高考化学专题题库∶认识有机化合物的推断题综合题及答案解析
高考化学专题题库∶认识有机化合物的推断题综合题及答案解析
一、 认识有机化合物练习题(含详细答案解析) 1．按要求完成下列各题。 (1)从下列物质中选择对应类型的物质的序号填空。 ① CH 3OCH 3 ② HCOOCH 2CH 3 ③ CH 3COCH 3 ④ ⑤ CH 3CHO ⑥ ⑦ A ． 属于羧酸的是 ______ ； (填序号，下同 ) B ．属于酯的是 ________ C ． 属于醇的是 _ (2)下列各组物质： D ．属于酮的是 ① O 2 和 O 3 ；②乙醇和甲醚；③ 淀粉和纤维素；④ 苯和甲苯；⑤ 和
⑥ 和 ；(填序号， ；⑦ CH 3CH 2NO 2 和 A ．互为同系物的是 C ．属于同一种物质的是
_________ ； (3)为了测定芳香烃 A 的结构，做如下实验： ①将 9.2g 该芳香烃 A 完全燃烧，生成标况下 15.68L CO 2 和 7.2gH 2O ； ②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图所示的质谱图，由图可知该分子的相对分子质量 是 _________ ，有机物 A 的分子式为
同 ) B ．互为同分异构体的是 D ． 互为同素异形体的是 _ ③用核磁共振仪处理该有机物得到四个峰，且四个峰的面积之比是 物 A 的结构简式为 【答案】④ ② ⑦ ③ ④ ②⑦ ⑤ ① 92 C 7H 8 【解析】 【分析】
(1)A. 属于羧酸的是含有 -COOH 的有机物； B. 属于酯的是含有 -COO- 的有机物； C. 属于醇的是含有 -OH( 不与苯环直接相连 )的有机物； D. 属于酮的是含有 -CO-的有机物。 1∶2∶2∶3，则该有
机
(2) 下列各组物质：
A ．互为同系物的是官能团种类和数目分别相同的有机物；
B ．互为同分异构体的是分子式相同
但结构不同的有机物； C ．属于同一种物质的是分子式相同、结构也相同的有机物； D. 互为同素异形体的是同种元素组成的不同性质的单质。
(3)
从质谱图中可提取该有机物的相对分子质量
为
92；
由“将 9.2g 该芳香烃 A 完全燃烧，生成标况下 15.68L CO 2和 7.2gH 2O ”，可计算出该有机 物的分子式；
由“用核磁共振仪处理该有机物得到四个峰，且四个峰的面积之比是 1∶ 2∶ 2∶3”，可
确
定该有机物 A 的结构简式。 【详解】
(1) A. 属于羧酸的是含有 -COOH 的有机物④； B. 属于酯的是含有 -COO- 的有机物②；
C. 属于醇的是含有 -OH( 不与苯环直接相连 )的有机物⑦；
D. 属于酮的是含有 -CO-的有机物③。答案为：④；②；⑦；③； (2) 下列各组物质：
A ．互为同系物的是官能团种类和数目分别相同的有机物④；
B ．互为同分异构体的是分子式相
同但结构不同的有机物②和⑦； C ．属于同一种物质的是分子式相同、结构也相同的有机物⑤；
D. 互为同素异形体的是同种元素组成的不同性质的单质①。 答案为：④；②⑦；⑤；①；
即 0.1mol 有机物 +xO 2 →0.7molCO 2+0.4molH 2O ，从而得出 1mol 有机物
+10xO 2→7molCO 2+4molH 2O ，有机物 A 的分子式为 C 7H 8。 “用核磁共振仪处理该有机物得到
四个峰，且四个峰的面积之比是
1∶ 2∶2∶3”，则表明
该有机物 A 的分子内有 4 种氢原子，且个数比为 1∶ 2∶2∶3，由此可得结构简式为
答案为： 92； C 7H 8； 。
【点睛】
如果我们先利用信息“将 9.2g 该芳香烃 A 完全燃烧，生成标况下 15.68L CO 2和
7.2gH 2O ”，可求出该有机物的最简式为 C 7H 8，然后再利用相对分子质量 92，可确定分子
式为 C 7H 8；如果先利用相对分子质量 92，再利用 “将 9.2g 该芳香烃 A 完全燃烧，生成标况 下 15.68L CO 2 和 7.2gH 2O ”，可直接求出分子式，显然后一方法更简洁。
2．结合已学知识，并根据下列一组物质的特点回答相关问题。
9.2g
(3)n(有机物)=
92g/mol
=0.1mol ， n(CO 2)= 15.68L
22.4L/mol
=0.7mol ， 7.2g
n(H 2O)=
18g/mol
=0.4mol 。
(2)A、B、C之间的关系为__ (填序号)。
a．同位素b．同系物c．同分异构体 d. 同素异形体
