1、- 1 -第 1课时 甲烷的性质基础巩固1下列关于有机物的叙述中,正确的是( )A.只含有碳元素和氢元素B.一定含有氧元素C.都可以燃烧D.都是含碳元素的化合物答案 D解析 有机物的定义是指含有碳元素的化合物,主要包括烃和烃的衍生物(后续学到),大部分有机物可以燃烧(但 CCl4不燃烧)。有机物中的烃类仅由 C、H 两种元素组成,不含氧元素。2“可燃冰”又称“天然气水合物”,它是在海底的高压、低温条件下形成的,外观像冰。1 体积“可燃冰”可贮载 100200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述中不正确的是( )A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源B.“可燃冰”是一种比较洁净的能源C.“
2、可燃冰”提供了水可能变成油的例证D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷答案 C解析 “可燃冰”的主要成分是甲烷,因其燃烧后产物只有 CO2和 H2O,是一种比较洁净的能源;又因其在海底中储量丰富,可能成为人类未来的重要能源,故 A、B、D 均正确。C 中,水和油的元素组成不同,“水变油”违反元素守恒定律。3以下关于甲烷的说法中错误的是( )A.甲烷分子是由极性键构成的分子B.甲烷分子具有正四面体结构C.甲烷分子中四个 CH键是完全等价的键D.甲烷分子中具有非极性键答案 D解析 甲烷分子的正四面体结构中,四个键的长度、强度相等,分子中的 CH键为极性共价键。- 2 -4下列反应属于取代反应的是( )
3、A.CH4 C+2H2B.2HI+Cl2 2HCl+I2C.CH4+2O2 CO2+2H2OD.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl答案 D解析 A项属于分解反应;B 项属于置换反应;C 项属于氧化反应;D 项属于取代反应。要从反应实质的角度理解取代反应和置换反应的区别。5下列关于甲烷与 Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是( )A.都是有机物B.都不溶于水C.常温下有一种气态物质,其余均是液体D.除一种外均是四面体结构答案 D解析 甲烷与 Cl2反应的产物中有 HCl,HCl不是有机物,易溶于水;产物中 HCl、CH 3Cl在常温下是气态物质;除 HCl外,其余产物均为四面体结构。6下列各图
4、均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映其真实存在状况( )A. B. C. D.答案 D解析 这几种形式都可表示甲烷这种物质,其中分子结构示意图、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的立体构型,但其中比例模型更能形象地表达出 H、C 的相对位置及所占比例。电子式只反映原子的成键情况。7在光照条件下,下列物质中能与甲烷反应的是( )A.盐酸 B.Cl2- 3 -C.NaOH溶液 D.酸性 KMnO4溶液答案 B解析 四种物质中,光照条件下只有 Cl2能与甲烷发生取代反应,故 B项正确。8把体积相同的甲烷和氯气充入一个集气瓶中,光照一段时间后,发现气体的黄绿色变浅,集气瓶壁上有淡黄绿色液滴,此时,集
5、气瓶内的物质最多可能有( )A.4种 B.5种 C.6种 D.7种答案 D解析 甲烷和氯气反应生成 CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3、CCl 4、HCl,再加上没有反应的甲烷和氯气,集气瓶内的物质最多可能有 7种。9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),生成的有机物中常用作有机溶剂的是 ,可用作灭火剂的是 。 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
6、,瓶壁上出现油状液滴 (4)取代CHCl3、CCl 4 CCl 4解析 由于 CH4与 Cl2的取代反应是在光照条件下进行的,因而在黑暗处不会发生反应;将点燃的镁条靠近集气瓶,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,现象为黄绿色渐渐变浅,最后消失,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 CHCl3、CCl 4,可作灭火剂的是 CCl4。10如图所示,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:- 4 -(1)若 A洗气瓶的质量
7、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。 答案 (1)H2 (2)CO (3)CH 4;H2、CO;H 2、CH 4;CO、CH 4;H2、CO、CH 4解析 此题根据洗气瓶质量的变化,确定原气体 X的成分。2H2+O2 2H2O,2CO+O2 2CO2,CH4+2O2 CO2+2H2O,由 A瓶中浓硫酸只吸收水,B 瓶中澄清石灰水只吸收 CO2得:(1)若 A瓶质量增加,B 瓶质量不变,说明气体 X燃烧只生成水,故 X为 H2。(2)若 A瓶质量不变,B 瓶
8、质量增加,说明气体 X燃烧只有 CO2生成,故 X为 CO。(3)若 A、B 两瓶质量均增加,说明气体 X的燃烧产物既有 H2O又有 CO2,故 X气体成分不确定。它可以是 CH4或以下组合:H 2、CO;H 2、CH 4;CO、CH 4;H2、CO、CH 4。能力提升1下列物质中,不属于烃类的是( )A.乙烷(C 2H6) B.苯(C 6H6)C.乙烯(C 2H4) D.乙醇(C 2H6O)答案 D解析 烃是仅含碳和氢两种元素的有机物。乙醇中含碳、氢、氧三种元素,不属于烃类。2下图是 CH4、CCl 4、CH 3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )A.CH4、CCl 4和 CH3Cl
9、都是正四面体结构B.CH4、CCl 4都是正四面体结构C.CH3Cl中的化学键完全相同D.CH4、CCl 4的结构相同,性质也相同答案 B- 5 -解析 CH3Cl中的 CCl键和 CH键不同,故 CH3Cl不是正四面体结构;CH 4和 CCl4的性质也不相同。3鉴别甲烷、一氧化碳和氢气 3种无色气体的方法,是将它们( )A.先后通入溴水和澄清石灰水B.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯C.点燃,先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯D.点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯,通入溴水答案 C解析 CH4、CO 和 H2与溴水、澄清石灰水都不反应,A 项不可选。CH 4和 CO燃烧都生成 CO2,B、
