高一化学烷烃试题

高一化学烷烃试题
1.下列关于甲烷分子结构的叙述中，正确的是( )。

A．甲烷分子中C、H原子间是离子键 B．甲烷分子的空间结构是正方体
C．甲烷的结构式为CH
4
D．甲烷分子中4个碳氢键完全相同
【答案】D
【解析】A．甲烷分子中C、H原子间是共价键，错误；B．甲烷分子的空间结构是正四面体结构，
错误；C．甲烷的分子式为CH
4
，错误；D．甲烷分子中4个碳氢键完全相同，正确。

【考点】考查甲烷分子结构的知识。

2.下列关于甲烷分子结构的叙述中，正确的是
A．甲烷分子中C、H原子间为离子键
B．甲烷分子的空间结构是正方体
C．甲烷的结构式为CH
4
D．甲烷分子中4个碳氢键完全相同
【答案】D
【解析】A、非金属元素之间形成共价键，甲烷分子中C、H原子间是共价键，故A错误；B、甲
烷分子中，碳原子采取sp3杂化，甲烷分子是空间正四面体结构，故B错误；C、甲烷的结构式为，故C错误；D、甲烷分子中，碳原子采取sp3杂化，4个碳氢键完全相同，D正确，故选：D。

【考点】考查甲烷的结构，涉及化学键、空间结构、化学用语等
3.在烷烃的同系物中,所含碳元素的质量分数最大应接近于()。

A．75%B．80%C．85.7%D．92.3%
【答案】C
【解析】烷烃通式为:C
n H
2n+2
:y=
y是关于n的增函数,当n趋向于无限大时y的值接近,选C。

4.写出相应烷烃的分子式:
(1)同温同压下蒸气的密度是H
2
36倍的烷烃。

(2)分子中含有200个氢原子的烷烃。

(3)1 L烷烃的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下的水蒸气15 L。

(4)分子中含有22个共价键的烷烃。

【答案】(1)C
5H
12
(2)C
99H
200
(3)C
14H
30
(4)C
7H
16
【解析】(1)同温同压下气体密度与摩尔质量成正比,则该烃是相对分子质量为72的烷烃,即为
C
5H
12。

(2)C
n
H
2n+2
中2n+2=200,n=99。

(3)1个该烷烃分子中含30个H,即C
14
H
30。

(4)烷烃分子中
含有共价键数为:(碳原子数-1)+氢原子数,所以含有22个共价键的烷烃的分子式为C
7H
16。

5.在下列5种物质沸点的排列顺序中，正确的是()。

①正丁烷②2-甲基丙烷(CH
3CH(CH
3
)CH
3
)③戊烷④2-甲基丁烷⑤2，2-二甲基丙烷
(C(CH
3) 4 )
A．①＞②＞③＞④＞⑤B．⑤＞④＞③＞②＞①
C．③＞④＞⑤＞①＞②D．②＞①＞⑤＞④＞③
【答案】C
【解析】根据烃类的熔沸点大小判断规律：在有机物同系物中，随着碳原子数的增加，相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高；分子式相同的烃，支链越多，熔沸点越低。

分析各选项，①②均只有4个C原子，③④⑤均只有5个碳原子，故①②的沸点小于③④⑤的沸点；②有1个支链，而①无，故①>②；③无支链，④只有1个支链，⑤有2个支链，故
③>④>⑤；综上所述：③>④>⑤>①>②。

6.CH
4和H
2
混合气体10mL，完全燃烧后生成6mL CO
2
气体（气体的体积为相同状况下测定），
则混合气体中CH
4和H
2
的体积比为（）
A．2∶3B．3∶2C．2∶1D．1∶2【答案】B
【解析】CH
4＋2O
2
CO
2
＋2H
2
O
1 1
V（CH
4
） 6mL
V（CH
4
）＝＝6mL
V（H
2
）＝10mL－6mL＝4mL
故V（CH
4）∶V（H
2
）＝6∶4＝3∶2。

