2019年高中高考化学：甲烷（含解析）专题一、单选题1．下列事实中能证明甲烷是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是平面正方形结构的是A．甲烷的四个碳氢键的长度和强度相同B．甲烷分子可以发生取代反应C．甲烷的二氯取代物不存在同分异构体D．甲烷的三氯取代物只有一种【答案】C【解析】【分析】如果甲烷是正方形的平面结构，而CH2Cl2有两种结构：相邻或者对角线上的氢被Cl取代，而实际上，其二氯取代物只有一种结构，因此只有正四面体结构才符合，以此解答该题。
【详解】A.甲烷无论是正四面体结构，还是平面正方形结构，甲烷的4个碳氢键的键长和强度都相同，无法判断甲烷的结构，故A错误；B.无论甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，还是平面正方形结构，甲烷分子都可以发生取代反应，无法判断甲烷的结构，故B错误；C.甲烷的四个碳氢键的长度和强度相同，可能有正四面体和平面正方形两种结构，若为正四面体结构，甲烷的二氯取代物不存在同分异构体，若为平面正方形，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，故C 正确；D.甲烷的四个碳氢键的长度和强度相同，可能有正四面体和平面正方形两种结构甲烷无论是正四面体结构还是正方形结构，三氯代物均不存在同分异构体，无法判断甲烷的结构，故D错误。
故选C。
2．下列属于加成反应的是A．乙苯与液溴在铁的催化下反应B．乙炔在空气中燃烧C．甲烷与氯气在光照条件下反应D．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色【答案】D【解析】【分析】加成反应是发生在双键上，主要是双键两端的原子直接与其它原子或原子团相连的过程，其实质是双键变单键，不饱和度降低，据此分析作答。
【详解】A. 乙苯与液溴在铁的催化下反应生成溴乙苯，属于取代反应，A项错误；B. 乙炔在空气中燃烧生成二氧化碳，属于氧化反应，B项错误；C. 甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，C项错误；D. 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色，其实质是乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷，D项正确；答案选D。
3．下列叙述错误的是A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱和强氧化剂都不反应B．甲烷化学性质稳定，不能被任何氧化剂氧化C．甲烷与Cl2反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D．甲烷的四种有机取代产物有一种气态，其余三种为液态且都不溶于水【答案】B【详解】A项、甲烷化学性质比较稳定，跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应，故A正确；B项、甲烷可以燃烧，能与氧气发生氧化反应，故B错误；C项、甲烷是饱和链烃，跟氯气在光照条件下发生取代反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl、CCl4，故C正确；D项、甲烷的四种有机取代物中只有一氯甲烷是气体，其余三种为液态且都不溶于水，故D正确。
故选B。
4．下列叙述中错误的是A．点燃甲烷不一定会爆炸B．甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料C．煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸的发生D．点燃甲烷前不必进行验纯【答案】D【解析】【详解】A项、甲烷在空气中爆炸范围为5%～15%，因此点燃甲烷不一定会爆炸，故A正确；B项、甲烷的燃烧热比较大，且燃烧产物无污染，是很好的气体燃料，故B正确；C项、煤矿的矿井中含有大量甲烷，点燃时易爆炸，所以煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生，故C正确；D项、甲烷为可燃性气体，点燃前需检验纯度，故D错误。
故选D。
本题考查甲烷的性质，注意甲烷与空气混合点燃会发生爆炸是有条件的。
5．下列叙述不正确的是A．甲烷是正四面体结构B．石油的催化裂化是为了提高轻质油的产量与质量C．皂化反应后在下层得到高级脂肪酸钠D．各种油脂水解后的产物中都有甘油【答案】C【解析】【详解】A. 甲烷分子的结构是正四面体结构，故A正确；B. 石油的催化裂化是将重油裂化，生成汽油，提高产量，故B正确；C. 高级脂肪酸钠的密度比水小，故硬质酸钠在上层，水溶液在下层，故C错误；D. 油脂是高级脂肪酸的甘油酯，属于酯类，水解后生成高级脂肪酸和甘油，所以各种油脂水解后的产物中都有甘油，故D正确。
答案选C。
6．下列有关有机物的说法不正确的是( )A．二氯甲烷只有1种结构说明甲烷是正四面结构B．乙烯分子中的所有原子共平面C．凡是符合通式C n H2n+2的化合物一定是烷烃D．凡是分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的物质，一定互为同系物【答案】D【解析】【详解】A. 二氯甲烷只有1种结构，说明甲烷分子中任意2个氢原子均为相邻位置，故甲烷分子一定是正四面结构，A正确；B. 碳碳双键为平面形结构，则乙烯分子中的所有原子共平面，B正确；C. 凡是符合通式C n H2n+2的化合物均为饱和烃，一定是烷烃，C正确；D. 分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的物质，其结构不一定相似，不一定有相同的官能团，则不一定互为同系物，例如苯甲醇和苯酚等，D错误；答案选D。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质，把握有机物的结构、官能团、组成为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项D为解答的易错点。
7．天然气是目前推广使用的清洁燃料，它的主要成分是（）A．CH3OH B．H2C．CO D．CH4【答案】D【解析】【详解】天然气的主要成分是甲烷，故选D。
