甲烷习题(第1课时)

1、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下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中更能反映其真实存在状况的是()A B C 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：D2下表中四种物质的结构式或球棍模型有错误的是()选项ABCD结构式ClClHOH球棍模型解析：甲烷是正四面体结构，所有原子不在同一平面上，D项中CH4的球棍模型没有表示出正四面体结构。答案：D3下列对的叙述中正确的是()A有两种结构 B只有一种

2、结构C含有非极性键 D有四种结构解析：可以认为该有机物是CH4分子中的四个H原子分别被两个F原子、两个Cl原子替代后的产物。因为CH4分子是正四面体结构，所以该有机物中任意两个顶点原子之间都是相邻关系，即只有一种结构。该有机物中CF键、CCl键都属于极性键。答案：B4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解析：甲烷与Cl2反应的产物中HCl不是有机物，产物中CH3Cl、HCl是气态物质，除HCl外，其余产物均为四面体结构。答案：D5若甲烷与氯气以物质的量之比13混合，在光照下充分反应得到的产物：CH

3、3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4，HCl，其中正确的是()A只有 B只有C的混合物 D的混合物解析：甲烷和氯气在光照下，会发生四步取代反应，而反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的，在光照下得到产物一定是混合物且其中HCl的量最多。答案：D6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，针管放在光亮处一段时间。(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)甲管中发生化

4、学反应的类型为_。(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是_。A水 BNaOH溶液CAgNO3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试液，又观察到_。解析：在光照条件下，甲烷与氯气发生反应：CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl。(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5141，说明氯气过量，反应后仍有氯气剩余。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，

5、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)甲烷分子中的四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、CHCl3、CCl4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 (时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)1下列说法中正确的是()A

6、由碳、氢、氧三种元素组成的化合物一定是有机物B烃是含有碳元素和氢元素的化合物C大多数有机物熔、沸点较低D有机物都难溶于水解析：由碳、氢、氧三种元素组成的化合物不一定是有机物，如碳酸是无机物；烃是仅含有碳元素和氢元素的有机物；多数有机物熔、沸点较低；有些有机物易溶于水，如乙醇、乙酸等。答案：C2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。下列说法不正确的是()A甲烷属于烃类B在相同条件下甲烷的密度大于空气 C甲烷难溶于水D“可燃冰”是一种极具潜力的能源解析：甲烷难溶于水，因其相对分子质量为16，故相同条

7、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A、C、D正确。答案：B3某煤矿发生瓦斯爆炸，造成多名矿工死伤。瓦斯爆炸往往与矿坑中甲烷有关，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，以防爆炸事故的发生D点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸答案：A4将试管中的甲烷和氯气光照一段时间后，拔开橡胶塞，实验过程中不可能观察到的现象是()A试管中气体的黄绿色变浅B试管中有火星出现C试管壁上有油状液滴出现D试管口有白雾解析：甲烷和氯气光照一段时间后试管内气体颜色逐渐变浅

8、，内壁有油状液滴出现，拔开橡胶塞试管口有少量白雾出现。故选B。答案：B5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()A11.2 L B22.4 LC33.6 L D44.8 L解析：CH42O2CO22H2O，因此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。答案：A6有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应叫取代反应。下列化学反应中不属于取代反应的是()ACH2Cl2Br2CHBrCl2HBrBCH3OHHClCH3ClH2OC2Na2H2O=2NaOHH2DCH3CH2BrH2OCH3C

9、H2OHHBr解析：取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的反应为置换反应。答案：C二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)7(16分)天然气作为清洁能源，在助力节能减排的同时，也带来“气荒”等问题，于是出现了“油改气”或“煤改气”。(1)天然气主要成分的分子式是_，电子式为_，结构式为_；分子里各原子的空间分布呈_结构。(2)天然气主要成分在空气中燃烧的实验现象是_。反应的化学方程式为_。解析：天然气的主要成分是甲烷，甲烷的分子式、电子式、结构式分别为CH4、，甲烷分子是正四面体结构。答案：(1)CH4 正四面体(2)产生淡蓝色火焰CH42O2CO

10、22H2O8(18分)3个装有CH4和Cl2混合气体的集气瓶，用玻璃片盖好瓶口后，分别作如下处理，各有怎样的现象发生？(1)置于黑暗中：_；将点燃的镁条靠近集气瓶外壁：_；放在有光线的房子里：_。(2)CH4和Cl2发生的一系列反应都是_(填反应类型)反应，请写出CH4和Cl2反应生成一氯甲烷的化学方程式：_。(3)若要使0.5 mol CH4完全和Cl2发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代产物，则生成HCl的物质的量为_。A2.5 mol B2 molC1.25 mol D0.5 mol解析：对于有机反应，反应条件非常重要，通过控制反应条件，可使CH4和Cl2的取代反应发生的现象不同。

11、0.5 mol CH4生成等物质的量的4种取代产物，即0.125 mol CH3Cl、0.125 mol CH2Cl2、0.125 mol CHCl3、0.125 mol CCl4，生成HCl的物质的量为n(HCl)0.125 mol×10.125 mol×20.125 mol×30.125 mol×41.25 mol，故选C项。答案：(1)无明显现象爆炸黄绿色逐渐变浅，有油状液滴生成(2)取代CH4Cl2CH3ClHCl(3)C9(18分)如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭

12、混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出反应的化学方程式：_。(2)若甲烷与氯气的体积比为11，则得到的产物为_。ACH3Cl、HClBCCl4、HClCCH3Cl、CH2Cl2DCH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl(3)反应一段时间后，U形管右端的液面变化是_。A升高 B降低C不变 D无法确定(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端可观察到_。(5)右端玻璃管的作用是_。解析：(1)因氯气足量，若充分反应，则甲烷中的四个氢原子可完全被取代，生成四氯化碳和氯化氢，反应的化学方程式为CH44Cl2CCl44HCl。(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和氯化氢。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左