7.取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气（如下图），
下列说法正确的是
A．此反应属于加成反应
B．此反应无光照也可发生
C．试管内壁出现油状液滴
D．此反应得到的产物是纯净物
【答案】C
【解析】A、甲烷和氯气的反应是取代反应，错误；B、甲烷和氯气发生取代反应，需要光照条件，错误；C、甲烷和氯气生成由卤代烃，卤代烃不溶于水，因此试管内壁出现油状液滴，正确；D、甲烷和氯气反应，可以生成4种卤代烃和氯化氢，属于混合物，错误。

【考点】本题考查甲烷和氯气反应。

8.甲烷是以碳原子为中心的正四面体结构而不是正方形的平面结构，其理由是
A．常温常压下甲烷是气体B．二氯甲烷只有一种结构
C．四氯甲烷只有一种结构D．三氯甲烷只有一种结构
【答案】B
【解析】如果甲烷是平面正方形结构，则二氯甲烷就有2种结构，但事实上二氯甲烷只有一种结构，因此可以推断甲烷不是平面正方形结构，而是正四面体型结构，答案选B。

【考点】考查甲烷结构的判断
点评：该题是中等难度的试题，主要是考查学生对甲烷结构的熟悉了解程度，有利于培养学生的
逻辑思维能力和逆向思维能力。

借助于数学上的反证法也是一种常用解题方法，注意相关知识的
积累和总结。

9.既可以用来鉴别乙烷与乙烯，又可以用来除去乙烷中乙烯方法是
A．通过足量的NaOH溶液
B．通过足量的酸性KMnO
溶液
4
C．在Ni催化、加热条件下通入H
2
D．通过足量的溴水
【答案】D
【解析】乙烷和乙烯与氢氧化钠溶液均不反应，所以不能用氢氧化钠溶液来鉴别乙烷和乙烯，也
，所以酸性高锰
不能用来除去乙烷中乙烯，A不正确。

酸性高锰酸钾溶液能把乙烯氧化生成CO
2
酸钾溶液能鉴别乙烷和乙烯，但不能用来除去乙烷中乙烯，B不正确；乙烯能和氢气发生加成反
应生成乙烷，但无明显的实验现象，且不易控制氢气的用量，所以不能用氢气来鉴别乙烷和乙烯，也不能用来除去乙烷中乙烯，C不正确。

乙烯和溴水发生加成反应，乙烷和溴水不反应，所以溴
水可以用来鉴别乙烷与乙烯，又可以用来除去乙烷中乙烯，D正确，答案选D。

【考点】考查乙烯和乙烷的鉴别、物质的分离与提纯
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，明确乙烷和乙烯的性质差异是答题的关键，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，有助于提高学生的应试能力。

10.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为 1.16 g·L-1，则关于该混合物组成的说法正
确的是( )
A．一定有甲烷B．一定有乙烷
C．可能是甲烷和己烷的混合物D．可能是乙烷和丙烷的混合物
【答案】A
【解析】有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为 1.16 g·L-1，则这两种气态烷烃的平均分子量为1.16×22.4=25.984，在烃中，只有甲烷的相对分子质量为16并且小于25.984，故一定
有甲烷，故A正确，为本题的答案，不一定含有乙烷，故B错误；不可能是甲烷和己烷的混合物，因为己烷为液体物质，故C错误；不可能是乙烷和丙烷的混合物，故D错误。

【考点】有机物
点评：本题考查了有机物的相关知识点，该题有一定的技巧性，有一定的难度。

11.下列关于甲烷与氯气发生取代反应所得生成物的说法正确的是（）
A．都是有机物B．都不溶于水
C．有一种气态物质，其余都是液体D．有一种是无机物其余都是有机物
【答案】D
【解析】甲烷与氯气发生取代反应所得生成物为氯化氢，一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯
甲烷，而氯化氢是无机物，故A错误，氯化氢可以溶于水，故B错误；氯化氢，一氯甲烷都是气
态物质，故C错误；氯化氢是无机物，而其他都是有机物，故D正确。

