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一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.CH4分子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,理由是( )
A.CH3Cl不存在同分异构现象
B.CH2Cl2不存在同分异构现象
C.CHCl3不存在同分异构现象
D.CH4是气体分子
解析:CH4分子中有四个等同的CH键,可能有两种对称的结构——正四面体结构和平面正方形结构。甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构,一氯代物均不存在同分异构体。而平面正方形中,四个氢原子的位置虽然也相同,但是相互间存在相邻和相间的关系,
其二氯代物有两种异构体: 和 。若是正四面体,则只
有一种,因为正四面体的两个顶点总是相邻关系。由此,由CH2Cl2只代表一种物质,可以判断甲烷分子是空间正四面体结构,而不是平面正方形结构。
答案:B
2.[双选题]下列说法正确的是( )
A.H 162O与D 182O属同系物[:]
B.CH3CH2CH3与CH3CH2CH2CH(CH3)2互为同系物
C.丙烷是CH4的同系物,能使溴水因反应褪色
D.在光照条件下,丁烷能与氯气发生取代反应
解析:从化学组成上分析,水是由氢、氧两种元素组成的,二者属同一种物质。CH3CH2CH3与CH3CH2CH(CH3)2都属于烷烃,分子组成上相差2个CH2,二者互为同系物。同系物化学性质相似,故丙烷不能使溴水因反应而褪色,丁烷能与Cl2发生取代反应。
答案:BD
3.下列关于同系物的说法中,错误的是( )
A.同系物具有相同的分子式
B.同系物符合同一通式
C.相邻的同系物彼此在组成上相差一个CH2原子团
D.同系物的化学性质基本相似
解析:结构相似(则化学性质相似),组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物互称同系物,同系物具有同一通式,故A错误,B、C、D正确。
答案:A
4.光照对下列反应几乎无影响的是( )[:]
A.氢气与氯气 B.甲烷与氯气
C.甲烷与氧气 D.次氯酸分解
解析:CH4与O2反应需点燃;H2与Cl2反应可光照,也可点燃;CH4与Cl2光照发生取代反应;2HClO=====光照 2HCl+O2↑。
答案:C
5.1 mol CH4与Cl2发生取代反应,待反应完成后测得四种取代产物的物质的量相等,则消耗的Cl2为( )
A.0.5 mol B.2 mol
C.2.5 mol D. 4 mol
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于CH4,由碳原子守恒可知,其生成的氯代物共有1 mol,每一种氯代物均为0.25 mol,由于CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4分子中的氯原子均来自Cl2,由CH4与Cl2反应的方程式知共消耗Cl2:0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol。
答案:C
二、非选择题(本题包括3小题,共30分)
6.(10分)某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意,回答下列问题: