高中化學(xué)同步講義（必修二）第14講 7.3烷烴的性質(zhì)（教師版）

第3課時(shí)烷烴的性質(zhì)1．了解烷烴的主要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。2．熟練掌握甲烷的主要性質(zhì)。3．認(rèn)識(shí)取代反應(yīng)的概念及特點(diǎn)。一、烷烴的性質(zhì)1．烷烴的物理性質(zhì)(1)隨分子中碳原子數(shù)增加，熔、沸點(diǎn)逐漸升高；(2)隨分子中碳原子數(shù)增加，狀態(tài)由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)，其中常溫、常壓下碳原子數(shù)小于或等于4的烷烴為氣態(tài)；(3)隨分子中碳原子數(shù)增加，密度逐漸增大且均比水的密度小，難溶于水。(4)當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，一般支鏈越多，沸點(diǎn)越低。如沸點(diǎn)：正丁烷>異丁烷。2．烷烴的化學(xué)性質(zhì)(1)穩(wěn)定性：通常條件下與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)。(2)可燃性(氧化反應(yīng))：烷烴都能燃燒。CH4燃燒方程式：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2＋2H2OC3H8燃燒方程式：C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O鏈狀烷烴燃燒通式：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))nCO2＋(n＋1)H2O。(3)分解反應(yīng)：烷烴在較高的溫度下會(huì)發(fā)生分解。如：CH4eq\o(→,\s\up7(高溫))C＋2H2，應(yīng)用：石油化工生產(chǎn)和天然氣化工生產(chǎn)中，獲得重要的化工基本原料和燃料。二、烷烴的取代反應(yīng)1．實(shí)驗(yàn)探究CH4與Cl2的反應(yīng)(1)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作取兩支試管，通過排飽和食鹽水法收集半試管CH4和半試管Cl2。將一支試管用鋁箔套上，另一支試管放在光亮處。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A裝置：試管內(nèi)氣體顏色變淺，試管壁出現(xiàn)油狀液滴，試管內(nèi)液面上升。B裝置：無現(xiàn)象。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：CH4與Cl2需在光照條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(4)甲烷和氯氣的混合氣體在光照發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：①CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl②CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl③CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl④CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋HCl(5)反應(yīng)產(chǎn)物：甲烷與氯氣發(fā)生生成4種有機(jī)產(chǎn)物和HCl，其中CH3Cl（一氯甲烷）、CH2Cl2（二氯甲烷）、CHCl3（三氯甲烷）、CCl4（四氯甲烷）均難溶于水，其中常溫下除CH3Cl是氣體，CH2Cl2、CHCl3、CCl4為液體。三氯甲烷和四氯甲烷是工業(yè)上重要的有機(jī)溶劑。2．取代反應(yīng)(1)概念：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。(2)烷烴與鹵素的取代反應(yīng)①在光照條件下，烷烴與Cl2、Br2等鹵素單質(zhì)的氣體都可以發(fā)生取代反應(yīng)，生成多種鹵代產(chǎn)物和相應(yīng)的鹵化氫氣體。CnH2n＋2＋X2eq\o(→,\s\up7(光))CnH2n＋1X＋HX，CnH2n＋1X可與X2繼續(xù)發(fā)生取代反應(yīng)。②烷烴的取代反應(yīng)是一種連鎖反應(yīng)，不會(huì)停留在某一步，因此產(chǎn)物一般為混合物。三、有機(jī)物的性質(zhì)1．物理性質(zhì)大多數(shù)有機(jī)物的熔點(diǎn)比較低，難溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有機(jī)溶劑。2．化學(xué)性質(zhì)(1)大多數(shù)有機(jī)物容易燃燒，受熱會(huì)發(fā)生分解；(2)有機(jī)物的化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，常伴有副反應(yīng)發(fā)生，很多反應(yīng)需要在加熱、光照或使用催化劑的條件下進(jìn)行。因此有機(jī)化學(xué)方程式常用“→”連接反應(yīng)物和生成物。?問題一烷烴的性質(zhì)【典例1】下列有關(guān)烷烴性質(zhì)的敘述不正確的是()A．常溫下烷烴與酸、堿、強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)B．烷烴都具有還原性，能被氧氣氧化C．烷烴都能燃燒生成二氧化碳和水D．