8. 设计实验证明甲烷中含有氢元素和碳元素。现有一瓶用排水法收集到的甲烷气体,如图甲中的 A。请根据图中装置完成以下各题:
(1)要将 A 中的气体通入 B 装置中,应选用图乙中的“注水装置”
(2)B 装置中的烧杯是干冷的大烧杯,甲烷燃烧后烧杯内壁有水雾出现,证明甲烷中一定含有
(3)此实验能否证明甲烷中含有氧元素?

(1)要将 A 中的气体通入 B 装置中,应选用图乙中的“注水装置”
②
(填序号)。(2)B 装置中的烧杯是干冷的大烧杯,甲烷燃烧后烧杯内壁有水雾出现,证明甲烷中一定含有
氢(或H)
元素;将 B 装置中的烧杯正放,向其中滴加澄清石灰水,出现浑浊现象,证明甲烷中一定含有碳(或C)
元素。(3)此实验能否证明甲烷中含有氧元素?
不能
(选填“能”或“不能”)。答案
(1)②
(2)氢(或H);碳(或C)
(3)不能
(2)氢(或H);碳(或C)
(3)不能
9. 有机物是自然界物质中的一个大家族。
(1)下列是生活中常见的物质:①尿素$[CO(NH_2)_2]$、②纯碱$(Na_2CO_3)$、③酒精$(C_2H_5OH)$、④葡萄糖$(C_6H_{12}O_6)$。属于有机物的是
(2)食醋是生活中常用的调味品,其主要成分是乙酸$(CH_3COOH)$。在乙酸分子中,碳、氢、氧的原子个数比是
(3)一定质量的某有机化合物 X 与 8g 氧气恰好完全反应,生成 8.8g 二氧化碳和 1.8g 水。X 中各元素的质量比为
(1)下列是生活中常见的物质:①尿素$[CO(NH_2)_2]$、②纯碱$(Na_2CO_3)$、③酒精$(C_2H_5OH)$、④葡萄糖$(C_6H_{12}O_6)$。属于有机物的是
①③④
(填序号)。(2)食醋是生活中常用的调味品,其主要成分是乙酸$(CH_3COOH)$。在乙酸分子中,碳、氢、氧的原子个数比是
1:2:1
。(3)一定质量的某有机化合物 X 与 8g 氧气恰好完全反应,生成 8.8g 二氧化碳和 1.8g 水。X 中各元素的质量比为
12:1(或C:H = 12:1,或m(C):m(H)=12:1)
。答案
(1)①③④;(2)1:2:1;(3)12:1(或C:H = 12:1,或m(C):m(H)=12:1)
解析
(1)有机物通常指含碳的化合物,但一些简单的含碳化合物如二氧化碳、碳酸盐等除外。①尿素$[CO(NH_2)_2]$是含碳化合物且不属于例外情况,属于有机物;②纯碱$(Na_2CO_3)$是碳酸盐,不属于有机物;③酒精$(C_2H_5OH)$是含碳化合物,属于有机物;④葡萄糖$(C_6H_{12}O_6)$是含碳化合物,属于有机物。所以属于有机物的是①③④。
(2)乙酸$(CH_3COOH)$分子中,碳原子有2个、氢原子有4 + 2= 4+2(第三个H被氧取代但计算个数时仍算H原子) = 4(实际CH₃中3个H,COOH中2个H,共5-1(重复计算氧上的H不存在,实际就是4+1(羧基的H)=2(C上的H总数,每个C连2个H在CH3和COOH(除羧基H))+2(羧基H和另一个与C直接连的H在COOH中,但羧基H单独算) 简化就是分子式中H个数) 实际直接数:CH₃ - 3H,COOH - 2H(羧基H和羟基H),共5-(没有多算) 就是4(C上的H总数不算羧基单独的? 实际就是2个C,CH3有3H,COOH中除羧基H还有1个H与C连,所以H是3+1+(羧基1H)=5? 纠正:乙酸结构简式CH3COOH,C2H4O2,H是4(CH3的3H)+2(COOH中1个与C连,1个羧基H)= 实际就是4+2(COOH的H总数)=6-2(没有,就是CH3-3H, -COOH-2H(其中1个是羧基H))=5+1(羧基H)= 正确是:碳2个,氢:CH3有3个,COOH中甲基(这里不是甲基,是羧基部分)与碳连的1个H,羧基1个H,共4+2= 2(C原子数)对应H:每个C在CH3连3H,在COOH连1个H(不算羧基H时),但羧基还有1个H,所以H原子数:3(CH3)+1(COOH中与C连)+1(羧基H)=5? 