8．下列化学方程式书正确的是A．CH4 + Cl2CH2Cl2+H2B．CH2CH2 + HBr→ CH3CH2BrC．D．C12H22O11(蔗糖)+H2O C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)【答案】D【解析】【详解】A项、甲烷与氯气在光照条件下，发生取代反应生成二氯甲烷和氯化氢，故A错误；B项、书写有机化学方程式时，有机物应该写结构简式，乙烯的结构简式为CH2=CH2，故B错误；C项、苯和液溴在溴化铁作催化剂时，发生取代反应生成溴苯和溴化氢，故C正确；D项、蔗糖在催化剂作用下，发生水解反应生成葡萄糖和果糖，故D正确。
故选D。
【点睛】本题考查化学反应方程式的书写，侧重有机化学反应方程式的书写，注意反应类型判断、有机物的结构简式的书写为解答关键。
9．下列常见物质的俗名与化学式对应正确的是A．水煤气—— CH4B．胆矾——CuSO4·5H2OC．水玻璃—— H2SiO3D．明矾——KAl(SO4)2【答案】B【解析】【详解】A项、水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，故A错误；B项、胆矾为五水硫酸铜，化学式为CuSO4·5H2O，故B正确；C项、水玻璃是硅酸钠的水溶液，故C错误；D项、明矾是十二水硫酸铝钾，化学式为KAl(SO4)2·12H2O，故D错误。
故选B。
10．氢元素与其他元素形成的二元化合物称为氢化物，有关氢化物的叙述正确的是A．HF的电子式为 B．H2O的空间构型为直线型C．NH3的结构式为 D．CH4的比例模型为【答案】C【解析】【分析】A．氟化氢是共价化合物，无阴阳离子；B、根据价层电子对互斥理论确定，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，多原子分子若要属于直线型分子，中心原子应采取sp杂化，且无孤电子对；C．氨气中存在3个氮氢键，用短线代替共用电子对即为结构式；D．球棍模型主要体现的是分子的空间结构和成键类型，比例模型主要体现的是组成该分子的原子间的大小关系。
【详解】A．氟化氢为共价化合物，其电子式为，选项A错误；B．H2O中O原子杂化轨道数=σ键个数+孤电子对数=2+6−2=4，所以O采取sp3杂化，分2子构型为V型，选项B错误；C．氨气为共价化合物，分子中存在3个氮氢键，NH3的结构式为：，选项C 正确；D、球棍模型主要体现的是分子的空间结构和成键类型，比例模型主要体现的是组成该分子的原子间的大小关系，表示甲烷的球棍模型，选项D错误；答案选C 。
【点睛】本题考查了常见化学用语的判断，题目难度较易，试题涉及电子式、分子空间构型、结构式、比例模型的表示方法判断，注意掌握常见化学用语的概念及表示方法，试题有利于培养学生规范答题的能力。
11．下列化学用语或模型正确的是（）A．氯化氢的电子式：B．硫离子结构示意图：C．8个中子的碳原子：12C：D．CH4分子的比例模型：【答案】D【解析】【详解】A. 氯化氢共价化合物，电子式应为：，故A错误；B. 硫离子有16个质子，结构示意图：，故B错误；C. 8个中子的碳原子质量数为14，表示为：14C，故C错误；D. CH4为正四面体结构，分子的比例模型：，故D正确，故选D。
12．下列说法正确的是（）A．鉴别乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯可用新制Cu（OH）2悬浊液B．对二甲苯只有一种结构证明苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替的结构C．乙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的反应机理相同D．CH4和CHCl3的空间构型都是正四面体【答案】A【解析】【详解】A.新制的氢氧化铜与乙醇无明显现象，不反应，不过由于稀释颜色会变浅，与乙醛加热有红色沉淀生成，与乙酸变澄清的蓝色溶液，发生酸碱中和反应，乙酸乙酯不溶于水，与乙酸乙酯会在表面形成一层油层，现象均不相同，故鉴别乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯可用新制Cu（OH）2悬浊液，故A正确；B.无论是否含有碳碳双键，对二甲苯只有一种结构，应用邻二甲苯，故B错误；C.乙烯和溴水发生加成反应，而乙烯和酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，故C错误；D.CHCl3的C−H、C−Cl键键长不等，不是正四面体结构，故D错误。
答案选A。
【点睛】本题考查的知识点是判断简单分子或离子的构型，有机物的鉴别，有机物的结构和性质，乙烯的化学性质，苯的结构。
解题时特别注意证明苯分子中不存在碳碳单键和碳碳双键交替的结构应用邻二甲苯；CHCl3中的C-H、C-Cl键键长不等。
据此解答。
13．下列各组物质中，能用高锰酸钾酸性溶液鉴别的是（）A．乙烯、乙炔B．乙烯、苯C．苯、甲烷D．甲烷、乙烷【答案】B【解析】【详解】A．乙烯和乙炔都含有碳碳不饱和键，都能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，使高锰酸钾溶液褪色，现象相同，不能鉴别，故A错误；B．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，现象不同，可鉴别，故B正确；C．苯、甲烷均不与酸性高锰酸钾反应，现象相同，不能鉴别，故C错误；D．甲烷、乙烷均不与酸性高锰酸钾反应，现象相同，不能鉴别，故D错误；答案选B。
【点睛】能用高锰酸钾酸性溶液鉴别的有机物可能含有碳碳不饱和键的烃或烃的衍生物、苯的同系物或醛。
本题的易错点为C，要注意苯分子中不存在碳碳双键。
14．将1 mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为A．1 mol B．3 molC．4.5 mol D．6 mol【答案】B【解析】【分析】发生取代反应时，Cl2中一半的Cl原子生成HCl，根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，计算出各自的物质的量，进而计算所需氯气的物质的量。