人教版新课标版化学必修二优化作业：3.1.1 甲烷的性质 Word版含解析
第三章有机化合物
第一节最简单的有机化合物——甲烷
第1课时甲烷的性质
1.下列关于甲烷的说法正确的是()
A.实验室可以用排水法收集甲烷
B.只有纯净的甲烷在空气中能安静地燃烧
C.甲烷与氯水能发生取代反应
D.甲烷在空气中燃烧只生成二氧化碳和水
解析:只要不在爆炸范围内,甲烷在空气中都可以安静地燃烧;甲烷与氯气在光照的条件下发生取代反应;甲烷不完全燃烧时,产物中有一氧化碳。
答案:A
2.某校化学兴趣小组的同学将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中,用玻璃片盖严后置于光亮处,一段时间后不可能观察到的现象是()
A.集气瓶中气体的黄绿色逐渐变浅
B.集气瓶内壁上有油状液滴附着
C.集气瓶底部出现黑色颗粒
D.取下玻璃片,可能会看到白雾
解析:甲烷与氯气在光照条件下生成四种氯代甲烷和氯化氢,其中有三种液体,氯化氢遇到水蒸气会出现白雾;但甲烷在该条件下不会分解。
答案:C
3.(2013·广东河源高一检测)下列各图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.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
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空间构型,但其中比例模型更能形象地表达出H、C的位置及所占比例。电子式只反映原子的最外层电子的成键情况。
答案:D
4.甲烷与氯气反应可得到的有机取代产物有:①CH3Cl、②CH2Cl2、③CHCl3、④CCl4,若将甲烷与氯气以物质的量之比1∶3混合,在光照下充分反应后得到的有机取代产物为() A.只有① B.只有③
C.①②③
D.①②③④
解析:甲烷与氯气发生取代反应一定得到四种氯代烃。
答案:D
5.(2013·广东茂名高一检测)有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代
的反应叫做取代反应,下列反应中属于取代反应的是()
A.AgNO3+HCl AgCl↓+HNO3
B.CH4+2O2CO2+2H2O
C.CH2Br2+Cl2CHClBr2+HCl
D.CH3CH2OH CH2CH2↑+H2O
解析:A反应不是有机反应,不是取代反应;B反应为CH4的燃烧,是氧化反应,而D反应中没有原子或原子团被替代,故B、D也不是取代反应。
答案:C
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 L
C.33.6 L
D.44.8 L
解析:CH4+2O2CO2+2H2O,因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。
答案:A
7.一定体积的甲烷在一定量O2中燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,测得混合气体的质量为49.6 g,将混合气体缓慢经过无水CaCl2时,CaCl2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 g
C.19.7 g
D.24.4 g
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 mol,可得44 g·mol-1×n(CO2)+28 g·mol-1×[0.7 mol-n(CO2)]=49.6 g-25.2 g,可得n(CO2)=0.3 mol,m(CO2)=13.2 g。
答案:B
8.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4,同温、同压下乙管中注入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,气体在甲管中反应,针管用日光照射一段时间。
(1)下列是某同学预测的实验现象:
①气体最终变为无色;②实验过程中,甲管活塞向内移动;③甲管内壁有油珠;④产生火花。其中正确的是。
(2)甲管中发生的化学反应类型为。
(3)反应后,甲管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,若将甲管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试液,又观察到。
解析:在光照下,甲烷与氯气发生连锁反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl
CCl4+HCl。(1)理论上,甲烷与氯气体积比为1∶4 时二者恰好完全反应,而该针管里氯气2
与甲烷体积比为5∶1>4∶1,说明氯气过量,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、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,若加入几滴石蕊,溶液会变红。
答案:(1)②③(2)取代反应(3)B(4)液体分为两层,产生白色沉淀溶液变红
9.如图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4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。
解析:此题主要考查根据洗气瓶质量的变化,确定原气体X的成分。
2H2+O22H2O,2CO+O22CO2,CH4+2O2CO2+2H2O,由A瓶中浓硫酸只吸收水,B
瓶中石灰水只吸收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:H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4。
答案:(1)H2(2)CO(3)CH4或H2、CO或H2、CH4或CO、CH4或H2、CO、CH4