2024-2025學年新教材高中化學第七章有機化合物1-1有機化合物中碳原子的成鍵特點和甲烷課時作業(yè)含解析新人教版必修第二冊

PAGEPAGE9有機化合物中碳原子的成鍵特點和甲烷1．(雙選)下列關(guān)于碳原子的成鍵特點及成鍵方式的理解中正確的是(CD)A．飽和碳原子不能發(fā)生化學反應B．碳原子只能與碳原子形成不飽和鍵C．碳碳之間可結(jié)合為單鍵、雙鍵、三鍵D．五個碳原子最多只能形成五個碳碳單鍵解析：不飽和碳原子比飽和碳原子活潑，但并不是飽和碳原子不能發(fā)生化學反應，如甲烷可以發(fā)生取代反應，A錯；碳原子也可以與氧原子形成碳氧雙鍵，B錯；碳碳之間可結(jié)合為單鍵、雙鍵、三鍵，C正確；五個碳原子可以成環(huán)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)為5個碳碳單鍵，D正確。2．(雙選)下列說法中正確的是(AC)A．由碳、氫、氧三種元素組成的化合物不肯定是有機物B．烴是含有碳元素和氫元素的化合物C．大多數(shù)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肯定是有機物，如碳酸是無機物；烴是僅含有碳元素和氫元素的有機物；大多數(shù)有機物熔、沸點較低；有些有機物易溶于水，如乙醇、乙酸等。3．已知瓦斯氣，又叫煤層氣，它與自然氣成分無異，下列有關(guān)說法不正確的是(B)A．瓦斯氣主要成分是甲烷B．瓦斯氣在空氣中占隨意體積分數(shù)時，均會發(fā)生爆炸C．井下剛好通風透氣、加強監(jiān)測，限制瓦斯氣的濃度并嚴禁明火，是平安生產(chǎn)的關(guān)鍵之一D．煤層氣干脆排放到空氣中，不僅奢侈資源還會加劇溫室效應解析：瓦斯氣只有在空氣中的含量達到爆炸極限時，遇火花才能發(fā)生爆炸。4．能證明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)而不是正方形的事實是(B)A．CH3Cl只有一種結(jié)構(gòu) B．CH2Cl2只有一種結(jié)構(gòu)C．CHCl3只有一種結(jié)構(gòu) D．C—H鍵的鍵長都相同解析：無論甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)還是正方形，A、C、D都成立；甲烷若為正方形其二氯代物CH2Cl2有兩種結(jié)構(gòu)，如圖，故選B。5．將試管中的甲烷和氯氣光照一段時間后，拔開橡膠塞，試驗過程中不行能視察到的現(xiàn)象是(B)A．試管中氣體的黃綠色變淺B．試管中有火星出現(xiàn)C．試管壁上有油狀液滴出現(xiàn)D．試管口有白霧解析：甲烷和氯氣光照一段時間后試管內(nèi)氣體顏色漸漸變淺，內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)，拔開橡膠塞試管口有少量白霧出現(xiàn)。故選B。6．下列有關(guān)甲烷的取代反應的敘述正確的是(C)A．甲烷與氯氣的物質(zhì)的量之比為11，混合發(fā)生取代反應只生成CH3ClB．甲烷與氯氣的取代反應，生成的產(chǎn)物中CH3Cl最多C．甲烷與氯氣的取代反應生成的產(chǎn)物為混合物D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯氣解析：甲烷與氯氣一旦發(fā)生取代反應就不會停止在某一步，四種有機物都會產(chǎn)生，故得不到純凈的CH3Cl，A錯誤，C正確；甲烷與氯氣的反應中每取代1mol氫原子，消耗1mol氯氣，生成1molHCl，故產(chǎn)物中HCl最多，B錯誤；1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯氣，D錯誤。7．下列關(guān)于甲烷與Cl2的取代反應所得產(chǎn)物的說法正確的是(D)A．都是有機物B．都不溶于水C．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)解析：甲烷與Cl2反應的產(chǎn)物中HCl不是有機物，產(chǎn)物中CH3Cl、HCl是氣態(tài)物質(zhì)，除HCl外，其余產(chǎn)物均為四面體結(jié)構(gòu)。8．將標準狀況下的11.2L甲烷和22.4L氧氣混合點燃，復原到原狀況后，氣體的體積為(A)A．11.2L B．22.4LC．33.6L D．44.8L解析：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up17(點燃))CO2＋2H2O，因此11.2L甲烷與22.4L氧氣恰好完全反應生成11.2L的CO2氣體，故選A。9．下列各圖均能表示甲烷的分子結(jié)構(gòu)，按要求回答下列問題。(1)對號入座(填序號)：甲烷的球棍模型是C，甲烷的電子式是B。(2)假如甲烷是平面結(jié)構(gòu)，則CH2Cl2應當有2種結(jié)構(gòu)，實際CH2Cl2有1種結(jié)構(gòu)，證明甲烷不是平面結(jié)構(gòu)，而是正四面體結(jié)構(gòu)，上面D更能反映其真實存在狀況。