2018_2019學(xué)年高中化學(xué)有機(jī)化合物第一節(jié)最簡單的有機(jī)化合物__甲烷3.1.1甲烷的性質(zhì)同步測試新人教版.docx

第1課時甲烷的性質(zhì)基礎(chǔ)鞏固1下列關(guān)于有機(jī)物的敘述中,正確的是()A.只含有碳元素和氫元素B.一定含有氧元素C.都可以燃燒D.都是含碳元素的化合物答案D解析有機(jī)物的定義是指含有碳元素的化合物,主要包括烴和烴的衍生物(后續(xù)學(xué)到),大部分有機(jī)物可以燃燒(但CCl4不燃燒)。有機(jī)物中的烴類僅由C、H兩種元素組成,不含氧元素。2“可燃冰”又稱“天然氣水合物”,它是在海底的高壓、低溫條件下形成的,外觀像冰。1體積“可燃冰”可貯載100200體積的天然氣。下面關(guān)于“可燃冰”的敘述中不正確的是()A.“可燃冰”有可能成為人類未來的重要能源B.“可燃冰”是一種比較潔凈的能源C.“可燃冰”提供了水可能變成油的例證D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷答案C解析“可燃冰”的主要成分是甲烷,因其燃燒后產(chǎn)物只有CO2和H2O,是一種比較潔凈的能源;又因其在海底中儲量豐富,可能成為人類未來的重要能源,故A、B、D均正確。C中,水和油的元素組成不同,“水變油”違反元素守恒定律。3以下關(guān)于甲烷的說法中錯誤的是()A.甲烷分子是由極性鍵構(gòu)成的分子B.甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu)C.甲烷分子中四個CH鍵是完全等價的鍵D.甲烷分子中具有非極性鍵答案D解析甲烷分子的正四面體結(jié)構(gòu)中,四個鍵的長度、強(qiáng)度相等,分子中的CH鍵為極性共價鍵。4下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()A.CH4C+2H2B.2HI+Cl22HCl+I2C.CH4+2O2CO2+2H2OD.CH4+Cl2CH3Cl+HCl答案D解析A項(xiàng)屬于分解反應(yīng);B項(xiàng)屬于置換反應(yīng);C項(xiàng)屬于氧化反應(yīng);D項(xiàng)屬于取代反應(yīng)。要從反應(yīng)實(shí)質(zhì)的角度理解取代反應(yīng)和置換反應(yīng)的區(qū)別。5下列關(guān)于甲烷與Cl2的取代反應(yīng)所得產(chǎn)物的說法正確的是()A.都是有機(jī)物B.都不溶于水C.常溫下有一種氣態(tài)物質(zhì),其余均是液體D.除一種外均是四面體結(jié)構(gòu)答案D解析甲烷與Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物中有HCl,HCl不是有機(jī)物,易溶于水;產(chǎn)物中HCl、CH3Cl在常溫下是氣態(tài)物質(zhì);除HCl外,其余產(chǎn)物均為四面體結(jié)構(gòu)。6下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu),哪一種更能反映其真實(shí)存在狀況()A.B.C.D.答案D解析這幾種形式都可表示甲烷這種物質(zhì),其中分子結(jié)構(gòu)示意圖、球棍模型及比例模型均能反映甲烷分子的立體構(gòu)型,但其中比例模型更能形象地表達(dá)出H、C的相對位置及所占比例。電子式只反映原子的成鍵情況。7在光照條件下,下列物質(zhì)中能與甲烷反應(yīng)的是()A.鹽酸B.Cl2C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液答案B解析四種物質(zhì)中,光照條件下只有Cl2能與甲烷發(fā)生取代反應(yīng),故B項(xiàng)正確。8把體積相同的甲烷和氯氣充入一個集氣瓶中,光照一段時間后,發(fā)現(xiàn)氣體的黃綠色變淺,集氣瓶壁上有淡黃綠色液滴,此時,集氣瓶內(nèi)的物質(zhì)最多可能有()A.4種B.5種C.6種D.7種答案D解析甲烷和氯氣反應(yīng)生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,再加上沒有反應(yīng)的甲烷和氯氣,集氣瓶內(nèi)的物質(zhì)最多可能有7種。9將裝有甲烷和氯氣混合氣體的三個集氣瓶,用玻璃片把瓶口蓋好后,分別作如下處理,各有怎樣的現(xiàn)象發(fā)生?(1)置于黑暗處:。(2)將點(diǎn)燃的鎂條靠近集氣瓶外壁:。(3)放在光亮的教室里:。(4)甲烷和氯氣發(fā)生的一系列反應(yīng)都是反應(yīng)(填反應(yīng)類型),生成的有機(jī)物中常用作有機(jī)溶劑的是,可用作滅火劑的是。