2019高中化學人教版必修2練習第三章第一節(jié)第1課時甲烷的性質

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1、 第一節(jié)?最簡單的有機化合物——甲烷 第?1?課 甲烷的性質 1．下列敘述中錯誤的是( ) A．點燃甲烷不一定會爆炸 B．甲烷燃燒放出大量的熱，所以是一種很好的氣體燃料 C．煤礦的礦井要注意通風并嚴禁煙火，以防爆炸的發(fā)生 D．點燃甲烷前不必進行驗純 解析：甲烷與氧氣混合達到一定比例范圍時，點燃會發(fā)生爆炸，因此，甲烷點 燃前要進行驗純。 答案：D 2．下列敘述錯誤的是( ) A．通常情況下，甲烷跟強酸、強堿和強氧化劑都不反應 B．甲烷化學性質穩(wěn)定，不能被任何氧化劑氧化 C．

2、甲烷與?Cl2?反應無論生成?CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3?還是?CCl4，都屬于取代反 應 D．甲烷的四種有機取代產物有一種氣態(tài)，其余三種為液態(tài)且都不溶于水 解析：甲烷的性質比較穩(wěn)定，在通常情況下，不與強酸、強堿、強氧化劑反應， 但甲烷能在空氣中燃燒，A?正確，B?錯誤；甲烷在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應， 生成四種有機產物，分別是?CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3?和?CCl4，其中?CH3Cl?為氣體， 其它為液體，且均不溶于水，故?C、D?均正確。 答案：B 3．能夠證明甲烷分子的空間結構為正四面體的事實是( ) A．甲烷分子中

3、?4?個?C—H?鍵的強度相同 B．甲烷分子中?4?個?C—H?鍵的長度相同 C．甲烷的一氯代物只有?1?種 D．甲烷的二氯代物只有?1?種 答案：D 4．若甲烷與氯氣以物質的量之比?1∶3?混合，在光照下得到的產物可能是下列 物質，其中正確的是( ) ①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4 A．只有① B．只有② C．①②③的混合物 D．①②③④的混合物 解析：無論?CH4?與?Cl2?按何種比例混合，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4?和?HCl 均有。 答案：D 5．將?1?mol?甲烷和適

4、量的?Cl2?混合后光照，充分反應后生成?CH3Cl、CH2Cl2、 CHCl3、CCl4?四種有機產物的物質的量依次增大?0.1?mol，則參加反應的?Cl2?的物質 的量為( ) A．1.5?mol C．4.5?mol B．3?mol D．6?mol 解析：解答此題宜用原子守恒法。?CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4?中的碳原子 都是由?CH4?而來，故這四種取代物共?1?mol，設?CH3Cl?物質的量為?x，則?x＋(x＋0.1 mol)＋(x＋0.2?mol)＋(x＋0.3?mol)＝1?mol，得?x＝0.1?mol，

5、即?CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、 CCl4?四種有機產物的物質的量依次為?0.1?mol、0.2?mol、0.3?mol、0.4?mol，含?Cl?原 子的物質的量共為?0.1?mol?×1＋0.2?mol?×2＋0.3?mol?×3＋0.4?mol?×4＝3?mol?，而一 個?Cl2?分子中只有一個?Cl?原子參加取代反應，因此消耗的?Cl2?也為?3?mol。 答案：B 6．如圖是某同學用注射器設計的簡易實驗裝置。甲管中注入?10?mL?CH4，同溫 同壓下乙管中注入?50?mL?Cl2，將乙管氣體推入甲管中，氣體在甲管中反應，針管放 在光亮處一段時間。

6、 (1)下列是某同學預測的實驗現(xiàn)象： ①氣體最終變?yōu)闊o色；②實驗過程中，甲管活塞向內移動；③甲管內壁有油珠； ④產生火花。 其中正確的是________(填編號)。 (2)甲管中發(fā)生化學反應的類型為________(填序號)。 (3)反應后，甲管中剩余氣體能用下列試劑吸收的是______。 A．水 C．AgNO3?溶液 B．NaOH?溶液 D．飽和食鹽水 (4)?反應后，若將甲中的物質推入盛有適量 AgNO3?溶液的小試管中會觀察到 ________________，若再向其中滴入幾滴石蕊試液，又觀

7、察到________________。 光 解析：在光照條件下，甲烷與氯氣發(fā)生反應：CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl，CH3Cl 光 光 光 ＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2――→CCl4 ＋HCl。 (1)理論上，甲烷與氯氣體積比為?1∶4?時，二者恰好完全反應，而甲中氯氣與甲 烷體積比為?5∶1＞4∶1，說明氯氣過量，反應后仍有氯氣剩余。該反應進行緩慢， 不會產生火花。產物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，所以氣體的總物質的量減小， 內部壓強減小，甲管活塞向內移動。?(2)甲烷分子中

