高中化学人教版第二章化学反应与能量双基限时练13

双基限时练(十三)甲烷的性质基础强化1.下列关于有机物的叙述正确的是()A．所有含碳元素的化合物都是有机物B．有机物都不溶于水C．有机物都易燃烧D．有机物中除含碳元素外，还常含有氢、氧等元素答案D解析CO、CO2等含碳化合物结构、性质与无机物类似，它们都属于无机物，A项错；有机物大多数不溶于水，但也有易溶于水的，如乙醇、乙酸、蔗糖等，B项错；有机物大多数易燃烧，也有不易燃烧的，如CCl4不易燃烧，可用来灭火，C项错；有机化合物除含碳元素外，大多数还含有H、O、S、N等元素，D项正确。2．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()①甲烷属于烃类②在相同条件下甲烷的密度大于空气③甲烷难溶于水④可燃冰是一种极具潜力的能源A．①②③ B.②③④C．①③④ D．①②④答案C解析甲烷是最简单的烃，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项正确。3．公元前一世纪，我国已使用天然气井，天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中，错误的是()A．通常情况下，甲烷跟KMnO4等强氧化剂都不反应B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯C．甲烷与氯气反应，无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，都属于取代反应D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水答案B解析可燃性气体在加热或点燃前都要验纯，以防爆炸事故发生，甲烷也不例外。4．下列关于甲烷的说法中，正确的是()A．实验室可以用排水法收集甲烷B．只有纯净甲烷才能在空气中安静燃烧C．甲烷与溴水发生取代反应D．甲烷在空气中燃烧只生成二氧化碳和水答案A解析CH4不溶于水，可用排水法收集，A项正确；含有杂质如混有H2、C2H6等的CH4混合气体，也能在空气中安静燃烧，B项错；CH4与溴单质可发生取代反应，而与溴水不反应，C项错；甲烷在空气(O2)不足时燃烧生成CO、CO2和水，D项错。5．甲烷在O2中燃烧生成CO2和水的实验事实说明()A．甲烷的分子式为CH4B．甲烷的化学性质比较稳定C．甲烷气体中含碳元素和氢元素D．甲烷气体中只含有碳元素和氢元素答案C解析有机物在O2中燃烧生成CO2和H2O，只能说明物质中含有碳元素和氢元素，不能说明物质中是否含有氧元素，故只有C项正确。6．下列气体既可用碱石灰又可用浓H2SO4干燥的是()A．Cl2 B．CH4C．NH3 D．CO2答案B解析Cl2、CO2均与碱石灰发生反应，不能用碱石灰干燥，NH3与浓H2SO4反应，不能用浓H2SO4干燥；CH4既不与碱石灰反应，也不与浓H2SO4反应。7．下列说法不正确的是()A．甲烷是一种难溶于水的气体B．天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源C．甲烷分子是一种对称的正四面体结构，四个C—H键强度相同D．甲烷不与任何物质反应答案D8．下列物质在空气中充分燃烧后，其生成物既可使无水CuSO4变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊的是()A．CO B．CH4C．H2 D.C答案B9．将标准状况下的11.2L甲烷和22.4L氧气混合点燃，恢复到原状况后，气体的体积为()A．11.2L B．22.4LC．33.6L D．44.8L答案A10．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．CH4和CCl4中的化学键均为非极性键D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同答案B解析CCl4的分子结构同CH4相似为正四面体结构，CH3Cl中的C—H和C—Cl键不同，不是正四面体结构，而是四面体结构。11．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1:4)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气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，请写出化学方程式：______________________________________________。(2)若题目中甲烷与氯气的体积比为1:1，则得到的产物为________。A．CH3ClHClB．CCl4HClC．CH3ClCH2Cl2D．CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(3)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是_______。A．升高 B．降低C．不变 D．无法确定(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到__________________________________。(5)右端玻璃管的作用是_______________________________。答案(1)CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up15(光照))CCl4＋4HCl(2)D(3)B(4)有白色胶状沉淀生成(5)平衡气压解析(1)因Cl2足量，若充分反应，则CH4中的四个H原子可完全被取代，生成CCl4和HCl，CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up15(光照))CCl4＋4HCl。(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HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U形管右侧液面下降，左侧液面上升。(4)因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HCl＋Na2SiO3=H2SiO3↓＋2NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。12．如下图，某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，将气体X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(或H2与CO；H2与CH4；CO与CH4；H2、CO、CH4)解析A增加说明产生了水；B增加说明产生了CO2。能力提升1.不久前，科学家发现了一种新能源——“可燃冰”晶体。它的主要成分是甲烷与水分子(CH4·xH2O)。据测定每1m3这种晶体可释放出140m3的甲烷气体(气体体积已折算成标准状况，可燃冰的密度近似为1g·cm－3)。试推算该“可燃冰”中，CH4与HA．1:6 B．1:7C．1:8 D．1:9答案C解析CH4分子的物质的量为eq\f(140×103,mol，水分子的物质的量为eq\f(1×106－\f(140×103,×16,18)mol，二者比值为1:8，故选C。2．下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是()A．CH3Cl B．CCl4C．CH2Cl2 D．CH4答案B3．成功登陆土卫六的“惠更斯”号探测器发回了350张照片和大量数据。分析指出，土卫六“酷似地球，经常下雨”，不过“雨”的成分是液态甲烷。下列关于土卫六的说法中，不正确的是()A．土卫六上存在有机分子B．地表温度极高C．地貌形成与液态甲烷冲刷有关D．土卫六上形成了甲烷的气液循环系统答案B解析因为存在液态甲烷，所以地表温度不会很高。4．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()A．CH2Cl2＋Br2eq\o(→,\s\up15(光照))CHBrCl2＋HBrB．CH3OH＋HCleq\o(→,\s\up15(光照))CH3Cl＋H2OC．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑D．CH3—CH2—Br＋H2Oeq\o(→,\s\up15(NaOH),\s\do15(△))CH3—CH2—OH＋HBr答案C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，不是有机反应，更不是取代反应5．在一定的温度、压强下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为()A．1:4 B．1:3C．1:2 D．1:1答案A解析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。设混合气体中CH4的体积为x。CH4＋2O2eq\o(→,\s\up15(点燃))CO2＋2H2OΔV减小1mL2mL1mL2mLx(100mL＋400mL)－460mL＝40mLx＝20mLAr的体积为100mL－20mL＝80mL，CH4与Ar的体积之比为1:4，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。6．俄罗斯紧急情况部新闻局2008年3月20日通报，克麦罗沃州煤矿瓦斯爆炸事件已导致102人死亡，8人生死不明，另外93人获救。根据以上信息回答下列问题：(1)写出瓦斯爆炸的化学方程式：_______________________________________________________________________。(2)可燃气体的爆炸都有一个爆炸极限，所谓爆炸极限是指可燃气体(或蒸气或粉尘等)与空气混合后，遇火产生爆炸的最高或最低浓度(通常以体积百分数表示)。下表是甲烷在空气和纯氧中的爆炸极限。甲烷的爆炸极限空气中纯氧气中%～15%%～60%下面是瓦斯和空气组成的混合气体中瓦斯的体积含量，从是否能够爆炸方面考虑，不安全的是()A．3% B．10%C．30% D．60%(3)请分析人为什么在瓦斯爆炸的煤矿中会窒息死亡。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)对于矿井中的瓦斯爆炸，根据你的化学实验经验，你可以得出什么启示？(提示：对可燃性气体的加热、点燃操作应该注意的问题)____________________