3.1.1 有机化合物的性质
【典例导悟】
【典例1】下列说法中正确的是、
A.易溶于汽油、酒精等有机溶剂的物质一定是有机化合物 B.所有的有机化合物都是非电解质
C.有机化合物和无机物在性质上的差别并不是绝对的 D.所有的有机化合物都易燃烧
【规范解答】选C。A项，有机化合物大多数难溶于水，易溶于有机溶剂，但有些无机物如单质溴、单质碘等也易溶于有机溶剂，故A项错误；B项，有机化合物大部分是非电解质，但也有的属于电解质如乙酸等，故B项错误；C项，有机化合物与无机物之间没有绝对的界限区分，在性质上有些是类似的，有些是不同的，故C项正确；D项，有机化合物大部分易燃烧，但有少数例外，如CCl4等，故D项错误。 【互动探究】
（1）上题中，若将A项改为：有机化合物一定易溶于汽油、酒精等有机溶剂中。对吗？ （2）上题中，若将C项改为：有机化合物和无机物都可以从动植物体中提取。对吗？ 提示：（1）不对。有些有机化合物如塑料、树脂等难溶于汽油、酒精等有机溶剂中。 （2）不对。有机化合物有天然的也有人工合成的，因此某些物质不能从动植物体中提取。 【变式训练】下列物质不属于有机物的是（ ） Ａ.碳酸 B.汽油 C.蔗糖 D.合成纤维
【解析】选A。有机物是含碳元素的化合物，组成有机物的元素除碳外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、碳化物等少数含碳化合物，由于其组成与性质都跟无机物相似，故仍属无机物，因此选择A项。
【典例2】将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶，用玻璃片把瓶口盖好后，分别作如下处理，各有怎样的现象发生？
（1）置于黑暗处_____________________。 （2）将点燃的镁条靠近集气瓶外壁___________。 （3）放在光亮的教室里______________________。
（4）甲烷和氯气发生的一系列反应都是______反应（填反应类型），有机物中常用作有机溶剂的是_________，
可用作灭火剂的是___________。
1 （5）若0.5 mol甲烷和Cl2完全发生反应，并生成相同物质的量的四种有机产物，则需Cl2的物质的量是_____mol。
【思路点拨】解答本题要注意以下三点（1）CH4与Cl2只有在光照条件下，才发生取代反应。 （2）CH4与Cl2的取代反应是多步反应同时进行。 （3）Cl2取代CH4的1个H原子，消耗1分子Cl2。
【自主解答】将混合气体（CH4与Cl2）置于黑暗处，由于两者反应是在光照下进行的，因而在黑暗处不会发生；将点燃的镁条靠近集气瓶，则因光太强烈，反应较快，能发生爆炸；放于光亮的教室里，反应较平缓地发生，现象：黄绿色渐渐变浅，退去，瓶壁上出现油状液滴。该类有机反应是典型的取代反应，其产物中有机物共四种，常作有机溶剂的是CHCl
3、CCl4，作灭火剂的是CCl4。
CH4与Cl2发生取代反应生成四种取代产物CH3Cl、CH2Cl
2、CHCl
3、CCl4,根据碳元素守恒，四种取代产物的物质的量
分别为 mol=0.125 mol，根据取代反应的特点，每个
CH4分子中1个氢原子被取代时均消耗1个Cl2，则需要Cl2的
物质的量等于有机物中氯原子物质的量，即0.125 mol×（1+2+3+4）=1.25 mol。 答案：（1）无明显现象 （2）发生爆炸
（3）黄绿色逐渐变浅，最后消失，瓶壁上出现油状液滴（4）取代 CHCl
3、CCl4 CCl4 （5）1.25
【解析】选C。由于取代反应只适用于有机反应，而无机反应中的置换反应、分解反应、复分解反应均不是取代反应。A项属于置换反应；B项属于复分解反应；C项CH2Cl2中的H被Cl所代替，属于取代反应；D项属于分解反应，故选C项。
【学业达标训练】
1.（2010·哈尔滨高一检测）下列物质中属于有机物的是（ ） ①乙醇 ②食盐 ③石墨 ④甲烷 ⑤蔗糖 ⑥水 ⑦一氧化碳 ⑧碳酸钙 ⑨乙酸 A.①②④⑤⑨ B.①④⑤⑨
2 C.①③④⑤⑦⑧⑨ D.①④⑤⑥
【解析】选B。食盐、水中不含碳元素，石墨、一氧化碳、碳酸钙三种物质虽含碳元素，但性质上与有机物有很大区别，不属于有机物。 2.下列说法中正确的是（ ） A.有机物不具备无机物的性质
B.有机物参与的反应，一般比较复杂，反应速率较慢，且常伴有副反应发生 C.有机物和无机物之间是不可能相互转化的两类物质 D.所有有机化合物均易燃烧
【解析】选B。A项，虽然有机物与无机物性质差别较大，但有些有机物也具有某些无机物的性质，如乙酸具有酸性等，故A项错误；B项，有机物之间的反应一般比较复杂，副反应多，反应速率慢，故B项正确；C项，有机物和无机物之间可以相互转化，如大多数有机物燃烧生成CO2和H2O，而生成的CO2和H2O在光合作用下可生成有机物等，
故C项错误;D项，大多数有机化合物易燃烧，但也有例外，如CCl4可用作灭火剂，故D项错误。 3.关于取代反应和置换反应的下列说法中，正确的是( ) A.取代反应和置换反应中一定都有单质生成 B.取代反应和置换反应一定都属于氧化还原反应
