第一节 认识有机化合物
【题型 1 有机化合物】
【题型 2 甲烷】
【题型 3 烷烃】
【题型 4 同分异构 同系物】
【题型 5 取代反应】
【题型 6 烷烃综合及拓展】
【题型 1 有机化合物】
【例 1】下列物质属于有机物的是
①食盐 ②石墨 ③甲烷 ④一氧化碳 ⑤一氯甲烷 ⑥苯 ⑦碳酸钙
A．①②④⑦ B．①③⑤⑦ C．③④⑦ D．③⑤⑥
【变式 1】2023 年 9 月杭州亚运会成功举办。亚运主火炬采用的燃料“甲醇”属于
A．氧化物 B．盐 C．有机物 D．单质
【变式 2】下列物质不属于有机物的是
A．碳酸（H2CO3） B．尿素[CO（NH2）2]
C．甲醛（HCHO） D．葡萄糖（C6H12O6）
【变式 3】大多数有机化合物不具有的性质是
A．易燃烧 B．熔、沸点较低 C．热稳定性差 D．很难发生任何反应
【变式 4】关于有机物的描述正确的是
A．有机物是生命特有的物质
B．有机物只能由动植物体内产生，不能用人工方法合成
C．在所有的有机物中都含有碳；多数含有氢，其次还含有氧、氮、卤素、硫等
D．凡是含碳元素的化合物都属于有机物
【题型 2 甲烷】
【变式 1】下列有关甲烷的说法不正确的是
A．是沼气、天然气、坑道气的主要成分 B．是最简单的有机物
C．能燃烧 D．能使酸性KMnO4 溶液褪色
【变式 2】下列分子的空间结构呈正四面体形的是
A．H2O B．CH4 C．CO2 D．O2
【变式 3】下列关于 CH4叙述中正确的是
A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．所有的原子共平面
C．一定条件下可以与氯气发生取代反应 D．是烷烃中碳元素含量最高
【变式 4】如图所示，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。将该装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓
慢地反应一段时间。
（1）假设甲烷与氯气充分反应，且只产生一种有机物，请写出化学方程式。 。
（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）试解释 U 型管右端的玻璃管中水柱变化的原因。 。
【题型 3 烷烃】
【例 3】下列物质中，属于烷烃的是
A．C8H8 B．CH3CH2OH
C． D．CH2 =CH2
【变式 1】下列性质不是烷烃所具有的是
A．通常不与强酸、强碱及酸性高锰酸钾溶液反应
B．完全燃烧时产物只有 CO2和 H2O
C．常温下都为气态，都不溶于水
D．与卤素单质（气态）可以发生取代反应
【变式 2】下列关于烷烃的说法错误的是
A．1mol 甲烷与 1molCl2反应恰好生成 1mol 一氯甲烷
B．甲烷与氯气、溴蒸气均可发生取代反应
C．有机物中的碳原子之间能以共价键结合，可以形成链状也可以形成环状
D．烷烃性质稳定，不能与强酸强碱反应，也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【变式 3】下列有关烷烃的叙述中，正确的是
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键；②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性的高锰酸
钾溶液褪色；③分子通式为 CnH2n+2的烃不一定是烷烃；④所有的烷烃在光照条件下都能和
氯气发生取代反应；⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色；⑥随着碳原子数的
6
依次增加，烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近于 。
7
A．①③⑤ B．②③④ C．①④⑥ D．②④⑥
【变式 4】新戊烷的球棍模型为 ，下列说法不正确的是
A．新戊烷的分子式为C5H12
B．新戊烷和正戊烷互为同系物
C．新戊烷的一氯代物只有一种
D．新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反应
【题型 4 同分异构 同系物】
【例 4】碳原子成键的多样性是有机化合物种类繁多的原因之一、乙醇和二甲醚的结构式
如图所示。下列关于上述两种物质的说法正确的是
A．分子式不同 B．性质有差异因分子结构不同
C．各 1mol 分子中碳氧键（C-O）数目相同 D．各 1mol 分子中共用电子对数目不同
【变式 1】下列物质属于同分异构体的一组是
A．淀粉和纤维素 B． 与 CH3—CH2—
CH2—CH3
