新教材2023版高中化学课时作业12天然气的利用甲烷苏教版必修第二册

课时作业12天然气的利用甲烷一、选择题1．1874年，22岁的范特霍夫和27岁的勒贝尔分别提出了碳四面体学说，建立了分子的立体概念。下列各项均能表示甲烷的分子结构，但最能反映其真实状况的是（）2．有下列物质：①氯气；②硝酸；③溴水；④烧碱；⑤氧气；⑥酸性KMnO4溶液，其中在一定条件下可与甲烷反应的是（）A．①②③ B．④⑤⑥C．①⑤ D．②③④⑥3．下列关于甲烷的叙述正确的是（）A．甲烷分子的空间构型是正四面体形，所以CH2Cl2有两种不同构型B．甲烷可以与氯气发生取代反应，因此可以使氯水褪色C．甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此是矿井安全的重要威胁之一D．将甲烷与氯气按1∶1体积比混合，光照条件下就可得到比较纯净的CH3Cl4．鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是（）A．点燃——通入澄清石灰水——加入溴的四氯化碳溶液B．点燃——罩上小烧杯——加入澄清石灰水C．点燃——通入澄清石灰水D．点燃——通入酸性KMnO4溶液5．下列说法中正确的是（）A．相对分子质量相同，组成元素也相同的化合物一定互为同分异构体B．凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，一定互为同系物C.两种物质的组成元素相同，各元素质量分数也相同，则二者一定互为同分异构体D．分子式相同的不同有机物一定互为同分异构体6．下列关于同系物的说法中，错误的是（）A．同系物具有相同的最简式B．同系物能符合同一通式C．同系物中，相邻的同系物彼此在组成上相差一个“CH2”原子团D．同系物的化学性质基本相似，物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化7．美国宇航局（NASA）马里诺娃博士发现了一种比二氧化碳高104倍的“超级温室气体”全氟丙烷（C3F8），提醒人们慎用含氟物。有关全氟丙烷的说法正确的是（）A．分子中3个碳原子可能处于同一直线上B．全氟丙烷的电子式为C．由丙烷转化为全氟丙烷的反应为取代反应D．全氟丙烷属于烷烃8．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。若将1molCH4与Cl2完全反应，待反应完成后测得CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量之比为1∶2∶3∶4，则消耗的Cl2为（）A．1.0molB．2.0molC．3.0molD．4.0mol9．下列说法正确的是（）A．烷烃的通式为CnH2n＋2，随n的增大，碳元素的质量分数逐渐减小B．和CH3CH2CH2CH3互为同系物C．丙烷的空间填充模型为D．分子式为C2H6和分子式为C5H12的烷烃的一氯代物的数目可能相同10．下列说法中正确的一组是（）A．H2和D2互为同位素B．互为同分异构体C．正丁烷和异丁烷是同系物D．是同一种物质11．某有机化合物6.2g在氧气中完全燃烧，只生成8.8gCO2和5.4gH2O。下列说法正确的是（）A．该化合物仅含碳、氢两种元素B．该化合物中碳、氢原子个数比为1∶4C．无法确定该化合物是否含有氧元素D．该化合物一定含有氧元素12．一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为49.6g，当其缓慢经过无水氯化钙（足量）时，氯化钙增重25.2g，则原混合气体中CO的质量为（）A．24.4gB．19.7gC．13.2gD．11.2g二、非选择题13．如图是几种烷烃的球棍模型，试回答下列问题：（1）A、B、C三者的关系是。（2）A的分子式为，C的分子式为。（3）写出C的同分异构体的结构简式。14．“可燃冰”，学名天然气水合物，其化学式为CH4·nH2O，“可燃冰”是未来洁净的新能源。Ⅰ.（双选）关于“可燃冰”的下列说法，正确的是（）A．“可燃冰”中含有甲烷B．“可燃冰”能燃烧，所以水也能燃烧C．“可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣或废弃物D．“可燃冰”就是天然气冷却后得到的固体Ⅱ.为了验证可燃冰中甲烷的燃烧产物，研究人员设计了简单的甲烷燃烧实验（如图所示）：根据实验装置完成下列实验步骤和现象：（1）点燃甲烷前必须进行的实验步骤是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）开启水龙头（未画出）抽气后，在漏斗下方点燃甲烷，可观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）如果将B、C两个装置的位置交换，会对实验结论产生什么影响？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）以甲烷为代表的烷烃都具有可燃性，下列有关烷烃燃烧的说法正确的是。A．等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧，CH4的耗氧高B．等质量的CH4比C3H8完全燃烧时的耗氧高C．