C.取代反应大多是可逆的，反应速率慢，而置换反应一般是单向进行的，反应速率快 D.取代反应和置换反应的产物都是惟一的，不会有多种产物并存的现象
【解析】选C。取代反应的生成物中不一定有单质，如甲烷与氯气的取代反应;取代反应中替换的原子或原子团的电性相同时应属于非氧化还原反应，电性相反时属于氧化
还原反应；取代反应是逐步进行的，因而生成物中可能会存在多种取代产物共存的现象，故选C项。 4.在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到产物的物质的量最多的是（ ） A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl 【解析】选D。由CH4与Cl2发生取代反应的化学方程式可知，每生成1 mol卤代烃，可生成1 mol HCl；由于CH4与Cl2发生的每一步取代反应中都有HCl生成，则得到的产物中HCl的物质的量最多，故选D项。 5.在光照条件下，下列各组混合物几乎没有发生反应的是（ ） A.甲烷和溴蒸气 B.氢气和氯气 C.甲烷和氧气 D.甲烷和氯气
【解析】选C。溴蒸气与氯气一样在光照条件下能与甲烷发生取代反应，氢气和氯气在光照条件下发生爆炸，甲烷与氧气在点燃条件下剧烈反应，而在光照条件下不反应。
3 6.2009年2月22日凌晨，山西屯兰煤矿发生造成74人死亡的瓦斯爆炸事故，引起党中央、国务院的高度重视。因此在矿井里，必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等，而且要随时检查瓦斯的体积分数，如果空气中含甲烷4.9%～16%，遇到明火会发生爆炸。发生最强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数是（） A.5% B.9.5% C.10.5% D.15% 【解析】选B。爆炸极限是指可燃性气体与空气的混合物点燃能发生爆炸的浓度范围。事实上在这个浓度范围内爆炸强弱程度不同，其中有一个爆炸最强点，它所要满足的条件是：在混合气体中，可燃性气体与助燃性气体的体积比恰好是完全反应时的比值。根据反应CH4+2O2
CO2+2H2O，恰好反应时V（CH4）∶V(O2)=1∶２,空气中氧气所占的体积比约为21%，设CH4与空气体积比为1∶x，则有1∶（x×21%）=1∶2，x=9.524，故甲烷的体积分数
7.把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛Na2SiO3溶液的水槽里，放在光亮处。片刻后发现试管中气体颜色_____，试管中的液面_____，试管壁上有______出现，水槽中还观察到______。
【解析】CH4与Cl2组成的混合气体光照后发生取代反应，生成氯代甲烷的混合物及HCl，故试管中气体颜色变浅。由于HCl易溶于水，试管内压强变小，液面升高，生成的几种氯代甲烷除CH3Cl外均为难溶于水的油状液体，取代反应生成的HCl，溶于水能与Na2SiO3反应，Na2SiO3+2HCl====2NaCl+H2SiO3↓，生成白色絮状沉淀。
答案：变浅上升油状液体白色絮状沉淀
8.一定量的甲烷燃烧后得到产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6 g，当其缓缓通过无水CaCl2时，CaCl2增重25.2 g，原混合气体中CO2的质量为______g。
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分） 1.（2010·长沙高一检测）有机物中的烃是（ ）的化合物 A.含有碳元素 B.含有碳元素和氢元素 C.仅含有碳元素和氢元素 D.燃烧后生成二氧化碳和水
【解析】选C。仅含有碳元素和氢元素的有机物叫烃，烃的衍生物大多数含有碳、氢元素，燃烧后能生成CO2和水，但它们还含有其他元素，不属于烃。
2.下列物质中：①氯水；②浓H2SO4;③溴蒸气；④烧碱；
⑤氧气；⑥酸性KMnO4 溶液，其中在一定条件下可以与甲烷发生化学反应的是（ ） A.①②③⑤ B.④⑤⑥ C.③⑤ D.②③④⑥
【解析】选C。由甲烷的化学性质知，一般条件下甲烷不与强酸、强碱、强氧化剂发生反应，但在光照条件下甲烷可与纯净的卤素单质发生取代反应，此外，甲烷可以在氧气中燃烧，故选C项。
3.氯仿可作麻醉剂，但常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒物质光气（COCl2），反应式为2CHCl3+O2
2COCl2+2HCl。为防止事故，在使用前检验氯仿是否变质，应用的试剂是（ ）
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液 C.HCl溶液 D.H2O
5 【解析】选B。由于氯仿变质时会产生HCl，所以检验氯仿是否变质就转化为：检验是否有HCl存在即可，A、C、D项无法检验是否存在HCl，B项可以用来检验是否存在HCl，故选B项。