烷烴能使酸性高錳酸鉀溶液褪色答案：D解析：烷烴為碳、氫元素組成的化合物，原子間均以單鍵結(jié)合，屬于飽和烴，性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下與酸、堿、強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)，A正確、D錯(cuò)誤；烷烴都能在氧氣中燃燒，表現(xiàn)出還原性，B正確；烷烴為碳、氫元素組成的化合物，在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和水，C正確?！咀兪骄?-1】下列性質(zhì)不屬于甲烷性質(zhì)的是()A．完全燃燒時(shí)生成二氧化碳和水B．常溫常壓下能溶于水C．光照下能與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)D．通常情況下，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑不反應(yīng)答案：B解析：甲烷難溶于水，B項(xiàng)不屬于甲烷性質(zhì)?！咀兪骄?-2】液化石油氣中含有丙烷，且丙烷中碳原子成鍵特點(diǎn)與CH4中碳原子相似，性質(zhì)相似。下列有關(guān)丙烷的敘述中不正確的是()A．丙烷在較高溫度下會(huì)分解B．光照下能夠與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)C．丙烷與甲烷不是同系物D．丙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色答案：C解析：丙烷和甲烷都屬于鏈狀烷烴，都符合通式CnH2n＋2，二者相差2個(gè)CH2原子團(tuán)，故屬于同系物。?問題二取代反應(yīng)【典例2】某課外活動(dòng)小組利用如圖所示裝置探究甲烷與氯氣的反應(yīng)。根據(jù)題意，回答下列問題：(1)CH4與Cl2發(fā)生反應(yīng)的條件是________；若用日光直射，可能會(huì)引起________________。(2)實(shí)驗(yàn)中可觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有：量筒內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴，_________________________________________，______________________________等。(3)實(shí)驗(yàn)中生成的油狀液滴的化學(xué)式為________，其中___________________是工業(yè)上重要的溶劑。(4)用飽和食鹽水而不用水的原因是________________________________________________。答案：(1)光照(或光亮處)爆炸(2)量筒內(nèi)黃綠色氣體顏色變淺量筒內(nèi)液面上升(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl4(4)降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水的反應(yīng)解析：CH4和Cl2光照可以反應(yīng)生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，隨著反應(yīng)進(jìn)行，Cl2不斷消耗，黃綠色逐漸消失。又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常溫下是無色油狀液體，故量筒內(nèi)壁上有油滴。因生成的HCl易溶于水，量筒內(nèi)的壓強(qiáng)減小，量筒內(nèi)液面上升。HCl溶于水后，溶液中Cl－濃度增大，使NaCl固體析出?！練w納小結(jié)】烷烴(以甲烷為例)發(fā)生取代反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律(1)反應(yīng)條件：光照，其光照為漫射光，強(qiáng)光直射易發(fā)生爆炸。(2)反應(yīng)物：鹵素單質(zhì)，如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，但可以與氯氣、溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)。(3)反應(yīng)產(chǎn)物：雖然反應(yīng)物的比例、反應(yīng)時(shí)間的長短等因素會(huì)造成各種產(chǎn)物的比例不同，但甲烷與氯氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四種有機(jī)物與HCl形成的混合物。反應(yīng)產(chǎn)物中HCl的物質(zhì)的量最多。(4)反應(yīng)特點(diǎn)——連鎖反應(yīng)甲烷分子中的氫原子被氯原子逐步取代，第一步反應(yīng)一旦開始，后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行，且各步反應(yīng)可同時(shí)進(jìn)行。即當(dāng)n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1時(shí)，并不只發(fā)生反應(yīng)CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl，其他反應(yīng)也在進(jìn)行?！咀兪骄?-1】下列化學(xué)反應(yīng)中不屬于取代反應(yīng)的是()A．CH3CH2Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CHCl2＋HClB．CH3OH＋HCleq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋H2OC．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑D．