CH4完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量之比为2∶1D．完全燃烧生成CO2和H2O物质的量之比为1∶2的有机物一定为CH415．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：①控制气流速度；②均匀混合气体；③________________________________________________________________________。（2）设eq\f(V（Cl2）,V（CH4）)＝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（填字母）。A．收集气体B．吸收氯气C．防止倒吸D．吸收氯化氢（5）在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（6）E装置除生成盐酸外，还含有油状有机物，从E中分离出油状有机物的最佳方法为。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（填字母）。a．CH4b．CH3Clc．CH2Cl2d.CHCl3e．CCl416．写出下列各烷烃的分子式。（1）烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的43倍。（2）烷烃B的分子中含有200个氢原子。（3）1L烷烃C的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15L的水蒸气。（4）分子中含有22个共价键的烷烃D为。（5）0.1mol烷烃E完全燃烧，消耗标准状况下的O211.2L。室温下相对分子质量最大的气态直链烷烃F为。课时作业12天然气的利用甲烷1．答案：D2．答案：C3．答案：C4．答案：B5．答案：D6．解析：同系物一定满足有同一通式，但不一定有相同的最简式，A错误，B正确；相邻同系物组成上相差一个“CH2”原子团，C正确；因结构相似，所以化学性质基本相似，但组成上的差异使得物理性质随碳原子数增加而呈规律性变化，D正确。答案：A7．答案：C8．答案：C9．答案：D10．解析：H2和D2都是氢的单质，A错误；由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质，B错误；正丁烷和异丁烷属于同分异构体，C错误。答案：D11．解析：8.8gCO2中含有碳元素的物质的量为0.2mol，碳元素的质量为2.4g，5.4g水中含有氢原子的物质的量为0.6mol，氢元素的质量为0.6g。m（C）＋m（H）＝2.4g＋0.6g＝3.0g<6.2g，该化合物不仅含碳、氢两种元素，还一定含有氧元素；其中所含C、H两种元素原子的物质的量之比为n（C）∶n（H）＝0.2mol∶0.6mol＝1∶3。答案：D12．解析：氯化钙增重25.2g，即m（H2O）＝25.2g，n（H2O）＝eq\f(25.2g,18g·mol－1)＝1.4mol，n（H）＝2.8mol，由H守恒知n（CH4）＝eq\f(1,4)n（H）＝0.7mol；再由C原子守恒知n（CO）＋n（CO2）＝0.7mol，m（CO）＋m（CO2）＝49.6g－25.2g＝24.4g，解得m（CO2）＝13.2g，m（CO）＝11.2g。答案：D13．答案：（1）同系物（2）C2H6C4H10（3）14．答案：Ⅰ.ACⅡ.（1）验纯（2）火焰被吸入漏斗内，干燥管中蘸有无水CuSO4的棉花慢慢变蓝，洗气瓶中澄清石灰水逐渐变浑浊（3）不能验证是否产生水蒸气（4）B15．解析：（1）B装置的三个作用：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。（2）当发生反应：CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CCl4＋4HCl时生成HCl气体最多，所以要保证eq\f(V（Cl2）,V（CH4）)＝x≥4。（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）根据信息知黑色小颗粒应为碳粉，根据原子守恒应为CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(强光))C＋4HCl。（6）分离难溶于水的油状液体可用分液法。反应物CH4可能有剩余，生成物CH3Cl为气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液体，所以尾气的主要成分为CH4和CH3Cl。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）CH4＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(强光))C＋4HCl（6）分液ab16．解析：（1）M＝2g·mol－1×43＝86g·mol－1，所以14n＋2＝86，n＝6，即该烷烃的分子式为C6H14。（2）由CnH2n＋2得2n＋2＝200，n＝99，该烷烃的分子式为C99H200。（3）由1L烷烃完全燃烧产生同条件下的15L水蒸气可知，其分子中应含有30个氢原子，则其分子式为C14H30。（4）由CnH2n＋2可知：其中含有（2n