C．C2H6与 C3H8 D．O2与 O3
【变式 2】 与 为两种烃分子的球棍模型。下列关于这两种烃的
说法正确的是
A．互为同分异构体 B．分子式不相同
C．均属于不饱和烃 D．互为同系物
【变式 3】某两种烃的球棍模型如图所示，这两种烃互为
A．同素异形体 B．同分异构体 C．同系物 D．同一物质
【变式 4】下列各组物质互为同分异构体的是
A．O2和O3 B．CH3CH2OH和CH3COOH
C．CH4 和CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3和
【题型 5 取代反应】
【例 5】下列各反应中属于取代反应的是
A．CH = CH + H O 一定2 2 2
条件 CH3CH2OH
B CH 光． 3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl
C．CH3CH = CHCH3 + H2
催 化 剂 CH3CH2CH2CH3
D 催化剂．2 +O2 2CH3COOH
【题型 6 烷烃综合及拓展】
【例 6】I.烷烃是重要的化工原料。完成下列填空。
（1）天然气主要成分甲烷是最简单的烷烃。写出甲烷燃烧的化学方程式 。将
装有甲烷和氯气的试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，写出反应方程式：
（只写第一步），该反应类型属于 。
II.如图所示是 4 个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，碳原子上
其余的化学键都是与氢原子结合的。
（2）在如图所示的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形
成 和 ；不仅可以形成 ，还可以形成碳环。
（3）如图中互为同分异构体的是 A 与 ；B 与 ；D 与 （填字母）。
（4）1molA 的同系物的蒸气完全燃烧时，生成 4mol 的水蒸气，该烃的分子式是 。
【变式 1】Ⅰ.根据所学知识，完成下列问题
（1）烷烃的主要来源是石油和天然气。下列关于烷烃的叙述不正确的是_______
A．烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
B．相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH3原子团
C．分子式符合CnH2n+2 的烃一定是烷烃
D．通常情况下烷烃都是气态
（2）下列化学用语正确的是_______
A．甲烷分子的球棍模型：
B．CCl4 的电子式：
C．异丁烷的结构简式：
D．丙烷分子的空间填充模型：
（3）甲烷是最简单的有机物，关于甲烷的说法不正确的是_______
A．常温常压下甲烷是无色无味的气体 B．甲烷分子的空间结构呈正四面体形
C．甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色D．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
（4）下列物质互为同系物的是_______
A． 与 B．CH3— CH3与
C．CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl D．CH4 与CH3CH2Cl
Ⅱ.有同学用排饱和食盐水法先后收集 20ml CH4 和 80ml Cl2 ，放在光亮的地方（注意：不要
放在日光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，观察发生的现象。回答下列问题：
（5）写出甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷的化学方程式： 。
（6）大约 30min 后，可以观察到量筒壁上出现 液体，该现象说明生成了 。（填
序号）
①CH3Cl；②CH2Cl2 ；③CHCl3；④CCl4 。
（7）量筒内出现的白雾是 ，量筒内液面 。（填“上升”、“下降”或“不变”）
【变式 2】利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某
化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
试回答下列问题：
（1）请写出 C 装置中生成 CH3Cl 的化学方程式： ，有人认为 E 中有氯化氢产生，不
能证明甲烷与氯气发生了取代反应，你认为他的看法 （填“正确”或“不正确”）。
（2）B 装置有三种功能：①控制气流速率；②均匀混合气体；③ 。