CH3—CH2—Br＋H2Oeq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5(△))CH3—CH2—OH＋HBr答案：C解析：取代反應(yīng)是指有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)。C項(xiàng)中的反應(yīng)為置換反應(yīng)，不是有機(jī)反應(yīng)，更不是取代反應(yīng)。【變式練2-2】實(shí)驗(yàn)室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。光照下反應(yīng)一段時(shí)間后，下列裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是()答案：D解析：甲烷和氯氣在光照條件下反應(yīng)，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，外壓大于內(nèi)壓，試管內(nèi)液面升高，且試管內(nèi)出現(xiàn)白霧和油狀液滴，綜合上述分析，D項(xiàng)正確。【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．下列關(guān)于烷烴性質(zhì)的敘述正確的是()A．烷烴的沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)增加而逐漸降低B．烷烴易被酸性高錳酸鉀溶液氧化C．在光照條件下，烷烴易與溴水發(fā)生取代反應(yīng)D．烷烴的鹵代反應(yīng)很難得到純凈的產(chǎn)物答案：D解析：烷烴的沸點(diǎn)一般隨碳原子數(shù)增加而逐漸升高，A項(xiàng)錯(cuò)誤；烷烴通常情況下性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在光照條件下，烷烴只能與純凈的鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)，不與溴水反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于鹵素原子取代烷烴分子中氫原子的位置和個(gè)數(shù)難以控制，故很難得到純凈的產(chǎn)物，D項(xiàng)正確。2．在1.013×105Pa下，測得某些烷烴的沸點(diǎn)見下表。據(jù)表分析，下列選項(xiàng)正確的是()物質(zhì)名稱及結(jié)構(gòu)簡式沸點(diǎn)/℃正丁烷CH3(CH2)2CH3－0.5正戊烷CH3(CH2)3CH336.0異戊烷27.8新戊烷C(CH3)49.5正己烷CH3(CH2)4CH369.0A．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，新戊烷是氣體B．在1.013×105Pa、20℃時(shí)，戊烷都是液體C．烷烴隨碳原子數(shù)的增加，熔點(diǎn)降低D．分子式為C5H12的烷烴的同分異構(gòu)體中，隨支鏈的增加，沸點(diǎn)降低答案：D解析：由題表信息可知，新戊烷的沸點(diǎn)是9.5℃，標(biāo)準(zhǔn)狀況下是液體，20℃時(shí)是氣體，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；烷烴隨碳原子數(shù)的增加，熔點(diǎn)升高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；C5H12的三種同分異構(gòu)體中，隨支鏈數(shù)的增加，沸點(diǎn)降低，D項(xiàng)正確。3．如圖為烴分子的球棍模型，“大球”表示碳原子，“小球”表示氫原子。下列說法正確的是()A．圖1表示的烴叫丙烷B．圖2烴分子的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH3C．圖1與圖2表示的物質(zhì)的二氯代物種數(shù)相同D．圖1與圖2表示的物質(zhì)的沸點(diǎn)：前者高于后者答案：D解析：圖1含4個(gè)碳，故圖1表示的烴叫丁烷，A錯(cuò)誤；圖2烴分子含支鏈，故其結(jié)構(gòu)簡式為CH(CH3)3，B錯(cuò)誤；圖1的二氯代物有6種，異丁烷的二氯代物有3種，故C錯(cuò)誤；兩物質(zhì)相對分子質(zhì)量相同，圖2有支鏈，沸點(diǎn)更低，故D正確。4．下列烷烴在光照條件下與氯氣反應(yīng)，只生成一種一氯代物的是()A．CH3CH2CH2CH3 B．C． D．答案：C解析：A項(xiàng)，分子中有2種類型的氫原子，一氯代物有2種；B項(xiàng)，分子中有2種類型的氫原子，一氯代物有2種；C項(xiàng)，分子中6個(gè)甲基類型相同，氫原子只有1種類型，故一氯代物有1種；D項(xiàng)，分子中有4種類型的氫原子，一氯代物有4種。5．如圖所示，在光照條件下，將盛有CH4和Cl2的試管倒扣于盛有飽和食鹽水的水槽中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是()A．試管中液面上升至試管頂部B．試管內(nèi)的黃綠色變淺C．試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴D．試管內(nèi)出現(xiàn)少量白霧答案：A解析：反應(yīng)生成的一氯甲烷為氣體，故液面不會(huì)上升至試管頂部，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氯氣與甲烷發(fā)生反應(yīng)，逐漸被消耗，生成無色物質(zhì)，黃綠色變淺，B項(xiàng)正確；反應(yīng)生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳不溶于水，為油狀液滴，C項(xiàng)正確；CH4和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，生成HCl，HCl遇水形成酸霧，D項(xiàng)正確。