2019高中化學課下能力提升（十）甲烷的性質(zhì)精練新人教版.docx

甲烷的性質(zhì)一、選擇題1下列說法中正確的是()A由碳、氫、氧三種元素組成的化合物一定是有機物B烴是含有碳元素和氫元素的化合物C大多數(shù)有機物熔、沸點較低D有機物都難溶于水2下列氣體既可以用堿石灰干燥又可以用濃硫酸干燥的是()ACl2BCH4CNH3DSO23下列物質(zhì)中屬于有機物的是()乙醇食鹽石墨甲烷蔗糖水一氧化碳碳酸鈣醋酸A B C D4下列有關(guān)甲烷的取代反應的敘述正確的是()A甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為11，混合發(fā)生取代反應只生成CH3ClB甲烷與氯氣的取代反應，生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多C甲烷與氯氣的取代反應生成的產(chǎn)物為混合物D1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯氣5在常溫下，把一個盛有一定量甲烷和氯氣的密閉玻璃容器放在光亮的地方，兩種氣體發(fā)生反應，下列敘述中不正確的是()A容器內(nèi)原子總數(shù)不變 B容器內(nèi)分子總數(shù)不變C容器內(nèi)壓強不變 D發(fā)生的反應屬于取代反應6(2016南昌高一檢測)鑒別甲烷、一氧化碳和氫氣三種無色氣體的方法，是將它們分別()A先后通入溴水和澄清的石灰水B點燃后罩上涂有澄清石灰水的燒杯C點燃，先后罩上干燥的冷燒杯和涂有澄清石灰水的燒杯D點燃后罩上涂有澄清石灰水的燒杯，通入溴水7. 有一種無色的混合氣體可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl組成。為確定其組成，進行了以下實驗：將此混合氣體通過濃硫酸，氣體總體積基本不變；再通過過量的澄清石灰水，未見渾濁，但氣體體積減少；把剩余氣體在供氧的情況下燃燒，燃燒產(chǎn)物不能使無水硫酸銅變色。原混合氣體含有()ACO和HCl BCH4和NH3CCH4和HCl DH2和CO28. 在標準狀況下，11.2 L甲烷和22.4 L氧氣混合后點燃，恢復到原狀況時，氣體的體積共()A11.2 L B22.4 L C33.6 L D44.8 L9(2016山東濱洲高一檢測)下圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型圖。下列說法正確的是() ACH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)BCH4、CCl4、CH3Cl都難溶于水CCH4、CCl4、CH3Cl密度都小于水DCH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同，性質(zhì)也相同10將1 mol甲烷和適量的Cl2混合后光照，充分反應后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產(chǎn)物的物質(zhì)的量依次增大0.1 mol，則參加反應的Cl2的物質(zhì)的量為()A1.5 molB3 molC4.5 molD6 mol11對的敘述正確的是()A有兩種結(jié)構(gòu) B只有一種結(jié)構(gòu)C含有非極性鍵 D有四種結(jié)構(gòu)12(2016太原高一檢測)一定量的CH4恰好與一定量的O2完全反應得CO2、CO、H2O(g)，產(chǎn)物總質(zhì)量為49.6 g，將其通過裝有足量濃H2SO4的洗氣瓶后，洗氣瓶增重25.2 g。CH4若完全燃燒還需O2的體積(標準狀況下)為()A8.96 LB2.24 LC4.48 LD6.72 L二、非選擇題13. 如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉有甲烷和氯氣的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解度可以忽略。將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在有光亮的地方，讓混合氣體緩慢地反應一段時間。(1)題目中甲烷與氯氣的體積比為11，則得到的產(chǎn)物為_。aCH3ClHClbCCl4HClcCH3ClCH2Cl2dCH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(2)經(jīng)過幾個小時的反應后，U形管右端的水柱變化是_。a升高b降低c不變d無法確定(3)若水中含有Na2SiO3，則在U形管左端會觀察到_。14為了驗證甲烷的燃燒產(chǎn)物，某同學設(shè)計了甲烷的燃燒實驗(如圖所示)：根據(jù)實驗裝置完成下列實驗步驟和現(xiàn)象：(1)點燃甲烷前必須進行的實驗步驟是_，如何操作？