2018_2019学年高中化学有机化合物第一节最简单的有机化合物__甲烷3.1.1甲烷的性质同步测试新人教版.docx

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.“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。4下列反应属于取代反应的是()A.CH4C+2H2B.2HI+Cl22HCl+I2C.CH4+2O2CO2+2H2OD.CH4+Cl2CH3Cl+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、CH3Cl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.Cl2C.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、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、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,瓶壁上出现油状液滴(4)取代CHCl3、CCl4CCl4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、CCl4,可作灭火剂的是CCl4。10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。答案(1)H2(2)CO(3)CH4;H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4解析此题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。能力提升1下列物质中,不属于烃类的是()A.乙烷(C2H6)B.苯(C6H6)C.乙烯(C2H4)D.乙醇(C2H6O)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、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是()A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构B.CH4、CCl4都是正四面体结构C.CH3Cl中的化学键完全相同D.CH4、CCl4的结构相同,性质也相同答案B解析CH3Cl中的CCl键和CH键不同,故CH3Cl不是正四面体结构;CH4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。CH4和CO燃烧都生成CO2,B、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+HClAgCl+HNO3B.CH4+2O2CO2+2H2OC.CH2Br2+Cl2CHClBr2+HClD.2Na+2H2O2NaOH+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 molB.2 molC.2.5 molD.10 mol答案C解析由于CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl,CH4+3Cl2CHCl3+3HCl,CH4+4Cl2CCl4+4HCl。1 mol CH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4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 LB.22.4 LC.33.6 LD.44.8 L答案A解析CH4+2O2CO2+2H2O,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、CO2和水蒸气,测得混合气体的质量为49.6 g,将混合气体缓慢通过无水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 gB.13.2 gC.19.7 gD.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 mol,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+2O2CO2+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)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+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+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。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:(1)B装置有三种功能: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.CH4b.CH3Clc.CH2Cl2d