8、的四個氫原子可被氯原子逐一取 代，故甲管中發(fā)生的是取代反應。?(3)剩余氣體中含有氯氣和氯化氫，可用氫氧化鈉 溶液吸收剩余氣體。(4)生成的?HCl?會與?AgNO3?溶液反應生成?AgCl?白色沉淀，同時 因?CH2Cl2、CHCl3、CCl4?難溶于水而看到液體分為兩層，因?Cl2?有剩余，若加入幾 滴石蕊，溶液會先變紅后褪色。 答案：(1)②③ (2)取代反應 (3)B (4)液體分為兩層，產生白色沉淀 溶液先 變紅后褪色 (時間：40?分鐘) [A?級 基礎鞏固] 1．下列說法中正確的是( ) A．由碳、氫、氧三種元素組成的化合物一定

9、是有機物 B．烴是含有碳元素和氫元素的化合物 C．大多數有機物熔、沸點較低 D．有機物都難溶于水 解析：由碳、氫、氧三種元素組成的化合物不一定是有機物，如碳酸是無機物； 烴是僅含有碳元素和氫元素的有機物；多數有機物熔、沸點較低；有些有機物易溶 于水，如乙醇、乙酸等。 答案：C 2．在光照條件下，將等物質的量的甲烷和氯氣充分反應，所得產物中物質的量 最多的是?( ) A．CH3Cl C．CHCl3 B．CH2Cl2 D．HCl 解析：在光照條件下，將等物質的量的甲烷和氯氣充分反應，會發(fā)生取代反應， 由

10、于取代反應是逐步進行的，每一步在產生氯代烴的同時，都會產生?HCl，所以在 所得產物中物質的量最多的是?HCl。 答案：D 3.如圖所示，一端封閉的?U?形管，封閉著的一端有?CH4?和?Cl2?的混合氣體，在 水平部分有一段氣柱，已知液體與氣體不反應，使?CH4?與?Cl2?在稍暗的光線下緩慢 反應，則中間氣柱的長度如何變化(假設中間氣柱未移出?U?形管的水平部分)?( ) A．變大 C．不變 B．變小 D．難以確定 D．CH3—CH2—Br＋H2O?―????CH3—CH2—OH＋HBr 解析：

11、CH4?與?Cl2?反應的產物中只有?CH3Cl?為氣體，CH2Cl2、CHCl3?和?CCl4?為 液體，HCl?是易溶于水中，反應后左邊體積減少，液柱上升，右邊液柱下降，中間 氣柱的壓強減小，所以體積變大。 答案：A 4．有機物分子里的某些原子(或原子團)被其他原子(或原子團)所替代的反應叫取 代反應。下列化學反應中不屬于取代反應的是( ) 光照 A．CH2Cl2＋Br2――→CHBrCl2＋HBr 光照 B．CH3OH＋HCl――→CH3Cl＋H2O C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ NaOH ― 答案：C 5．

12、(雙選)兩種氣態(tài)烴以任意比例混合，在?105?℃時，1?L?該混合烴與?9?L?氧氣 混合，充分燃燒后恢復到原狀態(tài)，所得氣體體積仍是?10?L。下列各組混合烴中不符 合此條件的是( ) A．CH4?與?C2H4 C．C2H4?與?C3H4 B．CH4?與?C3H6 D．C2H2?與?C3H6 1???????? x＋??????? x 因為燃燒前后氣體體積未變，所以?1＋?x＋4÷＝x＋??，y＝4，因此混合烴的平均 解析：混合烴與氧氣的體積比是?1∶9，溫度高于?100?℃，則混合烴完全燃燒生 成?CO2?和?H2O(g)。設混合烴的

13、平均分子組成為?CxHy，則： y? 點燃 ? y è ? CxHy＋?x＋4÷O2――→xCO2＋2H2O y y 4 2 y? ? y è ? 2 分子式為?CxH4。但?C2H2?與?C3H6?的組合不一定是?CxH4，只有當二者的體積比為?1∶ 1?時才符合?CxH4。 答案：BD 6．(2018·?全國卷Ⅱ)實驗室中用如圖所示的裝置進行甲烷與氯氣在光照下反應的 實驗。 光照下反應一段時間后，下列裝置示意圖中能正確反映實驗現(xiàn)象的是?( )