（3）一段时间后发现 D 装置中的棉花由白色变为蓝色，则棉花上可能预先滴有 溶
液。第一节 认识有机化合物
【题型 1 有机化合物】
【题型 2 甲烷】
【题型 3 烷烃】
【题型 4 同分异构 同系物】
【题型 5 取代反应】
【题型 6 烷烃综合及拓展】
【题型 1 有机化合物】
【例 1】下列物质属于有机物的是
①食盐 ②石墨 ③甲烷 ④一氧化碳 ⑤一氯甲烷 ⑥苯 ⑦碳酸钙
A．①②④⑦ B．①③⑤⑦ C．③④⑦ D．③⑤⑥
【答案】D
【详解】有机物是指烃和烃的衍生物可知，①食盐是无机物，属于盐，②石墨是无机单
质，③甲烷是烃类，属于有机物，④一氧化碳是碳的氧化物，属于无机物，⑤一氯甲烷是
烃的衍生物，属于有机物，⑥苯是芳香烃，属于有机物，⑦碳酸钙是无机物，属于盐，综
上分析可知，③⑤⑥属于有机物，故答案为：D。
【变式 1】2023 年 9 月杭州亚运会成功举办。亚运主火炬采用的燃料“甲醇”属于
A．氧化物 B．盐 C．有机物 D．单质
【答案】C
【详解】甲醇是 C、H、O 组成的化合物，属于有机物，故答案为 C；
【变式 2】下列物质不属于有机物的是
A．碳酸（H2CO3） B．尿素[CO（NH2）2]
C．甲醛（HCHO） D．葡萄糖（C6H12O6）
【答案】A
【详解】有机物即有机化合物，含碳化合物的总称，但有些含碳化合物的性质与无机物类
似一般归为无机物范畴，主要有一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳化物等，题目中四个选
项都含有碳元素，而 A 是碳酸，性质与无机化合物类似，所以它不属于有机物；故选 A。
【变式 3】大多数有机化合物不具有的性质是
A．易燃烧 B．熔、沸点较低 C．热稳定性差 D．很难发生任何反应
【答案】D
【详解】大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂，熔、沸点低，易燃烧，热稳定性
差，受热易分解，化学反应复杂且速度慢，常有副反应发生，故选 D。
【变式 4】关于有机物的描述正确的是
A．有机物是生命特有的物质
B．有机物只能由动植物体内产生，不能用人工方法合成
C．在所有的有机物中都含有碳；多数含有氢，其次还含有氧、氮、卤素、硫等
D．凡是含碳元素的化合物都属于有机物
【答案】C
【详解】A．有机物可以由无机物制取，不是生命特有的物质，故 A 错误；
B．很多有机物都可以人工合成，如乙烯和水加成可以合成乙醇等，故 B 错误；
C．在所有的有机物中都含有碳；多数含有氢，其次还含有氧、氮、卤素、硫等，故 C 正
确；
D．大多数含碳的化合物属于有机物，但 CO、CO2、H2CO3、Na2CO3等物质的组成和结构
和无机物更相近，所以它们为无机物，故 D 错误；
故选 C。
【题型 2 甲烷】
【变式 1】下列有关甲烷的说法不正确的是
A．是沼气、天然气、坑道气的主要成分 B．是最简单的有机物
C．能燃烧 D．能使酸性KMnO4 溶液褪色
【答案】D
【详解】A．CH4是沼气、天然气和煤矿坑道气的主要成分，故 A 正确；
B．含碳的化合物是有机物，甲烷 CH4是最简单的有机物，故 B 正确；
C．甲烷可做燃料，能燃烧生成二氧化碳和水，故 C 正确；
D．甲烷为饱和烃，性质稳定，不能被酸性 KMnO4溶液氧化，不能使其褪色，故 D 错误；
故选：D。
【变式 2】下列分子的空间结构呈正四面体形的是
A．H2O B．CH4 C．CO2 D．O2
【答案】B
【详解】A．H2O 空间结构呈 V 形，故不选 A； B．CH4空间结构呈正四面体形，故选
B； C．CO2空间结构呈直线形，故不选 C；D．O2空间结构呈直线形，故不选 D；
选 B。
【变式 3】下列关于 CH4叙述中正确的是
A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．所有的原子共平面
C．一定条件下可以与氯气发生取代反应 D．是烷烃中碳元素含量最高
【答案】C
【详解】A．CH4均为单键，化学性质较稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A 错误；
B．CH4是正四面体结构，所有的原子一定不共平面，B 错误；
C．CH4与氯气在光照条件下能发生取代反应，C 正确；
D．CH4是烷烃中氢元素含量最高，含碳量最低的，D 错误；
故选 C。
【变式 4】如图所示，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。将该装置放置在有光亮的地方，让混和气体缓
慢地反应一段时间。
（1）假设甲烷与氯气充分反应，且只产生一种有机物，请写出化学方程式。 。