_。(2)開啟水龍頭抽氣后，在漏斗下方點燃甲烷，可觀察到的現(xiàn)象是_。(3)如果將B、C兩個裝置的位置交換，會對實驗結(jié)論產(chǎn)生什么影響？_。15向甲、乙兩支盛有甲烷的試管中(其中乙試管用黑紙包好)分別快速加入0.5 g KMnO4和1 mL濃鹽酸，然后迅速塞上膠塞，放在試管架上，將其置于光線一般的室內(nèi)，等待片刻，觀察現(xiàn)象。已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下即可反應產(chǎn)生氯氣，試回答下列問題。(1)請?zhí)顚懴卤恚簩嶒灛F(xiàn)象實驗結(jié)論甲KMnO4與濃鹽酸混合，試管中立即充滿_色氣體；在光照條件下，試管內(nèi)氣體的顏色_；試管內(nèi)壁上出現(xiàn)了_。CH4與Cl2在光照條件下發(fā)生化學反應乙迅速剝開黑紙，立即觀察，試管內(nèi)氣體的顏色為_CH4與Cl2在無光照條件下不發(fā)生化學反應(2)CH4和Cl2在光照條件下發(fā)生反應，生成氣態(tài)有機物的化學方程式為_，該反應屬于_反應。16(1)某氣態(tài)烴在標準狀況下的體積為2.8 L，其質(zhì)量為2 g，該烴中氫元素的質(zhì)量分數(shù)為25%，則該烴的分子式為_，電子式為_，結(jié)構(gòu)式為_，其空間結(jié)構(gòu)為_。(2)如圖立方體中心的“”表示甲烷分子中的碳原子，請在立方體的頂點用“”表示出與之緊鄰的4個氫原子的位置。17利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組在實驗室中模擬上述過程，其設(shè)計的模擬裝置如圖：試回答下列問題：(1)寫出A裝置中發(fā)生反應的化學方程式：_；有人認為E中有氯化氫產(chǎn)生，不能證明甲烷與氯氣發(fā)生了取代反應，你認為他的看法_(填“正確”或“不正確”)。(2)B裝置有三種功能；控制氣流速度；混勻混合氣體；_。(3)設(shè) x，若想理論上獲得最多的氯化氫，則x_。(4)一段時間后發(fā)現(xiàn)D裝置中的棉花由白色變?yōu)樗{色，則棉花上可能預先滴有_溶液。(5)E裝置中除鹽酸外，還含有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為_(填字母)。A水洗分液法B蒸餾法C萃取分液法 D結(jié)晶法(6)該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣的主要成分為_(填字母)。ACH4BCH3ClCCH2Cl2DCHCl3課下能力提升(十)甲烷的性質(zhì)1解析：選CH2CO3是無機物，A錯；烴是只含有碳元素和氫元素的化合物，B錯；乙醇、醋酸等易溶于水，D錯。2解析：選BCl2能與堿石灰反應，NH3能與濃H2SO4反應，SO2能與堿石灰反應。3解析：選BCO、CO2、碳酸鹽、碳酸氫鹽等化合物雖然含有碳元素，但其性質(zhì)與無機物相似，屬于無機物。4解析：選C甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應就不會停止在某一步，四種有機物都會產(chǎn)生，故得不到純凈的CH3Cl，A錯誤，C正確；甲烷與氯氣的反應中每取代1 mol H原子，消耗1 mol氯氣，生成1 mol HCl，故產(chǎn)物中HCl最多，B錯誤；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯氣，D錯誤。5解析：選C由質(zhì)量守恒定律可知，A正確；甲烷與氯氣的反應中，由碳原子守恒知生成的有機物的分子個數(shù)等于甲烷的分子個數(shù)，再由每取代1個H原子，消耗一分子氯氣，生成一分子HCl，故反應前后分子總數(shù)不變，B正確；由于有機產(chǎn)物中只有CH3Cl為氣體，故反應后氣體的物質(zhì)的量減少，容器內(nèi)壓強減小，C錯誤；甲烷與氯氣的反應屬于取代反應，D正確。6解析：選C用干燥的冷燒杯可以檢出是否生成水，從而確定原氣體是否含有氫元素；用涂有澄清石灰水的燒杯可以檢出是否生成CO2，從而確定原氣體中是否含有碳元素。7. 解析：選A由可知，不含NH3；由可知，不含CO2，含HCl；由可知，不含CH4、H2，含CO。8. 解析：選A甲烷燃燒的化學方程式為CH42O2CO22H2O，當溫度超過100 時(即水為氣態(tài))，反應前后氣體體積不變。而在標準狀況下，水是液態(tài)，11.2 L甲烷與22.4 L 氧氣恰好完全反應，最后只剩下二氧化碳，其體積為11.2 L。9解析：選BCH3Cl不是正四面體結(jié)構(gòu)，CCl4密度都大于水，CH4和CCl4的性質(zhì)不同。