14、 光照 解析：甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生反應：CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl，CH3Cl 光照 光照 光照 ＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2――→CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2――→CCl4 ＋HCl。黃綠色的氯氣參加了反應，逐漸減少，生成無色的氣體，因此試管內氣體顏 色逐漸變淺；反應生成的?HCl?極易溶于水，使試管內氣體壓強減小，因此試管內液 面上升；生成的?CH2Cl2、CHCl3、CCl4?均為無色油狀液體，附著在試管壁上，因此 試管壁上出現(xiàn)油狀液滴；生成的?HCl?氣體遇到水蒸氣溶解生

15、成鹽酸小液滴，形成白 霧，因此試管中有少量白霧。綜合上述現(xiàn)象，答案選?D。 答案：D [B?級 能力提升] 7.把?1?mol?CH?4?和一定量?Cl2?組成的混合氣體通入大試管中，將此試管倒立在盛 有飽和食鹽水的水槽中，放在光亮處，回答下列問題： (1)?片刻后試管中的現(xiàn)象： ①試管內氣體的黃綠色變淺， ②試管壁上出現(xiàn) ________________________________________________， ③試管內____________________________________________。 (2)在反應結束后，試管

16、內的產物最多的是?________，空間構型呈正四面體的產 物為________。 (3)若反應生成的四種有機產物的物質的量相同，則反應消耗的?Cl2?的物質的量為 ________。 (4)已知?CH4?分子在空間呈正四面體形狀，1?個?C?原子與?4?個?H?原子各共用一對 電子形成?4?條共價鍵，C?原子位于中心，4?個?H?原子位于?4?個頂點。如圖所示為一 個立方體，已畫出?1?個?C?原子(在立方體中心)、1?個?H?原子(在立方體頂點)和?1?條共 價鍵(實線表示)。請畫出另外?3?個?H?原子的合適位置和?3?條共價鍵。

17、 解析：甲烷與氯氣在光照下發(fā)生取代反應，消耗氯氣，所以黃綠色變淺，由于 產生的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷是液體，都難溶于水，所以在試管內壁有油 狀液滴，由于取代反應產生的?HCl?氣體在水中溶解，所以試管內液面上升，而且出 現(xiàn)白霧。(1)片刻后試管中的現(xiàn)象：①試管內氣體的顏色變淺，②試管壁上出現(xiàn)油狀 液滴，③試管內出現(xiàn)白霧、液面上升。?(2)由于取代反應是逐步進行的，每一步取代 反應都會產生?HCl?氣體，所以在反應結束后，試管內的產物最多的是?HCl；其中空 間構型呈正四面體的產物為?CCl4。(3)甲烷物質的量是?1?mo

18、l，若反應生成的四種有 機產物的物質的量相同，則反應消耗的?Cl2?的物質的量為(0.25×1＋0.25×2＋0.25×3 ＋0.25×4)mol＝2.5?mol。 答案：(1)油狀液滴 出現(xiàn)白霧、液面上升 (2)HCl CCl4 (3)2.5?mol (4) 8．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。 某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下： V（Cl2） V（CH4） 根據設計要求回答： (1)B?裝

19、置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③________________。 (2)設 ＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則?x?值應________。 (3)D?裝置的石棉中均勻混有?KI?粉末，其作用是______________ _____________________________________________________。 (4)E?裝置的作用是________(填序號)。 A．收集氣體 C．防止倒吸 B．吸收氯氣 D．吸收氯化氫 V（Cl2） V（CH4） (5)在?C?裝置中，經過一段

20、時間的強光照射，發(fā)現(xiàn)硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒 產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式_______。 (6)E?裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從?E?中分離出有機物的最佳方法為 _________________________________________。 該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣主要成分為________?(填序 號)。 a．CH4 b．CH3Cl c．CH2Cl2 d．CHCl3 e．CCl4 解析：(1)B?裝置的三個作用：①控制氣流速度從而達到合適的反應比例；②均 光 勻混合氣體，便于后續(xù)實驗；③干燥混合氣體

21、。(2)當反應：CH4＋4Cl2――→CCl4＋ 4HCl?時生成?HCl?氣體最多，所以要保證 ＝x≥4。(3)KI?能吸收多余的?Cl2， 反應的化學方程式為：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。(4)E?裝置既吸收反應生成的?HCl?氣體， 同時還防止倒吸。 (5)據信息知黑色小顆粒應為炭粉，根據原子守恒應為：?CH4＋ 強光 2Cl2――→C＋4HCl。(6)分離難溶于水的油狀液體可用分液法。 答案：(1)干燥混合氣體 (2)大于或等于?4 9 (3)吸收過量的氯氣 (4)CD 強光 (5)CH4＋2Cl2――→C＋4HCl (6)分液 ab