1、课时跟踪检测（十二） 甲烷的性质1有机化合物中一定含有的元素是( )AC BNCH DO解析：选 A 含有碳元素的化合物称为有机化合物，简称有机物。2光照对下列反应几乎无影响的是( )A氢气与氯气 B甲烷与氯气C甲烷与氧气 D次氯酸分解解析：选 C CH 4 与 O2 反应需点燃；H 2 与 Cl2 反应可光照，也可点燃；CH 4 与 Cl2 光照发生取代反应；2HClO 2HClO 2。= = = = =光 照 3瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，下列叙述中错误的是( )A点燃甲烷不必事先进行验纯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，以防爆炸事故的发
2、生D点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸解析：选 A A 项，甲烷是可燃性气体，点燃前必须先验纯，错误； B 项，甲烷燃烧放热，是很好的气体燃料，正确；C 项，煤矿的矿井中有很多的甲烷气体，容易燃烧爆炸，所以要注意通风并严禁烟火，正确；D 项，空气中甲烷含量在 5%15.4%(体积)范围内遇火将会爆炸，所以点燃混有空气的甲烷不一定爆炸，正确。4下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是( )ACH 3Cl BCCl 4CCH 2Cl2 DCH 4解析：选 B 甲烷和 CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl 3 均能与氯气发生取代反应，但 CH4 分子中的氢原子全部被取代后即 CCl4 与氯气不能再发生取代
3、反应。5等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后置于光亮处，下列有关实验现象和结论中，正确的是( )反应后 Cl2 完全反应而 CH4 有剩余瓶内壁有油状液滴生成最后有 CH4、Cl 2、CH 3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3、CCl 4、HCl 七种物质共存只有 CH3Cl 和 HCl 两种产物A BC D解析：选 B 有机化学反应进行不彻底，故反应后有 CH4 和 Cl2 剩余，产物有CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3、CCl 4 和 HCl。6下列反应属于取代反应的是( )ACH 4 高温,C2H 2B2HICl 2=2HClI 2CCH 42O 2 点燃,CO 22H 2O
4、DCH 4Cl 2 光,CH 3ClHCl解析：选 D A 属于分解反应，B 属于置换反应，C 属于氧化还原反应(燃烧) ，D 属于取代反应。7甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是( )ACH 3Cl 只有一种结构BCH 2Cl2 只有一种结构CCHCl 3 只有一种结构DCH 4 中含有 4 个 CH 极性键解析：选 B 甲烷无论是正四面体结构，还是正方形的平面结构，A、C、D 三项都是成立的；CH 2Cl2 若是正方形的平面结构，则其结构应有两种 ，即和 ，若是正四面体结构，则其结构只有一种；无论是正四面体结构还是正方形结构，CH 4 中都含有 4 个 C
5、H 极性键。8下列叙述错误的是( )A通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B甲烷是正四面体结构C甲烷跟氯气反应无论生成 CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3，还是 CCl4，都属于取代反应D甲烷的四种取代物常温下均为液体解析：选 D 通常情况下甲烷较稳定，不与强酸、强碱和强氧化剂反应，A 正确；甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，B 正确；甲烷与 Cl2 在光照时发生取代反应生成 CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3、CCl 4 及 HCl 五种产物，其中四种有机产物中 CH3Cl 为气体，CH2Cl2、CHCl 3、CCl 4 为液体，C 正确，D 错误。9(1)某气态
6、烃在标准状况下的体积为 2.8 L，其质量为 2 g，该烃中氢元素的质量分数为 25%，则该烃的分子式为_ ，电子式为_ ，结构式为_，其空间构型为_。(2)如图立方体中心的“”表示甲烷分子中的碳原子，请在立方体的顶点用“ ”表示出与之紧邻的 4 个氢原子的位置。解析：(1)该烃的物质的量为 n2.8 L22.4 Lmol1 0.125 mol，该烃的摩尔质量M2 g0.125 mol16 gmol1 ；1 mol 该烃中，含氢原子的物质的量为 n(H)16 g25%1 gmol1 4 mol；1 mol 含碳原子的物质的量为 n(C)16 g(125%)12 gmol 11 mol，所以分子
