结构为正四面体形，1个有10个，再结合物质的量的相关计算分析；
(2)、可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
(3)、依据化学平衡的计算分析解答。
29．【答案】（1）避光；无明显变化
（2）气体颜色逐渐变浅，试管内壁出现油状液滴，试管内水面上升；CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
（3）甲烷在光照条件下可与氯气发生反应
【知识点】甲烷的化学性质
【解析】【解答】（1）将A试管用铝箔套上，不能进入光，而B试管放在光亮处，可见：A试管上铝箔的作用是避光；A试管用铝箔套上，不能进入光，则不能发生反应，因此A试管无明显现象；
（2）B试管中Cl2、CH4在光照条件下发生取代反应，产生CH3Cl、HCl，取代反应逐步进行，产生CH3Cl会与Cl2进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应消耗Cl2，使气体颜色逐步变浅；产生的四种有机物中只有CH3Cl是气体，其它气体都是无色难溶于水的液体，且HCl在饱和食盐水中会溶解，故同时还存在的现象是：试管内壁出现油状液滴，试管内水面上升；
其中第一步取代反应的化学方程式为：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl；
（3）通过对比A、B试管中的现象，能得出的结论是：在光照条件下甲烷可与氯气发生反应。
【分析】(1) CH4和Cl2需要在光照条件下反应生成一氯甲烷和HCl，以此分析；
(2) CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl ；CH3Cl + Cl2 = CH2Cl2 + HCl ；
CH2Cl2 + Cl2 = CHCl3 + HCl ；CHCl3+ Cl2 = CCl4 + HCl ；条件均为光照.
随着Cl2的减少，气体的颜色变浅，生成的HCl极易溶于水，试管内液面上升，CH2Cl2、CHCl3、CCl4 均是油状液体.
(3) 依据CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl分析.
30．【答案】（1）黄绿色逐渐变浅，且液面上升；白雾；光照；HCl
（2）B；A
（3）溴水褪色；CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br
（4）H2+Cl2 2HCl、CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl
【知识点】有机物的合成；甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；卤代烃简介；物质的分离与提纯
【解析】【解答】Ⅰ．在试管A中，①在漫射光照射下CH4与Cl2会发生取代反应产生CH3Cl、HCl， 反应产生的CH3Cl会进一步发生取代反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，反应消耗Cl2，使试管中Cl2浓度降低，混合气体颜色变浅，产生的有机物中只有CH3Cl是气体，其余都是难溶于水的液体物质，HCl极容易在水中溶解，因此看到的现象是黄绿色逐渐变浅，且液面上升形成；试管内壁上出现了油状液滴；
在试管B中，由于盛有CH4与Cl2混合气体的试管用黑色纸套包裹，不能见到光，迅速剥开黑纸，观察到试管内气体颜色为黄绿色，说明在没有光照射时，CH4与Cl2不能发生反应；
③通过试管A、B实验现象对比，说明了氯气与甲烷在光照条件下可以发生取代反应；
④甲烷与Cl2发生取代反应，取代反应逐步进行，产生有机化合物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，每一步取代反应都会产生HCl，故得到最多的产物是HCl；
Ⅱ．乙烯、SO2都可以与溴水、酸性KMnO4溶液作用而使溶液褪色，要证明乙烯的产生，可根据SO2是酸性氧化物，用NaOH溶液除去；然后利用SO2的漂白性，用品红溶液进行检验，若品红溶液不褪色，说明SO2已经完全被除去，最后将气体通入溴水中，若溴水褪色，证明气体中含有乙烯，故装置①盛有NaOH溶液，合理选项是B；装置②盛有试剂是品红溶液，合理选项是A；
（4）除杂后的气体通入溴水中，看到溴水褪色，说明其中含有乙烯，发生反应：CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br；
Ⅲ．H2、Cl2在点燃时反应产生HCl，然后使HCl与乙烯在一定条件下发生加成反应产生氯乙烷CH3CH2Cl，反应方程式为：H2+Cl2 2HCl，CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl。
【分析】（1）氯气和甲烷发生取代反应，颜色变浅，液面上升，甲烷和氯气得到的产物最多的是氯化氢气体
（2）除去乙烯中的二氧化硫气体，可以通过氢氧化钠溶液除去二氧化硫，再通入品红溶液中检测是否除去完全
（3）乙烯与溴水发生反应，颜色褪去，乙烯和溴发生加成反应
（4）乙烯和氯化氢进行加成制取的一氯乙烷最纯净
31．【答案】（1）③；⑤；④；①；①②③
（2）D
【知识点】同分异构现象和同分异构体；甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；乙醇的化学性质；乙酸的化学性质；乙酸乙酯的制取；葡萄糖的银镜反应
【解析】【解答】 (1)葡萄糖是多羟基醛，含有醛基，能够发生银镜反应，故能发生银镜反应的物质序号是③；
乙酸乙酯分子中含有酯基，在酸作催化剂的条件下加热，能够发生水解反应产生乙酸和乙醇，故能发生水解反应的物质序号是⑤；
乙酸分子中含有羧基，是一元羧酸，具有酸性，在一定条件下能够与含有羟基的醇或酚类物质发生酯化反应，故具有酸性且能发生酯化反应的物质序号是④；
乙烯分子结构简式是CH2=CH2，分子中含有不饱和的碳碳双键，既能与H2、Br2等在一定条件下发生加成反应，又能发生加聚反应，故既能发生加成反应，又能发生加聚反应的物质序号是①；
①乙烯、②乙醇、③葡萄糖具有还原性，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液的紫色褪色，故能使酸性高锰酸钾褪色的物质序号是①②③；