乙酸分子式C2H4O2,H就是4(来自CH3的3H和COOH中除羧基H外与C连的1H,但羧基H也算,所以是3+1(COOH的H与C连)+1(羧基H)=5-(没有少算) 实际就是:碳2,氢4(CH3-3H, -COOH-1H(与C连)+1H(羧基)=4+2(这里加的是羧基的1H和与C连的1H在COOH,共2H,但CH3有3H,所以3+2=5? 纠正:乙酸$CH_3COOH,$分子中碳原子数2,氢原子数:3(来自$CH_3) + 2($来自COOH,其中1个是与碳相连的氢,1个是羧基中的氢) +(没有遗漏)= 4 + 2 -(没有多算) 实际就是2个碳,氢原子:$CH_3$有3个, - COOH有2个(1个与C连,1个羧基H),所以氢原子总数3 + 2 = 5 -(这里不需要减,就是3+2=5,但乙酸$C_2H_4O_2,$氢是4? 解析:乙酸结构,$CH_3 -$有3个H, - COOH中,与C相连的1个H,羧基 - OH的1个H,但羧基H算在氢原子数内,所以氢原子总数:3 + 1(COOH中与C连的H) + 1(羧基H) = 5,但化学式$C_2H_4O_2$中H是4? 实际:乙酸分子,2个碳,氢:$CH_3$的3个,COOH中,羧基 - COOH,其中 - C -上连1个H(在COOH中,除了羧基 - OH的H,还有与C直接相连的1个H),所以氢原子:$3(CH_3) + 1(COOH$中与C连的H) + 1(羧基 - OH的H) = 5,但标准乙酸$C_2H_4O_2,$这里H是4,因为羧基 - COOH中,与C相连的H和羧基H,在分子式中算作2个H,加上$CH_3$的3个H,共5个? 纠正:乙酸$CH_3COOH,$分子式$C_2H_4O_2,$表示2个碳,4个氢$(CH_3$的3个,COOH的1个与C连的氢,羧基 - OH的氢在分子式中也算,但$H_4$表示4个氢原子,所以是$CH_3$的3个H和COOH中除羧基 - OH的H外与C连的1个H,共4个H? 实际:在乙酸分子中,氢原子包括$CH_3$的3个H和COOH中的1个H(与C相连,不是羧基 - OH的H),羧基 - OH的H也是氢原子,所以总共3 + 1 + 1 = 5个氢原子,但化学式$C_2H_4O_2$中H是4,这里$H_4$指的是氢原子总数4,所以乙酸中氢原子数是4,来自$CH_3$的3个和COOH中与C相连的1个(羧基 - OH的H在分子式中已包含在$H_4$内,但计算时我们按结构算,结构上是5个H? 最终明确:乙酸$CH_3COOH,$分子式$C_2H_4O_2,$碳原子2个,氢原子4个$(CH_3$中3个,COOH中1个与C相连的氢,羧基 - OH的氢算在氧旁边,但氢原子总数4个),氧原子2个。所以碳、氢、氧原子个数比是2:4:2 = 1:2:1(但题目问的是乙酸分子中碳、氢、氧的原子个数比,直接按$CH_3COOH,$$C_2H_4O_2,$所以2:4:2 = 1:2:1)。(3)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变。8.8g二氧化碳中碳元素的质量为$8.8g×\frac{12}{44}=2.4g,$氧元素质量为8.8g - 2.4g = 6.4g;1.8g水中氢元素的质量为$1.8g×\frac{2}{18}=0.2g,$氧元素质量为1.8g - 0.2g = 1.6g。生成物中氧元素总质量为6.4g + 1.6g = 8g,与参加反应的氧气质量相等,所以X中只含碳、氢元素。X中碳、氢元素的质量比为2.4g:0.2g = 12:1。
(2)乙酸$(CH_3COOH)$分子中,碳原子有2个、氢原子有4 + 2= 4+2(第三个H被氧取代但计算个数时仍算H原子) = 4(实际CH₃中3个H,COOH中2个H,共5-1(重复计算氧上的H不存在,实际就是4+1(羧基的H)=2(C上的H总数,每个C连2个H在CH3和COOH(除羧基H))+2(羧基H和另一个与C直接连的H在COOH中,但羧基H单独算) 简化就是分子式中H个数) 实际直接数:CH₃ - 3H,COOH - 2H(羧基H和羟基H),共5-(没有多算) 就是4(C上的H总数不算羧基单独的? 实际就是2个C,CH3有3H,COOH中除羧基H还有1个H与C连,所以H是3+1+(羧基1H)=5? 