【考点】甲烷与氯气的反应
点评：本题考查了甲烷与氯气的反应，该考点是高考的常考考点，本题属于对基础知识的考查，
比较容易。

12.下列有关甲烷性质的叙述，正确的是
A．甲烷是一种无色，有臭味的气体
B．甲烷易溶于水
C．甲烷与氯气发生的化学反应类型属于取代反应
D．甲烷是一种混合物
【答案】C
【解析】甲烷是一种无色，无味的气体，A不正确；甲烷难溶于水，B不正确；甲烷能和氯气发生取代反应，C正确；甲烷是纯净物，D不正确，答案选C。

【考点】考查甲烷性质的正误判断
点评：该题是基础性试题的考查，侧重对学生教材基础知识的检验，难度不大。

该题属于识记性知识，熟练记住即可。

13.有下列物质：①氯气②硝酸③溴水④烧碱⑤氧气⑥酸性高锰酸钾，其中一定条件下可与甲烷发生化学反应的是
A．①②③B．④⑤⑥C．①⑤D．②③④⑥
【答案】C
【解析】氯气在光照的条件下与甲烷发生了取代反应；硝酸不与甲烷反应；溴水不与甲烷反应，烧碱不与甲烷反应，甲烷可以在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，酸性高锰酸钾不可以与甲烷发生反应，故本题的答案选择C。

【考点】有机反应
点评：本题考查了有机反应，属于对化学基础知识的考查，本题有利于考查学生对基础知识的掌握情况，该题比较容易。

14. 1mol丙烯C
3H
6
与氯气完全加成后再与氯气取代，整个过程最多需氯气
A．5mol B．6mol C．4mol D．7mol 【答案】D
【解析】1mol乙烯与氯气发生完全加成反应生成1molCH
3CHClCH
2
Cl，该有机物中含有6mol氢
原子，所以该有机物与足量氯气在光照的条件下发生取代反应，要消耗6mol氯气，即两个过程
中消耗的氯气的总的物质的量是7mol ，所以答案为D。

【考点】加成反应、取代反应
点评：本题考查了加成反应、取代反应的基础计算，解答本题的关键是要了解加成反应、取代反
应的特点。

15.下列叙述错误的是
A．通常情况下，烷烃跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应
B．互为同系物的烷烃分子,它们的相对分子质量相差的一定是14的倍数
C．甲烷跟氯气的反应属于取代反应
D．烷烃在空气中燃烧只能生成CO
2
和水
【答案】D
【解析】A正确，烷烃的性质是和甲烷是类似，比较稳定的；结构相似，分子组成相差若干个
CH
2
原子团的同一类有机物的，互称为同系物，则选项B是正确的；甲烷的主要反应是取代反应，C正确；烷烃如果是不完全燃烧，则可以生成CO，所以选项D是错误的，答案选D。

【考点】考查烷烃的结构、性质以及同系物的判断
点评：该题是基础性试题的考查，也是高考中的常见考点和题型，难度不大。

该题基础性强，侧
重对学生基础知识的巩固和训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。

该题的
关键是熟练记住甲烷的结构和性质，然后结合题意类推即可。

16.下列关于甲烷的说法不正确的是（）
A．甲烷是天然气、沼气和煤矿坑道气的主要成分
B．甲烷的分子式是CH
4
C．甲烷分子具有平面结构
D．甲烷与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱不反应
【答案】C
【解析】考查甲烷的结构及性质。

甲烷是正四面体型结构，而不是平面正方形，选项C不正确，其余都是正确的，答案选C。

17.若甲烷与氯气以物质的量之比1:3混合，在光照下得到的产物：⑴CH
3Cl，⑵CH
2
Cl
2
，
⑶CHCl
3，⑷CCl
4
，(5)HCl其中正确的是
A．只有⑴(5)B．只有⑶(5)
C．⑴⑵⑶(5)的混合物D．⑴⑵⑶⑷(5)的混合物
【答案】D
【解析】甲烷分子中的氢原子都有可能被取代，所以五种产物都有，答案选D。

18.2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型燃料——丙烷(C
3H
8
)，悉尼奥运会火炬所用燃料
为65%丁烷(C
4H
10
)和35%丙烷，下列有关说法正确的是（）
A．丙烷分子中三个碳原子在一条直线上B．符合通式C n H
2n+2
的均属于烷烃
C．丙烷的二氯代物有5种D．丁烷能与氯气在光照时发生加成反应
【答案】B
【解析】丙烷中3个碳原子不再同一条直线上，A不正确。