7、式为 CH4。(2)CH4 分子是以碳原子为中心的正四面体结构，在立方体中互不相邻的四个顶点各有一个氢原子，即构成正四面体结构。答案：(1)CH 4 正四面体形(2)10如下图所示，某气体 X 可能由 H2、CO、CH 4 中的一种或几种组成。将 X 气体燃烧，把燃烧后生成的气体通过 A、B 两个洗气瓶。试回答下列问题：(1)若 A 洗气瓶的质量增加，B 洗气瓶的质量不变，则气体 X 是_。(2)若 A 洗气瓶的质量不变，B 洗气瓶的质量增加，则气体 X 是_。(3)若 A、B 两个洗气瓶的质量都增加，则气体 X 可能是(可以不填满) 解析：(1)有水生成而没有二氧化碳，确定气体为氢气；(2)
8、生成二氧化碳而没有水，判断气体为 CO；(3) 当两个洗气瓶的质量均增加，则同时生成水和二氧化碳，判断可能的情况为：CH 4、CH 4 和 H2、CH 4 和 CO、H 2 和 CO、CH 4、H 2 和 CO。答案：(1)H 2 (2)CO(3) CH4 CH4 和 H2 CH4 和 CO H2 和 CO CH4、H 2 和 CO1在我国的南海、东海海底已发现天然气(甲烷等) 的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰” 。 “可燃冰”的开采，有助于解决人类面临的能源危机。下列说法正确的是( )甲烷属于烃类 在相同条件下甲烷的密度大于空气 甲烷难溶于水 可燃冰是一种极具潜力的能源A BC
9、D解析：选 C 甲烷是最简单的烃，难溶于水，因其相对分子质量为 16，故相同条件下密度小于空气，甲烷燃烧放出较多的热量且产物为 CO2 和 H2O，所以可燃冰是一种极具潜力的能源，因此 C 正确。2下列关于甲烷的叙述中正确的是( )A甲烷分子的空间构型是正四面体，所以， CH2Cl2 有两种不同构型B甲烷可以与氯气发生取代反应，因此，可以使氯水褪色C甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此，是矿井安全的重要威胁之一 D甲烷能使 KMnO4 溶液褪色解析：选 C A 中，由于甲烷是正四面体结构，四个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系，故 CH2Cl2 不存在不同构型。B 中，CH 4 只能跟氯气
10、在光照下反应，与氯水不反应。D 中，CH 4 比较稳定，不能被 KMnO4 溶液氧化。3将标准状况下 11.2 L 甲烷和 22.4 L 氧气混合点燃，恢复到原状况后，气体的体积为( )A11.2 L B22.4 LC33.6 L D44.8 L解析：选 A CH 42O 2 CO22H 2O，因 11.2 L 甲烷与 22.4 L 氧气恰好完全反应 点 燃 生成 11.2 L 的 CO2 气体，此时 H2O 不是气体，故选 A。4鉴别 CH4、CO、H 2 三种无色气体的方法是( )A点燃通入澄清石灰水 加入溴的四氯化碳溶液B点燃罩上小烧杯加入澄清石灰水C点燃通入澄清石灰水D点燃通入酸性 K
11、MnO4 溶液解析：选 B 根据燃烧后的产物来判断，甲烷燃烧后生成 CO2 和 H2O，H 2 燃烧后生成H2O，CO 燃烧后生成 CO2。在火焰的上方罩一个干燥的小烧杯，出现水雾的是甲烷和H2，没有水雾的是 CO；然后在有水雾的两个小烧杯里加入澄清石灰水，出现浑浊的是甲烷，无现象的是 H2。5甲烷和氢气的混合气体 V L，完全燃烧需要的氧气的体积也是 V L(相同状况)，则原混合气体中甲烷和氢气的体积比为( )A11 B12C21 D31解析：选 B 设混合气体中 CH4 为 x L，氢气为 y L，依据以下反应：CH 42O 2 CO22H 2O 点 燃 2H2O 2 2H2O= = =
12、= =点 燃 则Error!解得：y V， x V；23 13xy V V12。13 236在一定的温度、压强下，向 100 mL CH4 和 Ar 的混合气体中通入 400 mL O2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体 460 mL，则反应前混合气体中 CH4 和 Ar的物质的量之比为( )A14 B13C12 D11解析：选 A Ar 是稀有气体，不参与反应，反应前后气体的体积变化由 CH4 燃烧生成的水引起。反应前后气体的体积变化为 100 mL400 mL460 mL 40 mL。设混合气体中 CH4 的体积为 x。CH42O 2 CO22H 2O V 减小 点 燃 1