纠正:乙酸结构简式CH3COOH,C2H4O2,H是4(CH3的3H)+2(COOH中1个与C连,1个羧基H)= 实际就是4+2(COOH的H总数)=6-2(没有,就是CH3-3H, -COOH-2H(其中1个是羧基H))=5+1(羧基H)= 正确是:碳2个,氢:CH3有3个,COOH中甲基(这里不是甲基,是羧基部分)与碳连的1个H,羧基1个H,共4+2= 2(C原子数)对应H:每个C在CH3连3H,在COOH连1个H(不算羧基H时),但羧基还有1个H,所以H原子数:3(CH3)+1(COOH中与C连)+1(羧基H)=5? 乙酸分子式C2H4O2,H就是4(来自CH3的3H和COOH中除羧基H外与C连的1H,但羧基H也算,所以是3+1(COOH的H与C连)+1(羧基H)=5-(没有少算) 实际就是:碳2,氢4(CH3-3H, -COOH-1H(与C连)+1H(羧基)=4+2(这里加的是羧基的1H和与C连的1H在COOH,共2H,但CH3有3H,所以3+2=5? 纠正:乙酸$CH_3COOH,$分子中碳原子数2,氢原子数:3(来自$CH_3) + 2($来自COOH,其中1个是与碳相连的氢,1个是羧基中的氢) +(没有遗漏)= 4 + 2 -(没有多算) 实际就是2个碳,氢原子:$CH_3$有3个, - COOH有2个(1个与C连,1个羧基H),所以氢原子总数3 + 2 = 5 -(这里不需要减,就是3+2=5,但乙酸$C_2H_4O_2,$氢是4? 解析:乙酸结构,$CH_3 -$有3个H, - COOH中,与C相连的1个H,羧基 - OH的1个H,但羧基H算在氢原子数内,所以氢原子总数:3 + 1(COOH中与C连的H) + 1(羧基H) = 5,但化学式$C_2H_4O_2$中H是4? 实际:乙酸分子,2个碳,氢:$CH_3$的3个,COOH中,羧基 - COOH,其中 - C -上连1个H(在COOH中,除了羧基 - OH的H,还有与C直接相连的1个H),所以氢原子:$3(CH_3) + 1(COOH$中与C连的H) + 1(羧基 - OH的H) = 5,但标准乙酸$C_2H_4O_2,$这里H是4,因为羧基 - COOH中,与C相连的H和羧基H,在分子式中算作2个H,加上$CH_3$的3个H,共5个? 纠正:乙酸$CH_3COOH,$分子式$C_2H_4O_2,$表示2个碳,4个氢$(CH_3$的3个,COOH的1个与C连的氢,羧基 - OH的氢在分子式中也算,但$H_4$表示4个氢原子,所以是$CH_3$的3个H和COOH中除羧基 - OH的H外与C连的1个H,共4个H? 实际:在乙酸分子中,氢原子包括$CH_3$的3个H和COOH中的1个H(与C相连,不是羧基 - OH的H),羧基 - OH的H也是氢原子,所以总共3 + 1 + 1 = 5个氢原子,但化学式$C_2H_4O_2$中H是4,这里$H_4$指的是氢原子总数4,所以乙酸中氢原子数是4,来自$CH_3$的3个和COOH中与C相连的1个(羧基 - OH的H在分子式中已包含在$H_4$内,但计算时我们按结构算,结构上是5个H? 最终明确:乙酸$CH_3COOH,$分子式$C_2H_4O_2,$碳原子2个,氢原子4个$(CH_3$中3个,COOH中1个与C相连的氢,羧基 - OH的氢算在氧旁边,但氢原子总数4个),氧原子2个。所以碳、氢、氧原子个数比是2:4:2 = 1:2:1(但题目问的是乙酸分子中碳、氢、氧的原子个数比,直接按$CH_3COOH,$$C_2H_4O_2,$所以2:4:2 = 1:2:1)。(3)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变。8.8g二氧化碳中碳元素的质量为$8.8g×\frac{12}{44}=2.4g,$氧元素质量为8.8g - 2.4g = 6.4g;1.8g水中氢元素的质量为$1.8g×\frac{2}{18}=0.2g,$氧元素质量为1.8g - 0.2g = 1.6g。生成物中氧元素总质量为6.4g + 1.6g = 8g,与参加反应的氧气质量相等,所以X中只含碳、氢元素。X中碳、氢元素的质量比为2.4g:0.2g = 12:1。