（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）试解释 U 型管右端的玻璃管中水柱变化的原因。 。
【答案】（1）CH 光照4+4Cl2 CCl4+4HCl（2）B
（3）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
【详解】（1）甲烷与氯气反应充分，只产生四氯化碳，为取代反应，反应的化学方程式为
CH 光照 光照4+4Cl2 CCl4+4HCl，故答案为：CH4+4Cl2 CCl4+4HCl；
（2）甲烷和氯气反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲
烷和氯化氢是气体，氯化氢极易溶于水，使容器内压强变小，右端的玻璃管中水柱降低，
故答案为：B．
【题型 3 烷烃】
【例 3】下列物质中，属于烷烃的是
A．C8H8 B．CH3CH2OH
C． D．CH2 =CH2
【答案】C
【详解】A．烷烃的通式为 CnH2n+2，C8H8不属于烷烃，A 错误；
B．乙醇中除了 C 和 H 还有 O 元素，不属于烃类，B 错误；
C． 分子式为 C8H18，满足烷烃的通式，属于烷烃，C 正确；
D．CH2=CH2属于烯烃，不属于烷烃，D 错误；
故答案选 C。
（3）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。
【变式 1】下列性质不是烷烃所具有的是
A．通常不与强酸、强碱及酸性高锰酸钾溶液反应
B．完全燃烧时产物只有 CO2和 H2O
C．常温下都为气态，都不溶于水
D．与卤素单质（气态）可以发生取代反应
【答案】C
【详解】A．烷烃化学性质稳定，通常不与强酸、强碱及酸性高锰酸钾溶液反应，A 不符
合题意；
B．只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃；故烷烃完全燃烧时产物只有 CO2和
H2O，B 不符合题意；
C．相对分子质量很大的烃可能为液体或固体，C 符合题意；
D．烷烃中氢原子能与卤素单质（气态）发生取代反应生成卤代烃，D 不符合题意；
故选 C。
【变式 2】下列关于烷烃的说法错误的是
A．1mol 甲烷与 1molCl2反应恰好生成 1mol 一氯甲烷
B．甲烷与氯气、溴蒸气均可发生取代反应
C．有机物中的碳原子之间能以共价键结合，可以形成链状也可以形成环状
D．烷烃性质稳定，不能与强酸强碱反应，也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】A
【详解】A．1mol 甲烷和 1mol 氯气的反应的生成物不止有一氯甲烷，还有二氯甲烷、三氯
甲烷和四氯化碳，所以生成的一氯甲烷不是 1mol，故 A 错误；
B．甲烷与氯气、溴蒸汽在光照下均可发生取代反应，故 B 正确；
C．有机物中的碳原子之间能以共价键结合，可以形成链状也可以形成环状，所以有机物
种类繁多，故 C 正确；
D．烷烃性质稳定，不能与强酸强碱反应，也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故 D 正确；
故选 A。
【变式 3】下列有关烷烃的叙述中，正确的是
①在烷烃分子中，所有的化学键都是单键；②烷烃中除甲烷外，很多都能使酸性的高锰酸
钾溶液褪色；③分子通式为 CnH2n+2的烃不一定是烷烃；④所有的烷烃在光照条件下都能和
氯气发生取代反应；⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色；⑥随着碳原子数的
6
依次增加，烷烃中碳的质量分数逐渐增大，无限趋近于 。
7
A．①③⑤ B．②③④ C．①④⑥ D．②④⑥
【答案】C
【详解】①在烷烃分子中，都存在 C-H 键，除甲烷外其余烷烃分子中还存在 C-C 键，C-H
及 C-C 键都是单键，①正确；
②烷烃性质稳定，所有的烷烃都不能使酸性的高锰酸钾溶液褪色，②错误；
③分子通式为 CnH2n+2的烃一定是烷烃，③错误；
④烷烃的特种反应是取代反应，所有的烷烃在光照条件下都能和氯气发生取代反应，④正
确；
⑤光照条件下，乙烷通入溴水中，不能发生反应，因此不能使溴水褪色，⑤错误；
12n
⑥烷烃分子式通式是 CnH2n+2，其分子中 C 元素的含量为 ，当 n 趋于无穷时，14n+2
6
14n+2≈14n，此时 C 元素的含量为 ，即随着碳原子数的依次增加，烷烃中碳的质量分数
7
6
逐渐增大，无限趋近于 ，⑥正确；
7
综上所述可知：有关烷烃的叙述中，正确的是①④⑥，故合理选项是 C。
【变式 4】新戊烷的球棍模型为 ，下列说法不正确的是