丙烷的二氯取代物有3种同分异构体，C不正确。

丁烷是烷烃不能发生加成反应，所以答案选B。

19.甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，从该实验事实可以得出的结论是( )
A．甲烷的分子式为CH
4
B．甲烷气体中含碳元素和氢元素
C．甲烷气体中只含碳元素和氢元素D．甲烷的化学性质比较稳定
【答案】B
【解析】根据燃烧产物只能得出有机物中一定含有碳、氢两种元素。

由于不能确定有关物质的质量，所以无法确定是否含有氧元素，所以正确的答案是B。

20.（8分）如下图所示，U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混和
气体，假定氯气在水中溶解度可以忽略。

将封闭有甲烷和氯气的混和气体的装置放置在有光亮的
地方，让混和气体缓慢的反应一段时间。

（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，写出化学方程式：
（2）经过几个小时的反应后，U型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
（3）U型管左端的气柱变化是。

A．体积增大 B．体积减小 C．消失 D．不变
（4）试解释U型管右端的玻璃管中水柱变化的原因。

【答案】（1）；
（2）B；（3）B、C
（4）由上述化学方程式可知，此反应中气体的物质的量减少，且生成的HCl能够溶解于水，所
以左侧压强减小至零，故右侧玻璃管中的水柱降低，左侧气柱消失。

（各2分）
【解析】（1）甲烷和氯气可以发生取代反应，如果只产生一种有机物，则必然是四氯化碳，所
以方程式为。

（2）当反应结束后，左侧气体的气体被消耗，生成物氯化氢又极易溶于水，导致左侧压强减小，所以左侧气柱消失，右端下降。

即选项B正确。

（3）、（4）解析见（2）
21.在光照下，将等物质的量的CH
4和Cl
2
充分反应，得到产物的物质的量最多的是()
A．CH
3Cl B．CH
2
Cl C．CCl
4
D．HCl
【答案】D
【解析】考查取代反应的特点。

根据甲烷和氯气取代反应的特点可知，生成物中最多的是氯化氢，所以正确的答案是D。

22.下列可证明甲烷分子是正四面体结构的是
A．一氯甲烷没有同分异构体
B．二氯甲烷没有同分异构体
C．三氯甲烷没有同分异构体
D．甲烷分子的四个键完全相同
【答案】B
【解析】考查甲烷分子的结构特点。

可以用反证法，如果甲烷不是正四面体结构，而是平面正方
形结构，则其二氯代物就存在两种同分异构体即氯原子可以处在正方形的邻位，也可以是正方形
对角线上，所以选项B是正确的，答案选B。

23.（10分）某烷烃的相对分子质量为128，其分子式为。

请根据下面给出的有关信息分析该烷烃的分子结构：
（1）从烷烃的结构看，该烷烃不能由任何一种烯烃与H
2
加成反应而得到，则该烷烃的结
构简式为。

（2）若该烷烃可以由一种烯烃与H
2
加成而得到，则符合这一要求的烷烃可以有三种不同的结构，它们的结构简式分别、、。

【答案】C9H20
A: (CH3)3C-CH2-C(CH3)3
B1: (CH3)3C-C(CH3)2-CH2-CH3 B2: (CH3)2CH-C(CH3)2-CH(CH3)2 B3: C(CH2CH3)4
【解析】考查有机物分子式的判断。

根据烷烃的通式C
n H
2n
＋2可知，14n＋2＝128，解得n＝9，
所以分子式为C9H20。

（1）烯烃加氢得到烷烃，那么反过来，烷烃分子中相邻碳原子水个去掉1个氢原子，则在这2
个碳原子中间就可以形成碳碳双键，生成烯烃。

烷烃不能由任何一种烯烃与H
2
加成反应而得到，说明该烷烃分子中任何2个相邻的碳原子上，都至少有1个碳原子没有氢原子，所以气结构简式
为(CH3)3C-CH2-C(CH3)3。