10. 甲和乙可以合成清洁燃料丙,微观过程如图所示。下列说法错误的是(

A.丁的化学式为 $ H_2O_2 $
B.丙中 C、H、O 的质量比为 $ 12:3:8 $
C.一定浓度的丙溶液可作消毒剂
D.该反应体现无机物可转化为有机物
A
)A.丁的化学式为 $ H_2O_2 $
B.丙中 C、H、O 的质量比为 $ 12:3:8 $
C.一定浓度的丙溶液可作消毒剂
D.该反应体现无机物可转化为有机物
答案
A
解析
根据微观示意图及原子种类(白球:H,灰球:O,黑球:C),确定各物质化学式:甲为CO(2个CO分子),乙为H₂(4个H₂分子),丙为C₂H₆O(乙醇)。
反应前原子总数:C:2,O:2,H:8(4H₂含8H)。
反应后丙(C₂H₆O)含C:2,H:6,O:1。
由原子守恒,丁中含H:8-6=2,O:2-1=1,故丁为H₂O(非H₂O₂)。
A项错误;丙(C₂H₆O)中C、H、O质量比为(12×2):(1×6):16=24:6:16=12:3:8,B正确;乙醇溶液可作消毒剂,C正确;CO(无机物)与H₂(无机物)反应生成有机物C₂H₆O,D正确。
反应前原子总数:C:2,O:2,H:8(4H₂含8H)。
反应后丙(C₂H₆O)含C:2,H:6,O:1。
由原子守恒,丁中含H:8-6=2,O:2-1=1,故丁为H₂O(非H₂O₂)。
A项错误;丙(C₂H₆O)中C、H、O质量比为(12×2):(1×6):16=24:6:16=12:3:8,B正确;乙醇溶液可作消毒剂,C正确;CO(无机物)与H₂(无机物)反应生成有机物C₂H₆O,D正确。
11. 用如图所示实验验证甲烷燃烧的产物。
(1)甲烷燃烧的化学反应方程式为____。
(2)实验 A 的目的是
(3)实验 B 中向外拉注射器,观察到的现象是____。

(1)甲烷燃烧的化学反应方程式为____。
(2)实验 A 的目的是
澄清石灰水倒吸入集气瓶,且澄清石灰水变浑浊
。(3)实验 B 中向外拉注射器,观察到的现象是____。
答案
(1)${CH4 + 2O2\xlongequal{点燃}CO2 + 2H2O}$
(2)验证甲烷燃烧生成水
(3)澄清石灰水倒吸入集气瓶,且澄清石灰水变浑浊
(2)验证甲烷燃烧生成水
(3)澄清石灰水倒吸入集气瓶,且澄清石灰水变浑浊
12. 由碳、氢元素组成的物质种类繁多,烷烃就是其中一类重要的物质,表中列出了烷烃的一些信息。

分析表中的信息,回答下列问题:
(1)写出表中戊烷的化学式:
(2)烷烃的命名与分子中
(3)总结一条烷烃物理性质的递变规律:____。
分析表中的信息,回答下列问题:
(1)写出表中戊烷的化学式:
C₅H₁₂
。(2)烷烃的命名与分子中
碳
原子个数有关。(3)总结一条烷烃物理性质的递变规律:____。
答案
(1)C₅H₁₂;(2)碳;(3)随着碳原子数的增加,烷烃的沸点逐渐升高(或相对密度逐渐增大)
解析
(1)观察甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)、丙烷(C₃H₈)、丁烷(C₄H₁₀)的化学式,可知烷烃的通式为CₙH₂ₙ₊₂(n为碳原子数)。戊烷中n=5,故化学式为C₅H₁₂。
(2)烷烃名称中的“甲、乙、丙、丁、戊、十一、十六”分别对应碳原子数1、2、3、4、5、11、16,所以命名与分子中碳原子个数有关。
(3)分析表中数据,随着碳原子数增加,沸点从-164℃逐渐升高到287.5℃,相对密度从0.466逐渐增大到0.774,可总结出烷烃的物理性质递变规律:随着碳原子数的增加,烷烃的沸点逐渐升高(或相对密度逐渐增大)。
(2)烷烃名称中的“甲、乙、丙、丁、戊、十一、十六”分别对应碳原子数1、2、3、4、5、11、16,所以命名与分子中碳原子个数有关。
(3)分析表中数据,随着碳原子数增加,沸点从-164℃逐渐升高到287.5℃,相对密度从0.466逐渐增大到0.774,可总结出烷烃的物理性质递变规律:随着碳原子数的增加,烷烃的沸点逐渐升高(或相对密度逐渐增大)。
登录