A．新戊烷的分子式为C5H12
B．新戊烷和正戊烷互为同系物
C．新戊烷的一氯代物只有一种
D．新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反应
【答案】B
【详解】A．根据新戊烷的球棍模型得到新戊烷的分子式为C5H12 ，故 A 正确；
B．新戊烷和正戊烷是分子式 ，结构式不同，两者互为同分异构体，故 B 错误；
C．新戊烷只有一种位置的氢原子，其一氯代物只有一种，故 C 正确；
D．烷烃在光照条件下与卤素单质气体反应，则新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反
应，故 D 正确。
综上所述，答案为 B。
【题型 4 同分异构 同系物】
【例 4】碳原子成键的多样性是有机化合物种类繁多的原因之一、乙醇和二甲醚的结构式
如图所示。下列关于上述两种物质的说法正确的是
A．分子式不同 B．性质有差异因分子结构不同
C．各 1mol 分子中碳氧键（C-O）数目相同 D．各 1mol 分子中共用电子对数目不同
【答案】B
【详解】A．由结构可知，二者分子式为 C2H6O，分子式相同，A 错误；
B．二者的结构不同，则导致存在性质差异，B 正确；
C．乙醇有一个碳氧键，二甲醚有 2 个碳氧键，则各 1mol 分子中碳氧键（C-O）数目分别
为 NA、2NA，C 错误；
D．各 1mol 分子中共用电子对均为 8mol，数目相同，D 错误；
故选 B。
【变式 1】下列物质属于同分异构体的一组是
A．淀粉和纤维素 B． 与 CH3—CH2—
CH2—CH3
C．C2H6与 C3H8 D．O2与 O3
【答案】B
【详解】A．淀粉和纤维素的分子式都表示为（C6H10O5）n，但 n 不同，则分子式不同，不
属于同分异构体，A 不符合题意；
B． 是异丁烷，CH3—CH2—CH2—CH3是正丁烷，两者分子式相
同，结构式不同，属于同分异构体，B 符合题意；
C．C2H6与 C3H8分子式不同，不属于同分异构体，二者都属于烷烃，互为同系物，C 不符
合题意；
D．O2和 O3是同一种元素形成而性质不同的单质，互为同素异形体，不属于同分异构体，
D 不符合题意；
故选 B。
【变式 2】 与 为两种烃分子的球棍模型。下列关于这两种烃的
说法正确的是
A．互为同分异构体 B．分子式不相同
C．均属于不饱和烃 D．互为同系物
【答案】A
【分析】由题干两种烃分子的球棍模型 与 可知，两种烃的分
子式均为 C4H10，据此分析解题。
【详解】A．同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物，结合分析可知，上述两种
烃互为同分异构体，A 正确；
B．由分析可知，分子式均为 C4H10，B 错误；
C．由分析可知，分子式均为 C4H10，符合烷烃的组成通式，故均属于饱和烃，C 错误；
D．同系物是指结构相似在组成上相差一个或若干个 CH2原子团的化合物，故不互为同系
物，D 错误；
故答案为：A。
【变式 3】某两种烃的球棍模型如图所示，这两种烃互为
A．同素异形体 B．同分异构体 C．同系物 D．同一物质
【答案】B
【详解】由两种烃的球棍模型知，两种烃的结构简式分别为 CH3CH2CH2CH3、
，两者的分子式相同、都为 C4H10，结构不同，两种烃互为同分异构
体；答案选 B。
【变式 4】下列各组物质互为同分异构体的是
A．O2和O3 B．CH3CH2OH和CH3COOH
C．CH4 和CH3CH2CH3 D．CH3CH2CH2CH3和
【答案】D
【详解】A．O2和O3 互为同素异形体，故 A 不符合题意；
B．CH3CH2OH和CH3COOH ，两者分子式，结构式都不相同，不是同分异构体，故 B 不
符合题意；
C．CH4 和CH3CH2CH3，两者结构相似，分子组成相差两个 CH2 原子团，互为同系物，
故 C 不符合题意；
D．CH3CH2CH2CH3和 ，两者分子式相同，结构式不同，互为同分异构体，
故 D 符合题意。
综上所述，答案为 D。
【题型 5 取代反应】
【例 5】下列各反应中属于取代反应的是
A．CH2 = CH2 + H O
一 定 条件2 CH3CH2OH
B 光．CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl
C．CH3CH = CHCH3 + H2
催 化 剂 CH3CH2CH2CH3
D 2 +O 催化剂． 2 2CH3COOH
【答案】B
【详解】A．碳碳双键断裂一个键，H2O 分子中的 H 和-OH 分别加到 C 原子上，属于加成
反应，不符合题意；