（2）若该烷烃可以由一种烯烃与H
2
加成而得到，说明烷烃分子中只有2个相邻碳原子上含有氢
原子，所以可能的结构是(CH3)3C-C(CH3)2-CH2-CH3、(CH3)2CH-C(CH3)2-CH(CH3)2、
C(CH2CH3)4。

24.下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是
A．氯气与氢气的反应B．氯气与甲烷的反应
C．氧气与甲烷的反应D．次氯酸的分解
【答案】C
【解析】氢气和氯气在光照条件下可发生爆炸。

氯气和甲烷可发生取代反应。

次氯酸见光易分解，氧气和甲烷只有在点燃的条件下才能燃烧，光照不反应，答案选C。

25.将1体积CH
4和4体积Cl
2
组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在水槽里，放在光亮
处。

片刻后发现试管中气体颜色，试管中液面上升，试管壁上出现了，在该反应的所有产物中（HCl除外），常温下（填化学式）是气体，空间构型与甲烷完全相同的
是（填化学式）。

试写出甲烷与氯气反应生成一氯代物的化学反应方程
式。

【答案】变浅油状液滴 CH
3Cl CCl
4
【解析】略
26.某烷烃29g完全燃烧后，生成CO
2
44.8L(标准状况下)。

又知14.5g该烃所占体积为5.6L (标准状况下)。

它的一氯代物可能有
A．2种B．3种C．4种D．只有一种
【答案】C
【解析】14.5g该烃所占体积为5.6L (标准状况下)，则29g在标准状况下体积为11.2L，即可知该烷烃的摩尔质量，即相对分子质量为58，29g的物质的量为
0.5mol，完全燃烧生成CO
2
44.8L(标准状况下)即二氧化碳的物质的量为2mol，由此知该烷烃为C4H10即丁烷，丁烷有正丁烷和异丁烷之分，正丁烷一氯代物有2种，异丁烷一氯物有2种，共有4种，正确选项为C。

27.下列气体的主要成分不是甲烷的是（）。

A．沼气B．天然气C．煤气D．坑道气
【答案】C
【解析】略
28.若甲烷与氯气以物质的量之比1︰3混合，在光照下得到的产物：①CH
3Cl；②CH
2
Cl
2
；
③CHCl
3；④CCl
4
，其中正确的是
A．①②③④的混合物B．①②③的混合物C．只有①D．只有②
【答案】A
【解析】略
29.（8分）下图是研究甲烷取代反应实验装置图，具体的实验方法是:
取一个100 mL的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集20 mL CH
4和80 mL Cl
2
，进行实验。

(1)若研究甲烷与氯气的取代反应，还需要的条件是________________________________。

(2)若将如图所示装置放在光亮的地方，等待片刻，观察到的现象是__________________。

(3)若将如图所示装置放在强光下照射会有_________________(填可能发生的不良后果)。

(4)写出甲烷和氯气的第一步反应方程式。

A和B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol/L。

反应进行2min后A 的浓度为0.8mol/L，B的浓度为0.6mol/L。

求2min内A B 反应的平均速率。

【答案】
【解析】略
30.（8分）（1）相对分子质量为72的烷烃的分子式是______________，1mol该烷烃与氯气发生取代反应，当烷烃中的氢全部被取代后，消耗氯气的物质的量是______mol。

（2）标准状况下11.2L乙烯和乙烷的混合气体通入足量的溴的四氯化碳溶液中，充分反应后，溴的四氯化碳溶液的质量增加了5.6g。

求原混合气体中乙烯与乙烷的物质的量之比和质量比。

【答案】（1）____C5H12___， ___12___mol。

（4分，每空2分）
（2）n(C2H4): n(C2H6)="2:3" （2分） m (C2H4): m(C2H6)=28:45（2分）
【解析】略
31.一种甲烷水合物晶体中，平均每46个分子构成8个水分子笼，每个水分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子，若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，这种可燃冰的平均分子组成是
A．CH
4·5H
2
O B．CH
4
·6H
2
O C．CH
4
·7H
2
O D．CH
4
·8H
2
O
【答案】D 【解析】略
32.氯气（Cl
2）和氧气（O
2
）都是活泼的非金属单质，在一定条件下它们都能跟甲烷（CH
4
）反
应。