6．下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()①CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋HCl②2HI＋Cl2=2HCl＋I(xiàn)2③CO＋2H2eq\o(=,\s\up7(催化劑))CH3OH④CH3CH2CN＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))＋HCl⑤CH3CH2OH＋HBreq\o(→,\s\up7(△))CH3CH2Br＋H2OA．①②B．①②③④C．①④⑤ D．②④⑤答案：C解析：①CHCl3中的H原子被Cl原子取代，屬于取代反應(yīng)；②該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)；③該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)；④CH3CH2CN分子中“—CH2—”的1個(gè)H原子被Cl原子取代，屬于取代反應(yīng)；⑤CH3CH2OH分子中的—OH被Br原子取代，屬于取代反應(yīng)。7．火炬中燃料的主要成分為丙烷。下列有關(guān)丙烷的敘述不正確的是()A．丙烷屬于烷烴B．丙烷的球棍模型為C．丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為D．丙烷燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和熱能答案：C解析：丙烷分子中，碳碳之間均為單鍵，符合通式CnH2n＋2(n為正整數(shù))，屬于烷烴，A項(xiàng)正確；由圖可知，丙烷的球棍模型正確，B項(xiàng)正確；丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；丙烷燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和熱能，D項(xiàng)正確。8．1mol某烷烴完全燃燒需要8mol氧氣，則這種烷烴的化學(xué)式為()A．C5H12B．C4H10C．C3H8 D．C6H14答案：A解析：設(shè)烷烴的化學(xué)式為CnH2n＋2，燃燒方程式為CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))nCO2＋(n＋1)H2O1moleq\f(3n＋1,2)mol1mol8mol則有eq\f(3n＋1,2)＝8，解得n＝5，故烷烴化學(xué)式為C5H12。故選A。9．已知有一種烴的結(jié)構(gòu)類似自行車，簡稱“自行車烴”，如圖所示，下列關(guān)于它的性質(zhì)敘述正確的是()A．易溶于水B．可以發(fā)生取代反應(yīng)C．其密度大于水的密度D．與環(huán)己烷互為同系物答案：B解析：烷烴都難溶于水，密度比水小，可以發(fā)生取代反應(yīng)，A、C錯(cuò)誤，B正確；“自行車烴”與環(huán)己烷二者結(jié)構(gòu)不同，不滿足分子式相差n個(gè)CH2原子團(tuán)的要求，所以和環(huán)己烷不互為同系物，D錯(cuò)誤。10．如圖是某同學(xué)利用日常用品注射器設(shè)計(jì)的簡易實(shí)驗(yàn)裝置。甲管中吸入10mLCH4，同溫同壓下乙管中吸入50mLCl2，將乙管氣體推入甲管中，將針管放在光亮處片刻后，觀察現(xiàn)象。(1)下列是某同學(xué)預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①氣體最終變?yōu)闊o色；②實(shí)驗(yàn)過程中，甲管活塞向內(nèi)移動(dòng)；③甲管內(nèi)壁有油珠；④產(chǎn)生火花。其中正確的是________。(2)甲管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型為__________。(3)反應(yīng)后，甲管中主要剩余氣體最好用下列試劑中的________(填字母)吸收。A．水 B．氫氧化鈉溶液C．硝酸銀溶液 D．飽和食鹽水(4)反應(yīng)后，若將甲管中的物質(zhì)推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會(huì)觀察到________，若再向其中滴入幾滴紫色石蕊溶液，又觀察到__________________________________________。答案：(1)②③(2)取代反應(yīng)(3)B(4)液體分為兩層，產(chǎn)生白色沉淀溶液變紅色解析：在光照下，甲烷與氯氣發(fā)生連鎖反應(yīng)：CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋HCl。(1)理論上，甲烷與氯氣體積比為1∶4時(shí)二者恰好完全反應(yīng)，而該針管里氯氣與甲烷體積比為5∶1＞4∶1，說明氯氣過量，最終氣體中仍有氯氣。該反應(yīng)進(jìn)行緩慢，不會(huì)產(chǎn)生火花。產(chǎn)物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，所以氣體的總物質(zhì)的量減小，內(nèi)部壓強(qiáng)減小，甲管活塞向內(nèi)移動(dòng)。(2)甲烷分子中的四個(gè)氫原子可被氯原子取代，故甲管中發(fā)生的是取代反應(yīng)。(3)剩余氣體中含有氯氣和氯化氫，可用氫氧化鈉溶液吸收。(4)生成的HCl會(huì)與AgNO3反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，同時(shí)因CH2Cl2、CHCl3、CCl4難溶于水而看到液體分為兩層，若加入幾滴紫色石蕊溶液，溶液變紅色?！灸芰μ嵘?．