(3) _____________________________________________________________ 请设计一个简单实验来检验A与D，简述实验操作过程：_______________________________ 。
(4) _____________________________________ 有机物同分异构体的熔沸点高低规律是“结构越对称，熔沸点越低”，根据这条规律，判断C、D、E的熔沸点由高到低的顺序：(填编号)。
【答案】 E b 取少量A、D 分别装入两支试管中，向两支试管中滴入少量酸性KMnO4溶液，振荡，若溶液褪色，则为间二甲苯；若溶液不褪色，则为苯；E>D> C
【解析】
分析】
(1) 邻二甲苯表示苯环相邻位置各有 1 个甲基；
(2) 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个
CH2 原子团的物质互称为同系物；
(3) 苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，间二甲苯能被酸性KMnO4 溶液氧化；
(4) 根据结构越对称，熔沸点越低解题。
【详解】
(1) C为对二甲苯， D 为间二甲苯，E为邻二甲苯，故答案为：E；
(2) A、B、C的结构简式中都含有苯环，分子式依次相差 1 个“ C2H”，符合通式C n H2n-6(n ≥6，)
所以它们互为同系物，故答案为：b；
(3) 苯不能被酸性KMnO4溶液氧化，间二甲苯能被酸性KMnO4 溶液氧化，则检验苯与间二甲苯的操作为取少量A、D 分别装入两支试管中，向两支试管中滴入少量酸性KMnO4溶液，振荡，若溶液褪色，则为间二甲苯；若溶液不褪色，则为苯；
(4) 对二甲苯的对称性最好，邻二甲苯的对称性最差，故熔沸点由高到低：E> D>C。
3．下列各组有机物中，其一氯代物的数目不相等的是( )
A．正戊烷和正己烷C．甲烷和乙烷
答案】B
解析】
分析】B．新戊烷和D．丙烷和
故选 B 。
4． 下列叙述中正确的是（ ）
A ．含 5 个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成 4 个 C — C 键
B ．正戊烷分子中所有原子均在一条直线上
C ．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定符合通式 C n H 2n ＋2
D ．分子式为 C 3H 8与 C 6H 14 的两种有机物一定互为同系物
【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．含 5个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成 5个 C —C 键，例如环戊烷， A 错误；
B ．由于饱和碳原子是正四面体结构，所以正戊烷分子中所有原子不可能在一条直线上，
B
错误；
C ．碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的链状烃是饱和链烃，若不是链
状，则可能是环烷烃， C 错误；
D ．分子式为 C 3H 8 与 C 6H 14 的两种有机物一定是烷烃，二者互为同系物， D 正确，
答案选 D 。
【点晴】 掌握烷烃的概念和结构特点是解答的关键，难点是同系物判断。注意同系物必然符合同一 通式，但符合同一通式的不一定是同系物；但符合通式 C n
H 2n+2 且碳原子数不同的物质间
一
定属于同系物。同系物必为同一类物质。同系物分子间相差一个或若干个
CH 2 原子团，化
， B 符合题意；
C ． CH 4一氯代物有 1 种： CH Cl ，
详解】
氯代物有 3 种： 3 种：
， A 不符合题意；
B ．新戊烷
（
氯代物有 1 种： 氯代物有
D ．丙烷一氯代物有 2 种：
C 不符合题
意；
，D 不符合题意；
学式不可能相同。同系物组成元素相同。同系物结构相似但不一定完全相同。
5．两种气态烃以任意比例混合，在 105℃时 1 L 该混合烃与 9 L 氧气混合，充分燃烧后恢
复到原状态，所得气体体积仍是 10 L 。下列各组混合烃中不符合此条件的是 （ ）
A ． CH 4 C 2H 4
B ．CH 4
C 3H 4
C ．C 2H 4 C 3H 4
D ．C 2H 2 C 3H 6
【答案】 D 【解析】 【分析】