答案(1)無明顯現(xiàn)象(2)發(fā)生爆炸(3)黃綠色逐漸變淺,最后消失,瓶壁上出現(xiàn)油狀液滴(4)取代CHCl3、CCl4CCl4解析由于CH4與Cl2的取代反應(yīng)是在光照條件下進(jìn)行的,因而在黑暗處不會發(fā)生反應(yīng);將點(diǎn)燃的鎂條靠近集氣瓶,因光太強(qiáng)烈,反應(yīng)較快,能發(fā)生爆炸;放于光亮的教室里,反應(yīng)較平緩地發(fā)生,現(xiàn)象為黃綠色漸漸變淺,最后消失,瓶壁上出現(xiàn)油狀液滴;該類有機(jī)反應(yīng)是典型的取代反應(yīng),其產(chǎn)物中有機(jī)物共四種,常作有機(jī)溶劑的是CHCl3、CCl4,可作滅火劑的是CCl4。10如圖所示,某氣體X可能由H2、CO、CH4中的一種或幾種組成。將X氣體燃燒,把燃燒后生成的氣體通過A、B兩個洗氣瓶。試回答下列問題:(1)若A洗氣瓶的質(zhì)量增加,B洗氣瓶的質(zhì)量不變,則氣體X是。(2)若A洗氣瓶的質(zhì)量不變,B洗氣瓶的質(zhì)量增加,則氣體X是。(3)若A、B兩個洗氣瓶的質(zhì)量都增加,則氣體X可能是。答案(1)H2(2)CO(3)CH4;H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4解析此題根據(jù)洗氣瓶質(zhì)量的變化,確定原氣體X的成分。2H2+O22H2O,2CO+O22CO2,CH4+2O2CO2+2H2O,由A瓶中濃硫酸只吸收水,B瓶中澄清石灰水只吸收CO2得:(1)若A瓶質(zhì)量增加,B瓶質(zhì)量不變,說明氣體X燃燒只生成水,故X為H2。(2)若A瓶質(zhì)量不變,B瓶質(zhì)量增加,說明氣體X燃燒只有CO2生成,故X為CO。(3)若A、B兩瓶質(zhì)量均增加,說明氣體X的燃燒產(chǎn)物既有H2O又有CO2,故X氣體成分不確定。它可以是CH4或以下組合:H2、CO;H2、CH4;CO、CH4;H2、CO、CH4。能力提升1下列物質(zhì)中,不屬于烴類的是()A.乙烷(C2H6)B.苯(C6H6)C.乙烯(C2H4)D.乙醇(C2H6O)答案D解析烴是僅含碳和氫兩種元素的有機(jī)物。乙醇中含碳、氫、氧三種元素,不屬于烴類。2下圖是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型圖。下列說法正確的是()A.CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面體結(jié)構(gòu)B.CH4、CCl4都是正四面體結(jié)構(gòu)C.CH3Cl中的化學(xué)鍵完全相同D.CH4、CCl4的結(jié)構(gòu)相同,性質(zhì)也相同答案B解析CH3Cl中的CCl鍵和CH鍵不同,故CH3Cl不是正四面體結(jié)構(gòu);CH4和CCl4的性質(zhì)也不相同。3鑒別甲烷、一氧化碳和氫氣3種無色氣體的方法,是將它們()A.先后通入溴水和澄清石灰水B.點(diǎn)燃后罩上涂有澄清石灰水的燒杯C.點(diǎn)燃,先后罩上干燥的冷燒杯和涂有澄清石灰水的燒杯D.點(diǎn)燃后罩上涂有澄清石灰水的燒杯,通入溴水答案C解析CH4、CO和H2與溴水、澄清石灰水都不反應(yīng),A項(xiàng)不可選。CH4和CO燃燒都生成CO2,B、D項(xiàng)不可選。干冷的燒杯可檢驗(yàn)燃燒產(chǎn)物中是否有水,涂有澄清石灰水的燒杯可檢驗(yàn)燃燒產(chǎn)物中是否有CO2。4下列反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的是()A.AgNO3+HClAgCl+HNO3B.CH4+2O2CO2+2H2OC.CH2Br2+Cl2CHClBr2+HClD.2Na+2H2O2NaOH+H2答案C解析A、D兩項(xiàng)所示反應(yīng)不是有機(jī)反應(yīng),故不是取代反應(yīng);B項(xiàng)反應(yīng)為CH4的燃燒,是氧化反應(yīng)。5在光照條件下,將1 mol CH4與Cl2反應(yīng),得到等物質(zhì)的量的4種有機(jī)取代產(chǎn)物,則消耗Cl2物質(zhì)的量為()A.1 molB.2 molC.2.5 molD.10 mol答案C解析由于CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl,CH4+3Cl2CHCl3+3HCl,CH4+4Cl2CCl4+4HCl。1 mol CH4生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各為0.25 mol,則消耗Cl2為0.25 mol+0.25 mol2+0.25 mol3+0.25 mol4=2.5 mol。6將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2 L甲烷和22.4 L氧氣混合點(diǎn)燃,恢復(fù)到原狀況后,氣體的體積為()A.11.2 LB.22.4 LC.33.6 LD.44.8 L答案A解析CH4+2O2CO2+2H2O,11.2 L甲烷與22.4 L氧氣恰好完全反應(yīng)生成11.2 L的CO2氣體,標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2O不是氣體。