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCH4與Cl2在光照下發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的Cl2的物質(zhì)的量為()A．0.5molB．2molC．2.5molD．4mol答案：C解析：1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25mol，這四種取代物中n(Cl)＝0.25mol×(1＋2＋3＋4)＝2.5mol，根據(jù)取代反應(yīng)特點(diǎn)，n(HCl)＝2.5mol，故生成物中所含氯原子共2.5mol＋2.5mol＝5mol，參加反應(yīng)的n(Cl2)＝2.5mol。2．一定質(zhì)量的鏈狀烷烴X完全燃燒后生成17.6gCO2和9.0gH2O，下列說法不正確的是()A．X的分子式為C4H10B．X可能的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3C．將X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色D．X與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，可能生成2種一氯代物答案：C解析：17.6gCO2和9.0gH2O的物質(zhì)的量分別為0.4mol、0.5mol，據(jù)此可得C原子與H原子的個(gè)數(shù)之比為0.4mol∶1mol＝4∶10，故鏈狀烷烴X的分子式為C4H10，A項(xiàng)正確；C4H10有兩種結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)正確；烷烴不與酸性KMnO4溶液反應(yīng)，故溶液不褪色，C項(xiàng)錯(cuò)誤；正丁烷和異丁烷分子中都有2種氫原子，故無論是哪種丁烷與Cl2在光照條件下反應(yīng)都能生成2種一氯代物，D項(xiàng)正確。3．立方烷是一種新合成的烴，其分子結(jié)構(gòu)為正方體，其碳架結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)立方烷的說法正確的是()A．立方烷的分子式為C8H18B．立方烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，1mol立方烷最多會(huì)生成4molHClC．1mol立方烷完全燃燒消耗氧氣的體積為224LD．立方烷的一氯代物只有1種，二氯代物有3種答案：D解析：根據(jù)碳原子成鍵特點(diǎn)，立方烷的分子式為C8H8，A項(xiàng)錯(cuò)誤；1mol立方烷和氯氣反應(yīng)，最多需要8mol氯氣，生成8molHCl，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)燃燒方程式C8H8＋10O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))8CO2＋4H2O，燃燒1mol立方烷需要10mol氧氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為224L，但所給選項(xiàng)氧氣的狀態(tài)不確定，不一定為標(biāo)準(zhǔn)狀況，C項(xiàng)錯(cuò)誤；立方烷分子是高度對稱的，分子中只有一種等效氫，故其一氯代物只有1種，二氯代物有3種，D項(xiàng)正確。4．晉朝人常璩在《華陽國志》里有這樣一段話：臨邛縣“有火井，夜時(shí)光映上昭。民欲其火，先以家火投之。頃許如雷聲，火焰出，通耀數(shù)十里。以竹筒盛其火藏之，可拽行終日不滅也……”，請回答下列問題。(1)話中描述的物質(zhì)是一種最簡單的有機(jī)物—甲烷，其結(jié)構(gòu)式為_____________。(2)寫出“頃許如雷聲，火焰出”涉及的化學(xué)方程式：__________________________________。(3)甲烷不僅可以直接用來燃燒，還是重要的化工原料，它可以與水在高溫條件下反應(yīng)制得水煤氣(CO和H2)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________，反應(yīng)得到的水煤氣中CO和H2的質(zhì)量比為________。(4)CH4和Cl2反應(yīng)生成一氯甲烷的化學(xué)方程式為_________________________，反應(yīng)類型是____________。答案：(1)(2)CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O(3)CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋3H214∶3(4)CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl取代反應(yīng)解析：(1)甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為；(2)CH4燃燒生成CO2和H2O，化學(xué)方程式為CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O；(3)根據(jù)信息提示，可知反應(yīng)物為CH4、H2O，生成物為CO和H2，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋3H2。由化學(xué)方程式可知n(CO)∶n(H2)＝1∶3，故CO和H2的質(zhì)量比為(28×1)∶(3×2)＝14∶3；(4)CH4和Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯甲烷，化學(xué)方程式為CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl。5．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中