化学（人教版必修2）练习第03章第01节第01课时甲烷的性质课时作业

课时作业(十)甲烷的性质基础巩固练(25分钟50分)一、选择题(本题包括8小题，每小题4分，共32分)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)解析：烃只含C、H两种元素，乙醇中含有氧元素。答案：D2．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正确。答案：C3．以下关于甲烷的说法中，错误的是()A．甲烷分子具有正四面体结构B．甲烷分子中具有极性键C．甲烷与Cl2发生光照取代，取代1molH需0.5molCl2D．甲烷分子中四个C—H键，任意两个之间的键角均相等解析：取代1molH需1molCl2。答案：C4．下列物质中不能和氯气发生取代反应的是()A．CH3Cl B．CCl4C．CH4 D．CH2Cl2解析：CCl4中无C—H键，不能发生取代反应。答案：B5．下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是()A．氯气与氢气反应 B．次氯酸分解C．甲烷与氯气反应 D．甲烷与氧气反应解析：甲烷与氧气反应的条件是点燃，光照条件下不反应。答案：D6．下列叙述错误的是()A．通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应B．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应D．甲烷的四种取代物都难溶于水解析：甲烷的化学性质比较稳定，但能够燃烧生成CO2和H2O，一定条件下，也能被氧化剂(如O2)氧化。B错误。答案：B7．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中的化学键完全相同D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同解析：CH3Cl中的C—Cl共价键和C—H共价键键能、键长及键的牢固性均不同，故CH3Cl不是正四面体结构，CH4和CCl4的性质也不相同。答案：B8．如图所示，一端封闭的U形管，封闭着的一端有一段CH4和Cl2的混合气体，在水平部分有一段气柱，其他两端为液柱，已知液体与气体不反应。使CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应，则此过程中间气柱的长度将会如何变化(假设中间气柱未移出U形管的水平部分)()A．变大 B．变小C．不变 D．无法确定解析：在U形管密封的一端，CH4和Cl2的混合气体会发生反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，其中除了CH3Cl、HCl在常温下为气体外，CH2Cl2、CHCl3、CCl4在常温下都是液体，所以反应后气体的物质的量会减小，气体的总体积减小，右边液面下降，中间气柱压强减小，气柱体积会膨胀变大。答案：A二、非选择题(本题包括2大题，共18分)9．(8分)(1)在通常情况下，甲烷的化学性质________，它________(填“能”或“不能”)使高锰酸钾酸性溶液褪色。(2)甲烷在空气中燃烧的实验现象是________________________________，发生反应的化学方程式是_____________________________________。(3)写出在光照条件下，甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程式：____________________________________________________________________________。解析：甲烷性质比较稳定，与强酸、强碱及强氧化剂不发生反应，但在一定条件下能燃烧，与氯气发生取代反应。甲烷在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，化学方程式是CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。在光照条件下，甲烷与氯气发生反应生成气态有机物的化学方程式是CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl。答案：(1)比较稳定不能(2)安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O(3)CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl＋HCl10．(10分)把1molCH4和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，回答下列问题：(1)片刻后试管中的现象为①试管内气体的颜色变浅，②试管壁上出现________，③试管内________。(2)在反应结束后，试管内的产物最多有________种，空间构型呈正四面体的产物为________。(3)若(2)中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为________。解析：甲烷与氯气在光照下发生取代反应，消耗氯气，所以黄绿色变浅，由于产生的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都难溶于水，所以在试管内壁有油状液滴，由于反应过程中气体物质的量减少，且取代反应产生的HCl气体在水中溶解，所以试管内液面上升，而且出现白雾。(1)片刻后试管中的现象为①试管内气体的颜色变浅，②试管壁上出现油状液滴，③试管内出现白雾、液面上升：(2)由于取代反应是逐步进行的，而且每步反应的产物都可能存在，所以最多有5种产物；其中空间构型呈正四面体的产物为CCl4；(3)甲烷的物质的量是1mol，若(2)中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl2的物质的量为(0.25×1＋0.25×2＋0.25×3＋0.25×4)mol＝2.5mol。答案：(1)油状液滴出现白雾、液面上升(2)5CCl4(3)2.5mol能力提升练(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分)1．在常温下，把一个盛有一定量的甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是()A．容器内原子的总数不变 B．