4.在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两气体发生反应，下列叙述不正确的是（ ）
A.容器内原子总数不变 B.容器内压强不变 C.容器内分子数不变 D.发生的反应为取代反应
【解析】选B。CH4与Cl2发生取代反应，结合其反应的化学方程式并结合质量守恒定律分析可知A、C、D三项正确，反应前后分子总数之比等于物质的量之比，判断压强是否变化，需比较气态物质的化学计量数，但由于CH2Cl
2、CHCl
3、CCl4为液态物质，故反应后容器内压强减小。
5.如图所示，一端封闭的“U”形管，封闭的一端有一段CH4和Cl2的混合气体，在水平部分有一段气柱，其他两段为液柱，已知液体与气体不反应。使CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应，则中间气柱的长度将（假设中间气柱未移出“U”形管水平部分）（ ）
A.变大 B.变小 C.不变 D.难以确定
【解析】选A。CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl
2、CHCl
3、CCl4和HCl五种产物，其中CH3Cl和HCl为气体，且HCl易溶于水，CH2Cl
2、CHCl3和CCl4均为液体，导致反应后气体体积减小，使得左边液柱上升，中间气柱的压强减小，体积变大，故选A。
二、非选择题（本题包括3小题，共30分） 6.（6分）将一定量的CH
4、O2和Na2O2放入一密闭容器中，用电火花不断引燃混合气体，使其充分反应。反应结束后，容器内压强趋于零（固体物质蒸发不计），其残余固体溶于水无气体放出。 （1）有关反应的化学方程式是____________________ ___________________________________。
（2）CH
4、O2和Na2O2的物质的量之比是___________。 试回答下列问题：
（1）产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺序是____________________________________。
（2）C装置中浓硫酸的作用是_______________（3）D装置中MnO2的作用是_______________。
6 （4）燃烧管中CuO的作用是_____________（5）若准确称取0.48 g样品（只含C、H），经充分燃烧，A管质量增加1.32 g，B管质量增加1.08 g，则该有机物的分子式为_______。 【解析】由题意知，容器中的CH
4、O2和Na2O2恰好完全反应：
7.（14分）生态农业涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016 L(标准状况)该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为： CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8 g。将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5 g。
（1）原混合气体中甲烷的物质的量是_________。 （2）原混合气体中氮气的体积分数为多少？
［实验·探究］
8.（10分）通常用燃烧的方法测定有机物的分子式，可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧，根据产品的质量确定有机物的组成。如图是用燃烧的方法确定有机物分子式的常用装置。
试回答下列问题：
（1）产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺序是____________________________________。 （2）C装置中浓硫酸的作用是_______________。 （3）D装置中MnO2的作用是_______________。 （4）燃烧管中CuO的作用是_______________。
（5）若准确称取0.48 g样品（只含C、H），经充分燃烧，A管质量增加1.32 g，B管质量增加1.08 g，则该有机物的分子式为_______。
【解析】（1）氧气被制取出来后，必须经过干燥才能通入反应管，否则将影响有机物燃烧生成物中水的测量。因为NaOH既能吸收CO2，又能吸水，所以要准确测定水的量，应先通过CaCl2，再通过NaOH。（2）浓硫酸不与氧气反应，能吸水，通过C装置主要是为了干燥O2。
（3）H2O2分解放出氧气的反应很慢，为了得到稳定且足够的氧气与有机物反应，就需要加入催化剂MnO2。 （4）如果有机物未完全燃烧，而生成物中含有CO，则通过CuO后，CO可以被氧化生成CO2。
答案：（1） g、f、e、h、i、c、d(d、c)、a、b（b、a) (2)吸收水分，得干燥纯净的氧气 （3）催化剂，加快产生氧气的速率 (4)使有机物更充分氧化生成二氧化碳和水 （5）CH4
高中化学 1.2 研究物质性质的基本方法教学设计2 鲁科版必修1