13、mL 2 mL 1 mL 2 mLx 40 mLx20 mLAr 的体积为 100 mL20 mL80 mL，CH 4 与 Ar 的体积之比为 14，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，即 n(CH4)n(Ar)1 4。71.6 mol CH4 与 Cl2 发生取代反应，待反应完成后测得 4 种氯代物的物质的量依次增大 0.2 mol，则参加反应的 Cl2 为( )A5 mol B2 molC2.5 mol D4 mol解析：选 A 1.6 mol CH4 与 Cl2 发生反应，反应后 4 种氯代物的物质的量依次增大 0.2 mol，设 CH3Cl 的物质的量是 x mol，则 CH2
14、Cl2 的物质的量是(x0.2) mol，CHCl 3 的物质的量为( x0.4) mol，CCl 4 的物质的量为( x0.6) mol，根据碳原子守恒可得1.6xx0.2x 0.4x0.6，解得 x0.1 mol，根据取代反应的特点，生成CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3、CCl 4 消耗氯气的物质的量分别是 0.1 mol、0.3 mol20.6 mol、0.5 mol31.5 mol、0.7 mol42.8 mol，共消耗氯气的物质的量是0.10.61.52.85.0 mol。8利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过
15、程，其设计的模拟装置如图。根据要求填空：(1)写出 CH4 与 Cl2 反应生成一氯代物的化学方程式：_。(2)B 装置有三种功能：控制气体流速； 将气体混合均匀；_。(3)D 装置中的石棉上吸附着 KI 饱和溶液及 KI 粉末，其作用是_。(4)E 装置中除了有盐酸生成外，还含有机物，从 E 中分离出盐酸的最佳方法为_。(5)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，尾气的主要成分是_( 填编号)。ACH 4 BCH 3Cl CCH 2Cl2DCHCl 3 ECCl 4解析：(1)CH 4 与 Cl2 反应生成的一氯代物为 CH3Cl，则化学方程式为CH4Cl 2 CH3ClHCl。 光 (2
16、)B 装置盛有浓硫酸，具有吸水性，所以 B 装置的第种作用为干燥甲烷和氯气。(3)Cl2 与 CH4 反应可能有部分 Cl2 剩余，Cl 2 能与 KI 反应生成 I2 和 KCl，所以 D 装置中石棉上吸附着的 KI 饱和溶液及 KI 粉末的作用是除去未反应的 Cl2。(4)CH4 与 Cl2 反应生成的 CH3Cl 和 HCl 是气体，HCl 易溶于水而 CH3Cl 难溶于水，液体分层，从 E 中分离出盐酸的最佳方法为分液。(5)反应物 CH4 可能有剩余，生成物 CH3Cl 为气体，尾气的主要成分是 CH4 和 CH3Cl。答案：(1)CH 4 Cl2 CH3ClHCl 光 (2)干燥甲
17、烷和氯气 (3) 除去未反应的 Cl2(4)分液 (5)AB9如下图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置。甲中注入 10 mL CH4，同温同压下乙中注入 50 mL Cl2，将乙中气体推入甲中，用漫散光照射一段时间，气体在甲中反应。(1)下列是某同学预测的实验现象：气体最终变为红色；实验过程中，甲中活塞向内移动；甲中内壁有油珠；产生火花。其中正确的是_。(2)甲管中发生反应的反应类型为_。(3)反应后，甲中剩余气体能用下列试剂吸收的是_ 。A水 B氢氧化钠溶液C硝酸银溶液 D饱和食盐水(4)反应后，若将甲中的物质推入盛有适量 AgNO3 溶液的小试管中会观察到_。若再向其中滴入几滴石蕊
18、溶液，又观察到_。解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4Cl 2 CH3ClHCl，CH 3ClCl 2 CH2Cl2HCl，CH 2Cl2Cl 2 CHCl3 光 光 光 HCl， CHCl3Cl 2 CCl4HCl。 光 (1)理论上，甲烷与氯气体积比为 14 时二者恰好完全反应，而甲中氯气与甲烷体积比为 514 1，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。反应过程中不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲中活塞向内移动。(2)甲烷和氯气发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的 HCl 会与 AgNO3 溶液反应生成 AgCl 白色沉淀，同时因CH2Cl2、CHCl 3、CCl 4 难溶于水而看到液体分为两层，因 Cl2 有剩余，若加入几滴石蕊溶液，溶液会先变红后褪色。答案：(1) (2) 取代反应 (3)B (4)液体分为两层，产生白色沉淀 溶液先变红后褪色
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