设有机物的平均式为 C x H y ，燃烧通式为： C x H y +（x+ y ）O 2→ xCO 2+ y H 2O ， 105℃时生成的
水 42 为气体，反应前后气体体积不变，则反应方程式中反应前后气体化学计量数之和相等相 等，据此计算判断。 【详解】
设有机物的平均式为 C x H y ，则有 C x H y +（ x+y ）O 2→xCO 2+ y H 2O ，105℃时生成的水为气体，
42
有机物燃烧前后体积不变，则 1+x+ y =x+y ，解答 y=4，即混合气中平均含有 H 原子数为
42
4。
A ．CH 4、C 2H 4中 H 原子数都为 4，平均值为 4，故 A 符合；
B ．CH 4、
C 3H 4中 H 原子数都为 4，平均值为 4，故 B 符合； C ．C 2H 4、C 3H 4中 H 原子数都
为 4，平均值为 4，故 C 符合；
D ．C 2H 2、C 3H 6中 H 原子数都为 2、6，只有 1:1 混合才能使平均值为 4，不符合以任意比例
混合的要求，故 D 不符合； 答案选 D 。
A ．试管中气体颜色变浅
B ．试管内液面慢慢上升
C ．水槽中的液体溶有氯化氢
D ．试管内壁的油滴是纯净物 【答案】 D
【解析】 分析】
6．通过排饱和食盐水，用大试管收集体积比
为
照射下发生反应。下列说法错误的是（ ）
1∶1 的甲烷和氯气混合气（如图），强光
【详解】
A ．甲烷和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，因此试管中气体颜色会变浅，故
A 正
确；
B ．甲烷和氯气取代后生成的一氯甲烷为气体，难溶于水，其它有机产物均为液态，生成的 HCl 极易溶于水，因此甲烷和氯气的反应为气体的物质的量减少的反应，会导致液面上 升，故 B 正确；
C ．有氯化氢生成，氯化氢极易溶于水，故 C 正确；
D ．内壁出现油状液体，是甲烷和氯气发生取代反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化 碳的
混合物，故 D 错误； 故选 D 。
【点睛】 明确甲烷的取代反应及产物的性质是解题的关键。解答本题要注意甲烷与氯气生成一氯甲 烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的四个取代反应会同时发生，得到的产物为混合物。
7．1mol 某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗 8mol 氧气。它在光照的条件下与氯气反应能生 成
三种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是（ ）
D ．（ CH 3）2CHCH （CH 3）2
答案】 B 解析】 分析】 详解】
b
C a H b ，由燃烧通式知 a+b =8，由此可以排除 A 、
D ； B 、 C 的分子式
均为
4
C 5H 12，符合 a+b =8，B 戊烷一氯代物有三种， C 异戊烷一氯代物有四种，故选 B 。 4 8． 化合物 W 可用作高分子膨胀剂，一种合成路线：
A ．
B ．CH 3CH 2CH 2CH 2CH
3
C ． 设该烃的化学式为
或
回答下列问
题
(6)苯乙酸苄酯(
)是花香型香料，设计由苯甲醇为起始原料制
备
解析】
分析】
A 是ClCH 2COOH 与 Na 2 CO 3发生复分解反应产生
B ：ClCH 2COONa ，ClCH 2COONa 与NaCN 发
生取代反应产生 C ： NC-CH 2COONa ，然后酸化得到 D ：HOOC-CH 2-COOH ，HOOC-CH 2-COOH 与乙醇在浓硫酸存在和加热时发生酯化反应产生 E ： C 2H 5OOC-CH 2-COOC 2H 5， C 2H 5OOC-CH 2-
氢谱为两组峰，峰面积比为 1∶1)。
答案】取代反应 丙二酸 乙醇、浓硫酸、加热
C 12H 18O 3 羟基
COOC 2H 5， E 在一定条件下发生取代反应产生 F ：
(1)②的反应类型是 (2)D 的系统命名为
(3)反应④所需试剂，条件分别
为 (4)G 的分子式为
，所含官能团的名称
是 (5)写出与 E 互为同分异构体且满足下列条件的酯类化合物的结构简式 (核磁共振
苯乙酸苄酯的合成路线
( 无机试剂任
选 )。
， F 与 H 2发生还原反
或
(6)苯甲醇与 HCl 发生取代反应产
生 产生