7一定體積的甲烷在一定量O2中燃燒后得到的產(chǎn)物為CO、CO2和水蒸氣,測得混合氣體的質(zhì)量為49.6 g,將混合氣體緩慢通過無水CaCl2時,CaCl2質(zhì)量增加25.2 g,則原混合氣體中CO2的質(zhì)量為()A.12.5 gB.13.2 gC.19.7 gD.24.4 g答案B解析CaCl2吸收水蒸氣,生成H2O 25.2 g,即生成1.4 mol H2O;根據(jù)氫原子守恒,可得CH4為0.7 mol;再根據(jù)碳原子守恒,可得CO和CO2共0.7 mol,可得44 gmol-1n(CO2)+28 gmol-10.7 mol-n(CO2)=49.6 g-25.2 g,可得n(CO2)=0.3 mol,m(CO2)=13.2 g。8某個體小煤礦曾發(fā)生瓦斯爆炸事故,造成人員傷亡。在煤礦礦井里,必須采取安全措施,如通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火等,而且要隨時檢查瓦斯的體積分?jǐn)?shù),如果空氣中含甲烷的體積分?jǐn)?shù)為5%15.4%,遇到明火會發(fā)生爆炸。發(fā)生最強(qiáng)烈爆炸時空氣中甲烷所占的體積分?jǐn)?shù)約是()A.5%B.9.1%C.10.5%D.15%答案B解析爆炸極限是指可燃性氣體與空氣的混合物點(diǎn)燃能發(fā)生爆炸的濃度范圍。事實(shí)上在這個濃度范圍內(nèi)爆炸強(qiáng)弱程度不同,其中有一個爆炸最強(qiáng)點(diǎn),它所要滿足的條件是:在混合氣體中,可燃性氣體與助燃性氣體的體積比恰好是完全反應(yīng)時的比值。根據(jù)反應(yīng)CH4+2O2CO2+2H2O,恰好完全反應(yīng)時V(CH4)V(O2)=12,空氣中氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)約為,甲烷占混合氣體的體積分?jǐn)?shù)約為100%9.1%。9如圖是某同學(xué)利用注射器設(shè)計的簡易實(shí)驗(yàn)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,針管用日光照射一段時間,氣體在甲管中反應(yīng)。(1)下列是某同學(xué)預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:氣體最終變?yōu)闊o色;實(shí)驗(yàn)過程中,甲管活塞向內(nèi)移動;甲管內(nèi)壁有油珠;產(chǎn)生火花。其中正確的是。(2)甲管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型為。(3)充分反應(yīng)后,甲管中剩余氣體能用下列試劑中的吸收。A.水B.氫氧化鈉溶液C.硝酸銀溶液D.飽和食鹽水(4)反應(yīng)后,若將甲管中的物質(zhì)推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到。答案(1)(2)取代反應(yīng)(3)B(4)液體分為兩層,水層中產(chǎn)生白色沉淀解析在光照下,甲烷與氯氣發(fā)生連鎖反應(yīng):CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。(1)理論上,甲烷與氯氣體積比為14 時二者恰好完全反應(yīng),而該針管里甲烷與氯氣體積比為,說明氯氣過量,最終氣體中仍有氯氣。該反應(yīng)進(jìn)行緩慢,不會產(chǎn)生火花。產(chǎn)物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體,所以氣體的總物質(zhì)的量減小,內(nèi)部壓強(qiáng)減小,甲管活塞向內(nèi)移動。(2)甲烷分子中的4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(yīng)。(3)剩余氣體中含有氯氣和氯化氫,可用氫氧化鈉溶液吸收。(4)生成的HCl會與AgNO3反應(yīng)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。10利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程,其設(shè)計的模擬裝置如下:根據(jù)設(shè)計要求回答:(1)B裝置有三種功能:控制氣流速度;均勻混合氣體;。(2)設(shè)=x,若理論上欲獲得最多的氯化氫,則x值應(yīng)。(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B.吸收氯氣C.防止倒吸D.吸收氯化氫(5)E裝置除鹽酸外,還含有有機(jī)物,從E中分離出鹽酸的最佳方法為。該裝置還有缺陷,原因是沒有進(jìn)行尾氣處理,其尾氣主要成分為(填序號)。a.CH4b.CH3Clc.CH2Cl2d