B．CH3CH3中的 H 原子被 Cl 原子取代，属于取代反应，符合题意；；
C．碳碳双键断裂一个键，H2分子中的 2 个 H 分别加到 C 原子上，属于加成反应，不符合
题意；
D．乙醛与氧气在催化剂作用下，生成乙酸，属于加成反应，不符合题意；
故答案选 B。
【题型 6 烷烃综合及拓展】
【例 6】I.烷烃是重要的化工原料。完成下列填空。
（1）天然气主要成分甲烷是最简单的烷烃。写出甲烷燃烧的化学方程式 。将
装有甲烷和氯气的试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，写出反应方程式：
（只写第一步），该反应类型属于 。
II.如图所示是 4 个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，碳原子上
其余的化学键都是与氢原子结合的。
（2）在如图所示的有机化合物中，碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键，还可以形
成 和 ；不仅可以形成 ，还可以形成碳环。
（3）如图中互为同分异构体的是 A 与 ；B 与 ；D 与 （填字母）。
（4）1molA 的同系物的蒸气完全燃烧时，生成 4mol 的水蒸气，该烃的分子式是 。
【答案】（1） CH4+2O 点2 燃 CO 光照2+2H2O CH4+Cl2 CH3Cl+HCl 取代反应
（2） 碳碳双键 碳碳三键 碳链（3） C EFH G（4）C3H8
【详解】（1）甲烷燃烧生成二氧化碳和 H O，化学方程式为：CH 点燃4+2O2
CO2+2H2O；甲烷与氯气光照发生取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯
化碳和氯化氢，第一步生成一氯甲烷和氯化氢，反应的化学方程式为：CH +Cl 光 照4 2
CH3Cl+HCl；
（2）碳原子与碳原子之间不仅可以形成碳碳单键，还可以形成碳碳双键、碳碳叁键等，不
仅可以形成链状，还可以形成环状；
（3）同分异构体是分子式相同，结构不同的化合物互称同分异构体，A 是丁烷和异丁烷 C
互为同分异构体，B 是 2-丁烯，分子式为 C4H8，和 EFH 互为同分异构体，D 是 2-丁炔和
G（1-丁炔）互为同分异构体；
（4）A 是烷烃，1molA 的同系物蒸汽完全燃烧生成 4mol 水蒸气，说明 A 的同系物中有 8
个氢原子，8 个氢原子的烷烃是 C3H8。
【变式 1】Ⅰ.根据所学知识，完成下列问题
（1）烷烃的主要来源是石油和天然气。下列关于烷烃的叙述不正确的是_______
A．烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
B．相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH3原子团
C．分子式符合CnH2n+2 的烃一定是烷烃
D．通常情况下烷烃都是气态
（2）下列化学用语正确的是_______
A．甲烷分子的球棍模型：
B．CCl4 的电子式：
C．异丁烷的结构简式：
D．丙烷分子的空间填充模型：
（3）甲烷是最简单的有机物，关于甲烷的说法不正确的是_______
A．常温常压下甲烷是无色无味的气体 B．甲烷分子的空间结构呈正四面体形
C．甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色D．甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
（4）下列物质互为同系物的是_______
A． 与 B．CH3— CH3与
C．CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl D．CH4 与CH3CH2Cl
Ⅱ.有同学用排饱和食盐水法先后收集 20ml CH4 和 80ml Cl2 ，放在光亮的地方（注意：不要
放在日光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，观察发生的现象。回答下列问题：
（5）写出甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷的化学方程式： 。
（6）大约 30min 后，可以观察到量筒壁上出现 液体，该现象说明生成了 。（填
序号）
①CH3Cl；②CH2Cl2 ；③CHCl3；④CCl4 。
（7）量筒内出现的白雾是 ，量筒内液面 。（填“上升”、“下降”或“不变”）
【答案】（1）BD（2）C（3）D（4）B（5）CH4 +Cl
光 照2 CH3Cl+HCl