与苯甲醇发生酯化反应产生
，故由苯甲醇为起始原料制备苯
乙酸苄酯的合成路线为：
酸化得到
，
，
与 NaCN 发生取代反
应
点睛】
本题考查了有机物的推断，把握官能团的结构及其与物质性质、反应类型的关系是本题解
答的关键，注意有机物转化时官能团的变化和物质性质的应用，注意加成反应与取代反应 的特点，物质与氢气的加成反应也叫还原反应，得氧失氢被氧化，得氢失氧被还原。
9． 星型聚合物 SPLA 可经下列反应路线得到 (部分反应条件未注明 )。
详解】
(1)ClCH 2COONa 中的 Cl 原子被 -CN 确定产生 NC-CH 2COONa ，所以反应②类型为取代反
应；
(2)D 结构简式为 HOOC-CH 2-COOH ，名称为丙二酸； (3)丙二酸与乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下加热发生酯化反应产生
C 2H 5OOC-CH 2-
COOC 2H 5，所以反应④所需试剂、条件分别为乙醇、浓硫酸、加
热； (4)由 G 结构简式可知 G 的分子式为 C 12H 18O 3，所含官能团的名称是羟基； (5)E 结构简式是 C 2H 5OOC-CH 2-COOC 2H 5，分子式是 C 7H 12O 4，与 E 互为同分异构体且核磁共
振氢谱为两组峰，峰面积比为 1∶1 的酯类化合物的结构简式为
已知： SPLA 的结构简式为：
，其中 R 为
应产生 G ： ，G 发生取代反应产生
W ：
(1) 淀粉是___糖(填“单”或“多”)；A 的名称是 ___。
(2) 生成 D 的化学反应类型属于 ___反应； D 结构中有 3个相同的基团，且 1 mol D 能与 2 mol Ag(NH 3)2OH 溶液反应，则 D 的结构简式是 ___； D →E 反应的化学方程式为 ___。
(3) B 的直链同分异构体 G 的分子中不含甲基， G 既不能与 NaHCO 3溶液反应，又不能与新 制 Cu(OH)2 悬浊液反应，且 1mol G 与足量 Na 反应生成 1 mol H 2，则 G 的结构简式为 ___ (4) B 有多种脱水产物，其中两种产物的结构简式为
加成 C(CH 2OH)3CHO C(CH 2OH)3CHO+H 2 CH 2=CH-COOH 或 CH 3CH(OH)COOCH(CH 3)COOH
从流程图可直接推出：由多糖淀粉水解得 A 是葡萄糖，葡萄糖不完全氧化产生 B 为 2-羟基
丙酸(即乳酸 )，结构简式是
，乙醛和甲醛发生醛与醛的加成反应产生
D ： C(CH 2OH)3CHO ， D 与 H 2 发生加成反应产生
E ：季戊四醇 C(CH 2OH)4， B 、E 发生缩聚
反应 产生高分子化合物 SPLA 。 详解】
(1)
淀粉 (C 6H 10O 5)n 与水在催化剂
存在条件下发生反应产生葡萄糖
C 6H 12O 6，淀粉是葡萄糖脱
水缩合形成的化合物，因此淀粉属于多糖； A 是葡萄糖；
(2)
乙醛和甲醛发生反应时，乙醛分子断
裂甲基中的三个
C-H 键，甲醛分子断裂 C=O 双键中
较活泼的键， H 与 O 原子结合形成 -OH ，C 与 C 结合，则一分子乙醛与三分子甲醛发生加成 反应产生 D ：C(CH 2OH)3CHO ，所以生成 D 的反应为加成反应；由 D 、 E 的化学式可以看出 E 比D 多2个H 原子，D 产生 E 的反应是催化加氢反应，又叫还原反应，故 D →E 反应的化 学方程式为： C(CH 2OH)3CHO+H 2
C(CH 2OH)4；
(3)
B 是乳酸，结构简式是 ， B 的直链同分异构体 G
的分子中不含甲基，
G 既不能与 NaHCO 3溶液反应，又不能与新制 Cu(OH)2反应，且 1 mol G 与足量 Na 反应生 成1 mol H 2，说明 G 中无-COOH ，无-CHO ，1 mol G 中有 2 mol-OH ，则 G 的结构简式为：
；
(4) B 是乳酸，可发生消去反应生成 CH 2=CH-COOH ；两分子乳酸发生酯化反应生成：
C(CH 2OH)4
答案】多 葡萄糖
分析】
两分子乳酸酯化生成环酯： ，或发生缩
反应 I 的反应类型为 ，Y 的结构简式
(3)1mol 乙最多可与 ____ molH 2 发生加成反应。 (4)写出乙与新制 Cu(OH)2 悬浊液反应的化学方程
式
加成反应
解析】 分析】
+2Cu(OH)2+NaOH
+Cu 2O ↓ +3H 2O