已知O
2和CH
4
充分反应后的生成物是CO
2
和H
2
O，由此推断Cl
2
和CH
4
充分反应后的生成
物是
A．CCl
4和HCl B．CCl
4
和H
2
C．CH
2
C1
2
和H
2
D．C和HCl
【答案】A 【解析】略
33.若甲烷与氯气以物质的量之比1:3混合，在光照下得到的产物：⑴CH
3Cl，⑵CH
2
Cl
2
，
⑶CHCl
3，⑷CCl
4
，其中正确的是
A．只有⑴B．只有⑶
C．⑴⑵⑶的混合物D．⑴⑵⑶⑷的混合物
【答案】D
【解析】略
34.某温下，一定量CH
4燃烧后得到的产物CO、CO
2
、H
2
O(g)，此混合气质量为49.6 g，当其缓
缓通过足量浓H
2SO
4
时气体质量减少25.2 g，则此甲烷完全燃烧还需要O
2
体积（SPT）为( )
A．8.96 L B．6.72 L C．4.48 L D．2.24 L
【答案】C
【解析】略
35.含有2～5个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表：
根据表中数据，下列判断错误的是（）
A．正庚烷在常温常压下肯定不是气体
B．烷烃的燃烧热和其所含碳原子数成线性关系
C．随着烷烃中碳原子数增加，烷烃的沸点逐渐升高
D．随着烷烃中氢元素的质量分数增大，烷烃的燃烧热逐渐增大
【答案】D
【解析】略
36.（本题8分）标准状况下6.72L烃在足量的氧气中完全燃烧。

若将产物通入足量澄清石灰水中，得到白色沉淀质量为60.0g；若用足量的碱石灰吸收燃烧产物，碱石灰增重42.6g。

（1）计算燃烧产物中水的质量。

（2）通过计算推断烃的分子式。

（3）写出一种和该烃具有相同碳原子和氢原子数的烃的含氧衍生物的结构简式。

【答案】（6分）(1) （1）16.2g （2分）（2）C
2H
6
（3分）（3）CH
3
CH
2
OH（3分）
【解析】略
37.（8分）分子式为C
7H
16
的烷烃，其主链为5个碳原子的烷烃的同分异构体有种，分别写出
它们的结构简式并用系统命名法命名之。

【答案】5种，（略）
【解析】略
38.分子中有3个－CH
3的C
7
H
16
，其可能的结构有（）
A．3种B．4种C．5种D．6种
【答案】A
【解析】略
39.（实验班做）已知碳化铝（Al
4C
3
）与水反应生成氢氧化铝和甲烷。

为了探究甲烷性质，某同
学设计如下两组实验方案；甲方案探究甲烷与氧化剂反应（如图1所示）；乙方案探究甲烷与氯气反应的条件（如图2所示）。

甲实验现象：溴水无颜色变化，澄清石灰水变浑浊，无水硫酸铜变蓝色。

乙实验操作过程：通过排饱和食盐水的方法收集两瓶甲烷与氯气（体积比为1∶4）混合气体（I、II），II瓶用预先准备
好的黑色纸套套上，I瓶放在光亮处（不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸）。

按图2安装
好装置，并加紧弹簧夹a和b。

（1）写出碳化铝与硫酸反应的化学方程式。

（2）实验甲中浓硫酸的作用是，集气瓶中收集到的气体能否直接排入空气
中？（填“能”或“否”）。

（3）下列对实验甲有关现象与结论的叙述都正确的是（）
A．酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下，甲烷不能与强氧化剂反应
B．硬质试管里黑色粉末无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应
C．硬质试管里黑色粉末变红色，推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
D．甲烷不能与溴水反应，推知甲烷不能与卤素单质反应
（4）写出硬质试管里可能发生的化学方程式，（按甲烷与氧化铜物质的量之比4：7）（5）过一段时间，打开图2的a、b弹簧夹，I、II中观察到现象是。

