2024-2025学年新教材高中化学第七章有机化合物1-1有机化合物中碳原子的成键特点和甲烷课时作业含解析新人教版必修第二册

PAGEPAGE9有机化合物中碳原子的成键特点和甲烷1．(双选)下列关于碳原子的成键特点及成键方式的理解中正确的是(CD)A．饱和碳原子不能发生化学反应B．碳原子只能与碳原子形成不饱和键C．碳碳之间可结合为单键、双键、三键D．五个碳原子最多只能形成五个碳碳单键解析：不饱和碳原子比饱和碳原子活泼，但并不是饱和碳原子不能发生化学反应，如甲烷可以发生取代反应，A错；碳原子也可以与氧原子形成碳氧双键，B错；碳碳之间可结合为单键、双键、三键，C正确；五个碳原子可以成环，环状结构为5个碳碳单键，D正确。2．(双选)下列说法中正确的是(AC)A．由碳、氢、氧三种元素组成的化合物不肯定是有机物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肯定是有机物，如碳酸是无机物；烃是仅含有碳元素和氢元素的有机物；大多数有机物熔、沸点较低；有些有机物易溶于水，如乙醇、乙酸等。3．已知瓦斯气，又叫煤层气，它与自然气成分无异，下列有关说法不正确的是(B)A．瓦斯气主要成分是甲烷B．瓦斯气在空气中占随意体积分数时，均会发生爆炸C．井下刚好通风透气、加强监测，限制瓦斯气的浓度并严禁明火，是平安生产的关键之一D．煤层气干脆排放到空气中，不仅奢侈资源还会加剧温室效应解析：瓦斯气只有在空气中的含量达到爆炸极限时，遇火花才能发生爆炸。4．能证明甲烷是正四面体结构而不是正方形的事实是(B)A．CH3Cl只有一种结构 B．CH2Cl2只有一种结构C．CHCl3只有一种结构 D．C—H键的键长都相同解析：无论甲烷是正四面体结构还是正方形，A、C、D都成立；甲烷若为正方形其二氯代物CH2Cl2有两种结构，如图，故选B。5．将试管中的甲烷和氯气光照一段时间后，拔开橡胶塞，试验过程中不行能视察到的现象是(B)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渐渐变浅，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。6．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(C)A．甲烷与氯气的物质的量之比为11，混合发生取代反应只生成CH3ClB．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯气解析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1mol氢原子，消耗1mol氯气，生成1molHCl，故产物中HCl最多，B错误；1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯气，D错误。7．下列关于甲烷与Cl2的取代反应所得产物的说法正确的是(D)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。8．将标准状况下的11.2L甲烷和22.4L氧气混合点燃，复原到原状况后，气体的体积为(A)A．11.2L B．22.4LC．33.6L D．44.8L解析：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up17(点燃))CO2＋2H2O，因此11.2L甲烷与22.4L氧气恰好完全反应生成11.2L的CO2气体，故选A。9．下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。(1)对号入座(填序号)：甲烷的球棍模型是C，甲烷的电子式是B。(2)假如甲烷是平面结构，则CH2Cl2应当有2种结构，实际CH2Cl2有1种结构，证明甲烷不是平面结构，而是正四面体结构，上面D更能反映其真实存在状况。解析：(1)这几种形式都可以表示甲烷这种物质，其中分子结构示意图(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空间构型，但其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(B)只反映原子最外层电子的成键状况。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，某化学爱好小组拟在试验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：依据要求填空：(1)试验室制取Cl2的化学反应方程式为4HCl(浓)＋MnO2eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)CH4与Cl2生成一氯代物的化学反应方程式为CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CH3Cl＋HCl。(3)B装置有三种功能：①限制气体流速；②将气体混合匀称；③干燥混合气体。(4)D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末，其作用是汲取未参与反应的氯气。(5)E装置的作用是(填编号)：CD。A．收集气体 B．汲取氯气C．防止倒吸 D．汲取氯化氢(6)E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分别出盐酸的最佳方法为分液。(7)该装置还有缺陷，缘由是没有进行尾气处理，尾气的主要成分是(填编号)AB。A．CH4B．CH3ClC．CH2Cl2D．CHCl3E．CCl41．(双选)据报道，近年来发觉了一种新的星际分子，其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键，如单键、双键、三键等，颜色相同的球表示同一种原子)。下列对该物质的说法中正确的是(AD)A．①处的化学键表示碳碳三键B．此星际分子属于烃类C．③处的原子可能是氯原子或氟原子D．②处的化学键表示碳碳单键2．某共价化合物含C、H、N三种元素，分子内有4个N原子，且4个N原子排列成空间的四面体(如白磷分子结构)，每2个N原子之间都有一个C原子，分子内无碳碳单键和碳碳双键，则该化合物分子式为(B)A．C4H8N4 B．C6H12N4C．C6H10N4 D．