(2)A.同分异构体是分子式相同结构不同的化合物，但含元素种类相同而结构不同的化合物不能互为同分异构体，A不符合题意；
B.某有机物完全燃烧后生成二氧化碳和水，说明该有机物中一定含有碳、氢两种元素，但不一定含有氧元素，B不符合题意；
C.甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯甲烷和氯化氢，C不符合题意；
D.乙烯与氯气发生加成反应的产物是CH2Cl-CH2Cl，D符合题意；
故选D。
【分析】(1)根据各物质的官能团的性质分析，乙烯中有碳碳双键，乙醇中有羟基，葡萄糖中有羟基和醛基，乙酸中有羧基，乙酸乙酯中有酯基；
(2)A．同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物；
B．某有机物完全燃烧后生成CO2和水，说明该有机物中一定含有C、H两种元素；
C．甲烷与氯气的混合气体在光照条件下生成四种氯代物和HCl；
D．乙烯与Cl2加成生成1，2-二氯乙烷。
32．【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】无机物的推断；甲烷的化学性质
【解析】【解答】（1）氧化铝的物质的量为 =0.01mol，由铝原子个数守恒可知化合物A中含有0.02mol铝元素，碳酸钙的物质的量为 =0.06mol，由碳原子个数守恒可知化合物A中含有0.06mol碳元素，由化合物A的质量为1.44g可知，氢元素的物质的量为 =0.18mol，则化合物A中铝、碳、氢的原子个数比为0.02mol：0.06mol：0.18mol=1：3：9，化学式为 ，故答案为： ；
（2）由实验流程可知， 与水反应生成氢氧化铝和甲烷，则 与足量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和甲烷，反应的化学方程式为 ，故答案为： ；
（3）光照条件下，甲烷与氯气发生取代反应生成四氯化碳和氯化氢，反应的化学方程式为 ，故答案为： 。
【分析】分析流程可知C为CO2，由固体E既能溶于 溶液又能溶于盐酸可知E中含有铝，再依据原子守恒计算分析解答。
33．【答案】（1）CH4
（2）C2H6
（3）C2H4；CH4
（4）CH4和C2H4
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；苯的结构与性质
【解析】【解答】（1）等质量的烃(CxHy)完全燃烧时， 的值越大，耗氧量越大。CH4、C2H4、C2H6的 的值一次为4、2、3，故等质量的CH4、C2H4、C2H6完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4，故答案为：CH4；（2）等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时， 的值越大，耗氧量越大。三种物质的 的值依次为2、3、3.5，故常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧室消耗O2的量最多的是C2H6。故答案为：C2H6；（3）质量相同时，烃(CxHy)的 值越大，生成二氧化碳的量越多； 的值越大，生成水的量越多。故生成二氧化碳的量最多的是C2H4；生成水的量最多的是CH4。故答案为：C2H4；CH4；（4）由题意可知，在120℃、1.01×105Pa下，
由于 ，则 ，的y=4，即该条件下，当烃分子中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变。故符合要求的两种烃为CH4、C2H4。
故答案为：CH4和C2H4。
【分析】（1）写出方程式根据等质量的物质进行计算
（2）写出方程式，根据等物质的量的物质进行计算
（3）根据碳元素和氢元素守恒，根据化学式进行计算
（4）写出方程式，根据给出的条件进行计算气体的种类即可
34．【答案】（1）A
（2）BC
（3）D
【知识点】甲烷的化学性质；乙烯的化学性质；乙醇的化学性质；球棍模型与比例模型
【解析】【解答】(1)可燃冰的主要成分是甲烷，因此答案是A；
(2)乙烯和苯是平面型分子,因此答案是BC；
(3)乙醇能与钠反应产生乙醇钠和氢气，因此答案是D；
【分析】（1）甲烷中的碳原子是sp3杂化，甲烷是正四面体结构
（2）乙烯和苯中的碳原子是sp2杂化，故为共面
（3）能和钠反应的基团是羟基和羧基，乙醇含有羟基与钠可以反应
35．【答案】（1）②③
（2）取代反应
（3）B
（4）液体分为两层，产生白色沉淀
【知识点】甲烷的化学性质；甲烷的取代反应
【解析】【解答】(1)①因为Cl2过量，所以气体最终变为黄绿色，①不正确；②实验过程中，甲中气体体积减小，活塞向内移动，②正确；③甲中生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色油状液体，所以内壁有油珠，③正确；④甲中不可能产生火花，④不正确；
其中正确的是②③。答案为：②③；(2)甲管中发生的四个反应，都为取代反应，所以反应类型为取代反应。答案为：取代反应；(3)A．常温常压下，1体积水能溶解2体积的Cl2，且吸收比较慢，不适宜于吸收Cl2，A不合题意；
B．氢氧化钠溶液与Cl2反应，吸收效果好，B正确；
C．硝酸银溶液能与Cl2、H2O反应的产物HCl反应，从而促进Cl2在水中的溶解，但Cl2的溶解速率仍然比较慢，C不合题意；
D．Cl2难溶于饱和食盐水，不能吸收Cl2，D不合题意；
故答案为：B。答案为：B；(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中，油状液体不溶，HCl及Cl2会与AgNO3溶液反应，所以会观察到液体分为两层，产生白色沉淀。答案为：液体分为两层，产生白色沉淀。
【分析】CH4中通入Cl2，在光照条件下发生以下四个反应：CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl、CH2Cl2＋Cl2 CHCl3＋HCl、CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl，其中只有Cl2呈黄绿色，其它物质都为无色，HCl、CH3Cl为无色气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为无色油状液体，且反应后Cl2有剩余。