【答案】19、Al
4C
3
+ 6H
2
SO
4
= 2Al
2
(SO
4
)
3
+ 3CH
4
↑ （2）干燥甲烷否（3） A
（4） 4CH
4 + 7CuO △7Cu +CO↑ +CO
2
↑+4H
2
O （5）在Ⅰ瓶中，颜色逐渐变浅且有油状液体
产生，出现白雾且可以看见水倒吸入Ⅰ瓶中。

【解析】（1）已知碳化铝（Al
4C
3
）与水反应生成氢氧化铝和甲烷，所以碳化铝与硫酸反应的化
学方程式为：Al
4C
3
+ 6H
2
SO
4
= 2Al
2
(SO
4
)
3
+ 3CH
4
↑（2）甲方案探究甲烷与氧化剂反应，所以实
验甲中浓硫酸的作用是干燥甲烷，甲烷是污染空气的气体，不能直接排放到大气中。

（3）甲烷性质稳定，常温下，不能和酸性高锰酸钾溶液、硝酸、氢氧化钠等反应，酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下，甲烷不能与强氧化剂反应，A正确；硬质试管里黑色粉末逐渐变红，B 错误；硬质试管里黑色粉末变红色，推断氧化铜与甲烷反应生成铜，是否有CO或CO2生成，需进一步检验，C错误；甲烷不能与溴水反应，不说明甲烷不能与卤素单质反应，D错误。

（4）根据澄清石灰水变浑浊，无水硫酸铜变蓝色，说明甲烷与氧化铜反应生成铜、二氧化碳和水，因为甲烷与氧化铜物质的量之比4：7，再根据质量守恒定律可知有CO生成，所以硬质试管里可能发
生的化学方程式为：4CH
4+7CuO△7Cu+CO↑+CO
2
↑+4H
2
O（5）因为甲烷与氯气在光照的条件
下能发生取代反应，I、II中观察到现象是：在Ⅰ瓶中，颜色逐渐变浅且有油状液体产生，出现白雾且可以看见水倒吸入Ⅰ瓶中。

【考点】考查铝的化合物的性质，甲烷的实验室制法、性质等知识。

40.当甲烷的四个氢被甲基替换后，得到新戊烷，新戊烷的所有氢原子再被甲基替换得到新的烷烃，……
（1）试写出甲烷按上述方法连续进行三次甲基替换操作后所得烷烃的分子式
（2）若按上述方法连续进行n次替换操作，则所得烷烃的分子式为，该烷烃的一氯代物有种。

（3）那么问题来了，乙烷的氢原子连续被甲基替换n次后，则所得烷烃的分子式为，该烷烃的一氯代物有种。

【答案】（1）C
53H
108
（2）C
(2×3
n-1)H
4×3
n 1 （3）C
(3×3
n-1)H
6×3
n 1
【解析】试题解析：(1) 甲烷的四个氢被甲基替换后得到新戊烷(C
5H
12
), 戊烷(C
5
H
12
)中12个氢原
子被甲基取代后为C
5(CH
3
)
12
，分子式为C
17
H
36
，C
17
H
36
中的氢原子再被甲基取代后为C
17
(CH
3
)
36
，
分子是为C
53H
108
；（2）根据第一次甲基替换操作后多了4个碳原子、第二次甲基替换操作后多
了12个碳原子、第三次甲基替换操作后多了36个碳原子，碳原子数增加成等比数列，公比为3，第n次甲基替换操作后多了4×3n-1个碳原子，则总碳原子数为n次加和再加1，为2×3n-1，根据
烷烃的通式得分子式为C
(2×3n-1)H
4×3
n，该烷烃所有的氢原子是相同的，其一氯代物只有一种；（3）
根据第一次甲基替换操作后多了6个碳原子、第二次甲基替换操作后多了18个碳原子、第三次甲基替换操作后多了54个碳原子，碳原子数增加成等比数列，公比为3，第n次甲基替换操作后多了6×3n-1个碳原子，则总碳原子数为n次加和再加2，为3×3n-1，根据烷烃的通式得分子式为
C
(3×3n-1)H
6×3
n，该烷烃所有的氢原子是相同的，其一氯代物只有一种.
【考点】烷烃的通式。