C4H10N4解析：中每个N—N中插入一个C原子，故C原子个数为6，每个N原子形成三个共价键，已达饱和，不能再结合H原子，每个C原子还可结合2个H原子，H原子个数为6×2＝12，故分子式为C6H12N4。3．在肯定的温度、压强下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2，点燃使其完全反应，最终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)A．14 B．13C．12 D．11解析：Ar是稀有气体，不参与反应，反应前后气体的体积改变由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\up17(点燃))CO2＋2H2OΔV减小1mL2mL1mL2mLx(100mL＋400mL)－460mLx＝20mLAr的体积为100mL－20mL＝80mL，CH4与Ar的体积之比为14，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)＝14。4．下列反应属于取代反应的是(A)A．CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CCl4＋HClB．2HI＋Cl2=2HCl＋I2C．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up17(点燃))CO2＋2H2OD．H2O＋Cl2=HClO＋HCl解析：B项，反应属于置换反应；C项和D项，反应属于氧化还原反应。5．为验证甲烷分子中含有C、H两种元素，可将其燃烧产物通过①浓硫酸；②澄清石灰水；③无水硫酸铜。正确的依次是(D)A．①②③B．②③C．②③①D．③②解析：要证明CH4中含有C、H两种元素，可通过其燃烧产物为CO2和H2O来证明，选②、③，检验时应先检验H2O后检验CO2，故依次为③②。6．光照条件下，下列各组物质中几乎没有反应的是(B)A．甲烷和溴蒸气 B．甲烷和氧气C．氢气和氯气 D．甲烷和氯气解析：CH4和O2在光照时不反应，B项错误。7．有4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧时恰好用去了3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为(B)A．11B．15C．51D．随意比解析：设甲烷的体积为xmL，一氧化碳的体积为ymL，依据反应方程式分别用x、y表示出甲烷、一氧化碳各自消耗的氧气体积，依据二者的体积及消耗氧气的总体积列方程计算。设甲烷的体积为xmL，则：CH4＋2O2→CO2＋2H2O，12xmL2xmL设一氧化碳的体积为ymL，则：2CO＋O2→2CO221ymL0.5ymL由题意可得：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝4,2x＋0.5y＝3))解得：x＝eq\f(2,3)，y＝eq\f(10,3)所以混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为eq\f(2,3)mLeq\f(10,3)mL＝15。8．下列关于甲烷的叙述中错误的是(B)A．甲烷分子具有正四面体结构，两个碳氢键之间的夹角为109°28′B．甲烷分子中两个氢原子被氯取代后，可形成两种不同结构的分子C．甲烷是重要的化工原料，其分解产物可用于合成氨和橡胶工业D．“抽”出坑道中的甲烷，既可用作清洁燃料，又可防止爆炸解析：A.甲烷分子为正四面体结构，全部的键角均为109°28′，正确；B.甲烷分子中的两个氢原子被氯原子取代后，形成的有机物为一种结构而不是两种，错误；C.甲烷在高温下可分解为碳单质和H2，H2可用于合成氨和橡胶工业，正确；D.甲烷可用作清洁燃料，正确。9．取1mol甲烷与4mol氯气放入一密闭容器中，在光照条件下发生反应，充分反应后，容器中各物质的物质的量之和肯定为(C)A．1mol B．4molC．5mol D．无法确定解析：CH4和Cl2的反应是连锁反应，不行能只发生第一步取代反应，生成物为混合物，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，依据碳原子守恒，四种物质总的物质的量为1mol；依据化学方程式可知，每生成1molHCl就消耗1molCl2，现在有4molCl2参与反应可生成4molHCl，所以1molCH4和4molCl2充分反应后，容器内各物质的物质的量之和肯定为5mol，C项正确。10．(双选)将1molCH4和适量的氧气在密闭容器中点燃，充分反应后，甲烷和氧气均无剩余，且产物均为气体(101kPa，120℃)，其总质量为72g，下列有关叙述不正确的是(AD)A．产物的平均摩尔质量为24B．若将产物通过浓硫酸充分汲取后复原至(101kPa，120℃)，则压强变为原来的1/3C．反应中消耗的氧气为56gD．若将产物通过碱石灰，则可全被汲取，若通过浓硫酸，则不能被完全汲取解析：1molCH4若完全燃烧产生1molCO2和2molH2O，其质量是80g，若燃烧产生1molCO和2molH2O，其质量是64g，现在混合物的质量是72g，则含有CO、CO2、H2O。A.依据元素守恒可知产物的物质的量是3mol，质量是72g，所以平均摩尔质量为72g÷3mol＝24g/mol，错误；B.若将产物通过浓硫酸充分汲取后复原至101kPa,120℃，则水被汲取，由于气体的物质的量是原来的1/3，所以压强变为原来的1/3，正确；C.依据质量守恒定律可知反应中消耗的氧气为72g－16g＝56g，正确；D.若将产物通过碱石灰，由于其中含有CO，不能发生反应，所以不行全被汲取，若通过浓硫酸，由于只能汲取水，所以也不能被完全汲取，错误。12．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H2；(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CO；(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加，则X气体可能是(完成下表，可不填满，也可补充)：解析：本题主要考查依据洗气瓶中溶液质量的改变来确定X气体的成分。2H2＋O2eq\o(=,\s\