容器内的分子总数不变C．容器内压强不变 D．发生的反应属于取代反应解析：甲烷与氯气光照条件下发生取代反应，由质量守恒定律知A、D正确；在各步取代反应中，一分子有机物与一分子氯气反应生成一分子有机物和一分子氯化氢，但CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为液态，故气体体积减小，压强减小，故B正确，C错误。答案：C2．如图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，则集气瓶中的气体可能是()①CO、O2②Cl2、CH4③NO2、O2④N2、H2A．①② B．②④C．③④ D．②③解析：从题目的叙述情况看，所选气体组必须是与水作用后混合气体总体积减小的，此时应注意CH4与Cl2的取代反应生成HCl，HCl易溶于水，因此应选D。答案：D3．将标准状况下的11.2L甲烷和22.4L氧气混合点燃，A．11.2LC．33.6L解析：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O，因11.2L甲烷与22.4L氧气恰好完全反应生成11.2L的CO2答案：A4．甲烷是天然气的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。下列有关甲烷的说法正确的是()①甲烷是一种正四面体结构的分子②物质的量1∶1的甲烷与氯气发生取代反应时，生成物只有CH3Cl和HCl③0.5mol甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为1mol④甲烷分子中的所有原子均满足最外层8电子结构A．①② B．③④C．①③ D．②④解析：甲烷与Cl2在光照条件下发生的取代反应是连锁反应，一旦生成CH3Cl后，CH3Cl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代，因此其产物是4种取代产物和HCl的混合物，故②错误。④中甲烷分子中氢原子不满足最外层8电子结构而是2电子结构。答案：C5．mg甲烷燃烧后得到CO、CO2和H2O(g)组成的混合气体，其质量为14.4g，通过足量碱石灰后，气体质量变为2.8g，A．3.6g B．C．7.2g解析：混合气体通过碱石灰时，吸收CO2和H2O(g)，剩余气体为CO，即m(CO)＝2.8g，则有m(CO2)＋m(H2O)＝11.6g。由题意可知，n(CO)＝0.1mol，n(CO2)＋n(CO)＝eq\f(1,2)n(H2O)，即n(CO2)＋0.1mol＝eq\f(1,2)n(H2O)，44n(CO2)＋18n(H2O)＝11.6，解得n(H2O)＝0.4mol，n(CO2)＝0.1mol，故混合气体中H2O的质量为m(H2O)＝0.4mol×18g·mol－1＝7.2答案：C6．将0.2molC4H10完全燃烧后生成的气体全部缓慢通入0.5L2mol·L－1NaOH溶液中，生成的Na2CO3和NaHCO3A．3∶2 B．2∶3C．2∶1 D．1∶3解析：设生成的Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x、y，根据碳元素守恒有x＋y＝0.8mol，根据钠元素守恒有2x＋y＝1mol，解得x＝0.2mol，y＝0.6mol，故答案为D。答案：D二、非选择题(本题包括2大题，共20分)7．(9分)甲烷是最简单的有机物(1)下列关于甲烷性质的叙述中，正确的是________________。A．甲烷是一种无色无味的气体 B．甲烷的密度比空气的密度小C．甲烷极难溶于水 D．只有纯净的甲烷才能安静地燃烧(2)在标准状况下，32gCH4的物质的量为________________mol，它的体积为________________L，(3)为了除去混在甲烷中的二氧化碳和水蒸气，可将混合气体先通过盛有________________(填物质名称，下同)的洗气瓶除去________________；再通过盛有________的洗气瓶除去________。解析：(1)甲烷是一种无色、无味、极难溶于水、密度比空气小的气体，A、B、C均正确；甲烷纯度较高，不在爆炸极限范围内，能安静燃烧，D不正确。(2)CH4的摩尔质量是16g/mol,32gCH4的物质的量n(CH4)＝eq\f(32g,16g/mol)＝2mol，在标准状况下的体积为22.4L/mol×2mol＝44.8L，它所含有的氢原子数目N(H)＝4N(CH4)＝4n(CH4)×NA(3)除去混在甲烷中的CO2和H2O，先通过盛有NaOH溶液的洗气瓶除去CO2，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去H2O。答案：(1)ABC(2)244.84.816×1024(3)氢氧化钠溶液二氧化碳浓硫酸水蒸气8．(11分)利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验中模拟上述过程，所设计的装置如图所示：(1)A中制取Cl2反应的化学方程式是_____________________________________。(2)B装置的作用：①________。②________。③________。(3)D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI，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．吸收氯化氢(5)E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是________________________________________________________________________。(6)将1molCH4与Cl2发生取代反应，测得4种有机取代产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4物质的量之比为1∶2∶3∶4时，则消耗的氯气的物质的量是________。解析：(1)MnO2能与HCl(浓)发生氧化还原反应生成MnCl2和Cl2。(2)制备的氯气中含有水蒸气，可用浓硫酸除去，B装置的作用是干燥气体、使气体混合均匀、通过观察气泡来控制气流速度。(3)氯气能将碘化钾氧化为碘单质，湿润的KI可除去过量的氯气。(4)E装置用来吸收产生的HCl，并防止倒吸现象的发生。(5)E装置中除了有盐酸生成外，还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分层，可通过