(1)①根据乙的结构简式确定乙含有的官能团名称；
②同分异构体是分子式相同，结构不同的化合物；甲的同分异构体符合条件：
a ．苯环上有 两个不同的取代基；
b ．能与 Br 2的 CC 4l 溶液发生加成反应，说明含有碳碳双键；
c ．遇 FeCl 3溶液显呈现紫色说明含有酚羟基，据此书写； (2)甲分子中含有碳碳双键，可以与 HCl 发生加成反应产生
该物质
10． 从樟科植物枝叶提取的精油中含有甲、乙两种成分：
(1)①乙中含氧官能团的名称分别为 _______ 。
②请写出甲的一种能同时满足下列 3 个条件的同分异构体的结构简式 _________
a ．苯环上有两个不同的取代基
b ．能与 Br 2 的 CC 4l 溶液发生加成反应
c ．遇 FeCl 3 溶液
显呈现紫色
(2) 由甲转化为乙的过程为 (已略去无关产物 )：
聚反应反应生成聚乳酸： 等。
含有醇羟基，与 O 2在 Cu 催化作用下发生氧化反应产生 Y 是
消去反应产生乙： 。
(3) 苯环、碳碳双键、碳氧都可以与 H 2 发生加成反应；
(4) 乙是 C 6H 5CH=CH-CHO ，含有醛基，可以被新制 Cu(OH)2 氧化产生 C 6H 5CH=CH-COOH ，同
时 产生 Cu 2O 砖红色沉淀，结合对应有机物的结构和性质解答该题。 【详解】
(1)
①乙结构简式是 ，分子中含有的官能团名称碳碳双
键、醛基，其
中含氧官能团名称为醛基；
②甲物质的同分异构体要求符合条件： a ．苯环上有两个不同的取代基； b ．能与 Br 2 的 CC 4l 溶液发生加成反应，说明含有碳碳双键； c ．遇 FeCl 3 溶液显呈现紫色说明含有酚羟基，则(3)乙结构简式为：
，可知乙分子中含有 1 个苯环、一个碳碳双键、
一个碳氧双键，所以 1mol 乙最多可与 5 mol H 2 发生加成反应；
(4)乙与新制 Cu(OH)2 悬浊液在加热煮沸条件下发生氧化反应产生 C 6H 5CH=CH-COOH ，该反应
的化学方程式为
+2Cu(OH)2+NaOH
+Cu 2O ↓ +3H 2O 。
【点睛】 本题考查了有机物的结构、性质及转化关系，涉及有机物推断及合成、有机物的结构与性 质、有机反应类型、同分异构体书写等，关键是熟练掌握各种官能团结构和性质，侧重考 查学生的分析能力，注意根据有机物的结构与反应条件进行推断。
茉莉花香气的成分有多种，有机物 E ( C 9H 10O 2)是其中的一种，它可以从茉莉花中提取， 也可以用酒精和苯的某一同系物( C 7H 8)为原料进行人工合成，合成路线如下：
，Y 发生
其同分异构体有：
，所以反应 I 类型为加成反应；
(2)甲和氯化氢发生加成反应生
成
Cu 作催化剂时
被
氧气氧化生成含有醛基的 Y ，Y 的结构简式为：
(1) __________________________________________________________ B 和 C 均为有支链的有机化合物， B 的结构简式为 ____________________________________ ；C 在浓硫酸作用下
加热反应只能生成一种烯烃 D ，D 的结构简式为 _________________
(2) ______________________________________________________________________ G 能发生银镜反应，也能使溴的四氯化碳溶液褪色，则 G 的结构简式为 __________________ (3) _____________________________________ 写出⑤的化学反应方程式 __________ ；⑨的
化学反应方程式 __________________________
(4) ________________________________ 写出下列反应的类型：① ，⑦
CH 2=CHCH 2COOH
【解析】 【分析】
根据 A 水NaOH 的水溶液加热，发生反应产生 B+C(水解反应 )，可以判断 A 、 B 、 C 分别是
酯、羧酸和醇，且由 (1)可以确定 B 和 C 的结构分别为
(CH 3)2CHCH 2OH ，则 D 为(CH 3) 2C=CH 2，由 D 到 E 是取代反应， E 为
水解得到醇 F ，G 为醛且含有双键，可以写出其结构为 酸H 为CH 2=C(CH 3)-COOH ，H 与CH 3OH 得到酯 I 为CH 2=C(CH 3)-COOCH 3，则