10解析：選B解答此題宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是從CH4中來的，故這四種取代物共1 mol，設(shè)CH3Cl的物質(zhì)的量為x，則x(x0.1 mol)(x0.2 mol)(x0.3 mol)1 mol，得x0.1 mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產(chǎn)物的物質(zhì)的量依次為0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，含Cl原子的物質(zhì)的量共為0.1 mol10.2 mol20.3 mol30.4 mol43 mol。而一個Cl2分子中只有一個Cl原子參加取代反應，因此消耗的Cl2也為3 mol。11解析：選B甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體。若氫原子分別被兩個氯原子、兩個氟原子代替，其結(jié)構(gòu)變?yōu)樗拿骟w，碳原子位于四面體的中心位置，兩個氯原子、兩個氟原子不管從哪個方向與碳原子相連，它們都分別處在相鄰的位置。故只有一種結(jié)構(gòu)，如圖所示：。若換成結(jié)構(gòu)式、仍為一種而不是兩種。CH2Cl2只有一種結(jié)構(gòu)，可證明CH4是正四面體結(jié)構(gòu)，而不是平面正方形結(jié)構(gòu)。12解析：選C由題中洗氣瓶增重25.2 g可知，H2O的物質(zhì)的量為1.4 mol，根據(jù)H原子守恒，所以CH4為0.7 mol，這樣就知道CH4完全燃燒時生成CO2的物質(zhì)的量也是0.7 mol。用0.7 mol CO2的質(zhì)量減去已經(jīng)生成的CO和CO2兩者的總質(zhì)量，就是CH4完全燃燒還需O2的質(zhì)量，即m(O2)0.7 mol44 g/moL(49.6 g25.2 g)6.4 g，即n(O2)0.2 mol，V(O2)0.2 mol22.4 L/mol4.48 L。13解析： (1)甲烷與氯氣的取代反應，是四步反應同時發(fā)生，故得到的是四種氯代產(chǎn)物和HCl。(2)甲烷和氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應，U形管左側(cè)生成的氯化氫氣體易溶于水，壓強減小，U形管右側(cè)液面下降，左側(cè)液面上升。(3)因左側(cè)生成HCl溶于水后發(fā)生反應2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所以觀察到有白色膠狀沉淀生成。答案：(1)d(2)b(3)有白色膠狀沉淀生成14解析：(1)為了防止甲烷中混有氧氣，在點燃時發(fā)生爆炸，所以點燃前要先驗純；其驗純的操作為用排水法收集一小試管甲烷，然后靠近點燃的酒精燈，如果發(fā)出“噗”的聲音則表明純凈，如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明不純凈。(2)開啟水龍頭抽氣后，在抽氣作用下，甲烷的燃燒火焰被吸入漏斗內(nèi)，甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，無水硫酸銅遇到水會變藍色，二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁。(3)C中為澄清石灰水溶液，B、C兩個裝置的位置交換，先檢驗二氧化碳，二氧化碳通過澄清石灰水，則會帶出水蒸氣，用B中無水硫酸銅檢驗水時，無法確定水是否是由甲烷燃燒生成的。答案：(1)驗純用排水法收集一小試管甲烷，然后靠近點燃的酒精燈，如果發(fā)出“噗”的聲音則表明純凈，如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明不純凈(2)火焰被吸入漏斗內(nèi)，干燥管中無水CuSO4慢慢變藍，洗氣瓶中澄清的石灰水逐漸變渾濁(3)不能驗證是否產(chǎn)生水蒸氣15解析：KMnO4與濃鹽酸混合時，立即產(chǎn)生黃綠色的氯氣，氯氣與甲烷在黑暗處不能發(fā)生反應，但在光照條件下能發(fā)生取代反應，生成的有機產(chǎn)物中有三種是無色油狀液體，只有一氯甲烷是氣體，同時還生成HCl氣體，該反應屬于取代反應。答案：(1)黃綠變淺(或消失)油狀液滴黃綠色(2)CH4Cl2CH3ClHCl取代16解析：(1)該烴的物質(zhì)的量為n0.125 mol，該烴的摩爾質(zhì)量M16 g/mol，1 mol該烴中含氫原子的物質(zhì)的量為n(H)4 mol,1 mol該烴中含碳原子的物質(zhì)的量為n(C)1 mol，所以分子式為CH4。(2)CH4分子是以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，在立方體中互不相鄰的四個頂點即構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)。答案：(1)CH4正