（6） 油状 ②③④（7） 盐酸的小液滴 上升
【详解】（1）A．烷烃是一类有机化合物，分子中的碳原子都以碳碳单键相连，其余的价
键都与氢结合而成的化合物，故 A 正确；
B．相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2 原子团，故 B 错误；
C．分子组成符合 CnH2n+2的烃一定是烷烃，故 C 正确；
D．当烷烃碳原子数小于或等于 4 时，烷烃在常温下呈气态，碳原子在 5 到 16 时是液体，
故 D 错误；
故答案选 BD。
（2）A．甲烷分子的球棍模型为 ，故 A 错误；
B．CCl4 的电子式为 ，故 B 错误；
C．异丁烷的结构简式为 ，故 C 正确；
D． 为丙烷分子的球棍模型，故 D 错误；
故答案选 C。
（3）A．通常情况下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小，故 C 正
确；
烷烃里分子组成最简单的是含有 1 个碳原子的甲烷，故 A 正确；
B．甲烷分子中 C 原子是 sp3杂化，其分子结构是正四面体型，故 B 正确；
C．甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色，故 C 正确；
D．甲烷性质稳定，不能使高锰酸钾溶液褪色，故 D 错误；
故答案选 D。
（4）A． 和 均为二氯甲烷，是同一种物质，故 A 不符合题意；
B．CH3— CH3与 相差 3 个CH2 原子团，互为同系物，故 B 符
合题意；
C．CH3CH2Cl为一氯取代物，CH2ClCH2Cl为二氯取代物，两者为不同的物质，故 C 不符
合题意；
D．CH4 为烃，CH3CH2Cl为卤代烃，是不同类物质，故 D 不符合题意；
故答案选 B。
（5）甲烷和氯气反应，生成一氯甲烷的化学方程式为CH4 +Cl
光 照2 CH3Cl+HCl ，故答
案为CH +Cl 光 照4 2 CH3Cl+HCl 。
（6）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液
体，一氯甲烷是气体，故答案为油状；②③④。
（7）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液
体，一氯甲烷是气体，生成的氯化氢极易溶于水，遇水蒸气形成白雾，容器中的压强较
低，液面上升，故答案为盐酸的小液滴；上升。
【变式 2】利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某
化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
试回答下列问题：
（1）请写出 C 装置中生成 CH3Cl 的化学方程式： ，有人认为 E 中有氯化氢产生，不
能证明甲烷与氯气发生了取代反应，你认为他的看法 （填“正确”或“不正确”）。
（2）B 装置有三种功能：①控制气流速率；②均匀混合气体；③ 。
（3）一段时间后发现 D 装置中的棉花由白色变为蓝色，则棉花上可能预先滴有 溶
液。
【答案】（1） CH4＋Cl2 光 照 CH3Cl＋HCl 正确（2）干燥气体（3）淀粉—KI
【分析】由实验装置图可知，装置 A 中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，浓盐酸具有
挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，装置 B 中盛有的浓硫酸用于干燥氯气和甲
烷、均匀混合气体和控制气流速率，装置 C 中氯气和甲烷在光照条件下发生取代反应生成
氯代甲烷和氯化氢，装置 D 中氯气与碘化钾溶液反应生成能使淀粉变蓝色的单质碘，使得
滴有淀粉碘化钾溶液的棉花会由白色变为蓝色，装置 E 中盛有的水用于吸收氯化氢制得盐
酸，其中球形干燥管能起到防倒吸的作用。
【详解】（1）C 装置中生成一氯甲烷的反应为氯气和甲烷在光照条件下发生取代反应生成
一氯甲烷和氯化氢，反应的化学方程式为 CH4＋Cl2 光 照 CH3Cl＋HCl，由于浓盐酸具有
挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，所以有氯化氢产生，不能证明甲烷与氯气发
生了取代反应，故答案为：CH4＋Cl2 光 照 CH3Cl＋HCl；正确；
（2）由分析可知，装置 B 中盛有的浓硫酸用于干燥氯气和甲烷、均匀混合气体和控制气
流速率，故答案为：干燥气体；
（3）由分析可知，装置 D 中氯气与碘化钾溶液反应生成能使淀粉变蓝色的单质碘，使得
滴有淀粉碘化钾溶液的棉花会由白色变为蓝色，故答案为：淀粉—KI。