(5)与 H 具有相同官能团，且与 H 的同分异构体的所有物质结构简式
为
答案】
水解 氧化 CH 3CH=CHCOOH 、
，E 发生
，发生反应⑦得到羧 11．A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 、I 、J 均为有机化合物，根据以下框图，回
答：
J为加聚反应的
与 NaOH 的水溶液在加热时发生水解反应，产生
和 NaCl 、 H 2O ，反应的方程式为
；反应⑨为 CH 2=C(CH 3)-COOCH 3
在一定条件下发生加聚反应，反应的方程式为
(4)根据反应条件和官能团的变化可知反应类型：①为水解反应，⑦为氧化反应；
(5) H 为 CH 2=C(CH 3)-COOH ，与 H 具有相同官能团的 H 的同分异构体有 CH 3CH=CHCOOH
和 CH 2=CHCH 2COOH 。
12．根据下图所示的实验，回答问题：
(2) _____________________________________________________________ 根据上述实验，
产物，为 ，结合有机物的结构和性质以及题目要求可解答该题。
详解】
根据上述分析可知： A 为(CH 3)2CHCOOCH 2CH(CH 3)2，B 为
，C 为
(CH 3)2CHCH 2OH ，D 为(CH 3)2C=CH 2，E 为 ，F 为
CH 2=C(CH 3)-CHO ，H 为 CH 2=C(CH 3)-COOH ， I 为 CH 2=C(CH 3)-COOCH ， J 为
，G 为
(1)由以上分析可知 B 为
， D 为 ； ，D 为 ；
(2)由以上分析可知 G 为
(3)反应⑤为
(1)装置 A 中的实验现象是 ___________________ 装置 B 中的实验现象是
你能得出的结论是_________________________________________________ (3) 写出上述实验 A 中反应的化学方程式：
(4) ___________________________________________ 上述反应的反应类型是
【答案】装置 A 中：①试管内气体颜色逐渐变浅②试管内壁有油状液滴出现③试管中有少量白雾④试管内液面上升⑤水槽中有固体析出装置 B 中无明显现象甲烷与氯气在光照时才能发生化学反应CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl CH3Cl＋Cl2 CH2Cl2＋HCl CH2Cl2＋
Cl2 CHCl3＋HCl CHC3l＋Cl2 CC4l＋HCl 取代反应
【解析】
【分析】
(1) 根据甲烷与氯气的反应实验条件和产物性质，分析判断实验现象；
(2) 根据甲烷与氯气在不同条件下的实验现象推断结论；
(3) 利用甲烷取代反应特点书写反应方程式；
(4) 根据上述反应的特点判断反应类型；
【详解】
(1) 装置 A 中是甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应，所以装置A中的实验现象为①试管内气体颜色逐渐变浅，因为氯气被反应掉了②试管内壁有油状液滴出现，因为有四氯化碳的产生③试管中有少量白雾；产生的氯化氢与水面上的小水滴结合④试管内液面上升，试管内的产生的氯化氢会溶解在水中试管中的气压减小⑤水槽中有固体析出，因为产生的
HCl溶于水使氯离子的浓度升高所以会有氯化钠晶体析出；装置 B 中的试管用黑色纸套套
住无法进行反应，所以实验现象为装置 B 中无明显现象；
(2)根据上述实验现象，可以得出结论甲烷与氯气在光照时才能发生化学反应；
(3)上述实验 A 中反应的化学方程式：CH4＋Cl2 光CH3Cl＋HCl、CH3Cl＋Cl2 光CH2Cl2
＋HCl、CH2Cl2＋Cl2 光CHCl3＋HCl、CHC3l＋Cl2 光CC4l ＋HCl；(4)上述反应的反应类型是取代反应；13．利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学
兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，所设计的装置如下图所示：
1) ___________________________________________________________ A 中制取C12反应的化学方程式是_________________________________________________