10、D 项不可选。干冷的烧杯可检验燃烧产物中是否有水,涂有澄清石灰水的烧杯可检验燃烧产物中是否有 CO2。4下列反应中属于取代反应的是( )A.AgNO3+HCl AgCl+HNO 3B.CH4+2O2 CO2+2H2OC.CH2Br2+Cl2 CHClBr2+HClD.2Na+2H2O 2NaOH+H2答案 C解析 A、D 两项所示反应不是有机反应,故不是取代反应;B 项反应为 CH4的燃烧,是氧化反应。5在光照条件下,将 1 mol CH4与 Cl2反应,得到等物质的量的 4种有机取代产物,则消耗 Cl2物质的量为( )A.1 mol B.2 molC.2.5 mol D.10 mol答案 C
11、解析 由于CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,CH4+2Cl2 CH2Cl2+2HCl,CH4+3Cl2 CHCl3+3HCl,CH4+4Cl2 CCl4+4HCl。1 mol CH4生成 CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3、CCl 4各为 0.25 mol,则消耗 Cl2为 0.25 mol+0.25 mol2+0.25 mol3+0.25 mol4=2.5 mol。- 6 -6将标准状况下的 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( )A.11.2 L B.22.4 LC.33.6 L D.44.8 L答案 A解析 CH4+2O2 CO2+2H2O
12、,11.2 L甲烷与 22.4 L氧气恰好完全反应生成 11.2 L的 CO2气体,标准状况下 H2O不是气体。7一定体积的甲烷在一定量 O2中燃烧后得到的产物为 CO、CO 2和水蒸气,测得混合气体的质量为 49.6 g,将混合气体缓慢通过无水 CaCl2时,CaCl 2质量增加 25.2 g,则原混合气体中 CO2的质量为( )A.12.5 g B.13.2 gC.19.7 g D.24.4 g答案 B解析 CaCl2吸收水蒸气,生成 H2O 25.2 g,即生成 1.4 mol H2O;根据氢原子守恒,可得 CH4为 0.7 mol;再根据碳原子守恒,可得 CO和 CO2共 0.7 mo
13、l,可得 44 gmol-1n(CO2)+28 gmol-10.7 mol-n(CO2)=49.6 g-25.2 g,可得 n(CO2)=0.3 mol,m(CO2)=13.2 g。 8某个体小煤矿曾发生瓦斯爆炸事故,造成人员伤亡。在煤矿矿井里,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,如果空气中含甲烷的体积分数为 5%15.4%,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约是( )A.5% B.9.1% C.10.5% D.15%答案 B解析 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
14、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,恰好完全反应时 V(CH4) V(O2)=12,空气中氧气所占的体积分数约为 ,甲烷占混合气体的体积分数约为100%9.1%。9如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中注入 10 mL CH4,同温、同压下乙管- 7 -中注入 50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,针管用日光照射一段时间,气体在甲管中反应。(1)下列是某同学预测的实验现象:气体最终变为无色;实验过程中,甲管活塞向内移动;甲管内壁有油珠;产生火花。其中正确的是 。 (2
15、)甲管中发生的化学反应类型为 。 (3)充分反应后,甲管中剩余气体能用下列试剂中的 吸收。 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,若将甲管中的物质推入盛有适量 AgNO3溶液的小试管中会观察到 。 答案 (1) (2)取代反应 (3)B (4)液体分为两层,水层中产生白色沉淀解析 在光照下,甲烷与氯气发生连锁反应:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2 CCl4+HCl。(1)理论上,甲烷与氯气体积比为 14 时二者恰好完全反应,而该针管里甲烷与氯气体积比为,说明氯
16、气过量,最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢,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,甲管活塞向内移动。(2)甲烷分子中的 4个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢,可用氢氧化钠溶液吸收。(4)生成的 HCl会与 AgNO3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。 10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。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:根据设计要求回答:- 8 -(1)B装置有三种功能
17、:控制气流速度;均匀混合气体; 。 (2)设 =x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则 x值应 。 (3)D装置的石棉中均匀混有 KI粉末,其作用是 。 (4)E装置的作用是 (填序号)。 A.收集气体 B.吸收氯气C.防止倒吸 D.吸收氯化氢(5)E装置除盐酸外,还含有有机物,从 E中分离出盐酸的最佳方法为 。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为 (填序号)。 a.CH4 b.CH 3Cl c.CH 2Cl2 d.CHCl 3 e.CCl 4答案 (1)干燥混合气体 (2)大于或等于 4(3)吸收过量的氯气 (4)CD (5)分液 ab解析 (1)B装置的三个作用:控制气流速度从而达到合适的反应比例;均匀混合气体,便于后续实验;干燥混合气体。(2)当发生反应:CH 4+4Cl2 CCl4+4HCl时生成 HCl气体最多,所以要保证 =x4。(3)KI能吸收多余的 Cl2,反应的化学方程式为 Cl2+2KI 2KCl+I2。(4)E装置既吸收反应生成的 HCl气体,同时还防止倒吸。(5)从水溶液中分离难溶于水的油状液体可用分液法。