（2）D 装置中的石棉上吸附着潮湿的KI 粉末，其作用是__________________________ （3）E 装置的作用是 ____________ （填序号）。
A．收集气体B．吸收氯气C．吸收氯化氢
（4）E 装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从 E 中分离出盐酸的最佳方法是
（5）将lmolCH4与C12发生取代，测得 4 种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是_______________ 。
Δ
【答案】MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑ +2H2O 除去Cl2 C 分液 2.5mol
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在 A 中浓盐酸与MnO2在加热时发生反应制取C12，反应的化学方程式是
Δ
MnO 2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑ +2H2O；
（2）A 中制取的氯气中含有水蒸气，可以用浓硫酸来除去，B中浓硫酸的作用是干燥气
体、使气体混合均匀、通过观察气泡来控制气体的混合比例；在 C 装置中氯气与甲烷发生
取代反应；在装置 D 中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是除去未反应的Cl2；
（3）装置E用来吸收产生的HCl 获得盐酸，为了防止倒吸现象的发生，安装了一个倒扣的
漏斗，因此 E 的作用是C。
（4）E 装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，由于有机物都难溶于水，是互不相溶的两层液体物质，所以从 E 中分离出盐酸的最佳方法是分液；
（5）将l mol CH4与C12发生取代，测得 4 种有机取代物的物质的量相等，根据C守恒，每一种氯代甲烷的物质的量都是0.25mol ，根据取代反应的特点，消耗的氯气的物质的量是
0.25mol × 1+0.25mol × 2+0.25mol × 3+0.25mol ×。4=2.5mol
14．己知化合物X 是离子化合物，其离子具有相同的电子层结构。X遇水剧烈反应，产生的气体甲是天然气的主要成分。
1）气体甲的电子式________________ ；写出反应①的化学方程式：
2）向溶液乙中通入过量CO2 的离子方程式： ________________________________ 3）利用以上原理，某同学为了探究气体甲的还原性并检验产物设计如图 1 的实验：
Ⅰ、请从图 2 装置中选择适合作为图 1 中 A 部分的装置，适合的是________ (填装置序号)；Ⅱ、正确选择发生装置后，连接装置进行实验。一段时间后，出现以下实验现象：C硬质玻璃管里黑色粉末变成红色；
D干燥管里白色粉末变成蓝色；E装置中澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。
①图 1 中 D 干燥管里的试剂可能是______ ，其作用是________________ 。
②若C中红色固体是一种单质，氧化产物是平均相对分子质量为36 的混合气体，写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式： ___________________________________ ；
Ⅲ、实验完毕后，要先后熄灭 C 和F处的酒精灯，应后熄灭的是________ 处酒精灯，理由
Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓ +HCO3-Ⅰ
无水硫酸铜检验甲烷与氧化铜反应的产物是否含有水2CH4+7CuO
7Cu+CO+CO2+4H2O C 停止加热 C 玻璃管后，继续通入甲烷至玻璃管冷却，避免炽热铜粉被氧化，且尾气是可燃气体，可能含有有毒的CO，要用燃烧法除去【解析】
【分析】
(1) 气体甲是天然气的主要成分，则甲为CH4，X 是离子化合物，其离子具有相同的电子层
结构，且X 与水反应得到甲烷与沉淀，沉淀能被氢氧化钠溶液溶解，金属应为Al，应是金属碳化物与水反应，可推知X 为Al4C3，反应得到的沉淀为氢氧化铝；