解析：(1)這幾種形式都可以表示甲烷這種物質(zhì)，其中分子結(jié)構(gòu)示意圖(A)、球棍模型(C)及比例模型(D)均能反映甲烷分子的空間構(gòu)型，但其比例模型更能形象地表達出H、C的相對位置及所占比例；電子式(B)只反映原子最外層電子的成鍵狀況。10．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產(chǎn)品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實，某化學愛好小組擬在試驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如圖：依據(jù)要求填空：(1)試驗室制取Cl2的化學反應方程式為4HCl(濃)＋MnO2eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)CH4與Cl2生成一氯代物的化學反應方程式為CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CH3Cl＋HCl。(3)B裝置有三種功能：①限制氣體流速；②將氣體混合勻稱；③干燥混合氣體。(4)D裝置中的石棉上吸附著KI飽和溶液及KI粉末，其作用是汲取未參與反應的氯氣。(5)E裝置的作用是(填編號)：CD。A．收集氣體 B．汲取氯氣C．防止倒吸 D．汲取氯化氫(6)E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機物，從E中分別出鹽酸的最佳方法為分液。(7)該裝置還有缺陷，緣由是沒有進行尾氣處理，尾氣的主要成分是(填編號)AB。A．CH4B．CH3ClC．CH2Cl2D．CHCl3E．CCl41．(雙選)據(jù)報道，近年來發(fā)覺了一種新的星際分子，其分子模型如圖所示(圖中球與球之間的連線代表化學鍵，如單鍵、雙鍵、三鍵等，顏色相同的球表示同一種原子)。下列對該物質(zhì)的說法中正確的是(AD)A．①處的化學鍵表示碳碳三鍵B．此星際分子屬于烴類C．③處的原子可能是氯原子或氟原子D．②處的化學鍵表示碳碳單鍵2．某共價化合物含C、H、N三種元素，分子內(nèi)有4個N原子，且4個N原子排列成空間的四面體(如白磷分子結(jié)構(gòu))，每2個N原子之間都有一個C原子，分子內(nèi)無碳碳單鍵和碳碳雙鍵，則該化合物分子式為(B)A．C4H8N4 B．C6H12N4C．C6H10N4 D．C4H10N4解析：中每個N—N中插入一個C原子，故C原子個數(shù)為6，每個N原子形成三個共價鍵，已達飽和，不能再結(jié)合H原子，每個C原子還可結(jié)合2個H原子，H原子個數(shù)為6×2＝12，故分子式為C6H12N4。3．在肯定的溫度、壓強下，向100mLCH4和Ar的混合氣體中通入400mLO2，點燃使其完全反應，最終在相同條件下得到干燥氣體460mL，則反應前混合氣體中CH4和Ar的物質(zhì)的量之比為(A)A．14 B．13C．12 D．11解析：Ar是稀有氣體，不參與反應，反應前后氣體的體積改變由CH4燃燒生成的水引起。設混合氣體中CH4的體積為x。CH4＋2O2eq\o(→,\s\up17(點燃))CO2＋2H2OΔV減小1mL2mL1mL2mLx(100mL＋400mL)－460mLx＝20mLAr的體積為100mL－20mL＝80mL，CH4與Ar的體積之比為14，相同條件下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，即n(CH4)n(Ar)＝14。4．下列反應屬于取代反應的是(A)A．CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))CCl4＋HClB．2HI＋Cl2=2HCl＋I2C．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up17(點燃))CO2＋2H2OD．H2O＋Cl2=HClO＋HCl解析：B項，反應屬于置換反應；C項和D項，反應屬于氧化還原反應。5．為驗證甲烷分子中含有C、H兩種元素，可將其燃燒產(chǎn)物通過①濃硫酸；②澄清石灰水；③無水硫酸銅。正確的依次是(D)A．①②③B．②③C．②③①D．③②解析：要證明CH4中含有C、H兩種元素，可通過其燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O來證明，選②、③，檢驗時應先檢驗H2O后檢驗CO2，故依次為③②。6．光照條件下，下列各組物質(zhì)中幾乎沒有反應的是(B)A．甲烷和溴蒸氣 B．甲烷和氧氣C．氫氣和氯氣 D．甲烷和氯氣解析：CH4和O2在光照時不反應，B項錯誤。7．有4mL甲烷和一氧化碳的混合氣體，完全燃燒時恰好用去了3mL的氧氣，則此混合氣體中甲烷和一氧化碳的體積比為(B)A．11B．15C．51D．隨意比解析：設甲烷的體積為xmL，一氧化碳的體積為ymL，依據(jù)反應方程式分別用x、y表示出甲烷、一氧化碳各自消耗的氧氣體積，依據(jù)二者的體積及消耗氧氣的總體積列方程計算。設甲烷的體積為xmL，則：CH4＋2O2→CO2＋2H2O，12xmL2xmL設一氧化碳的體積為ymL，則：2CO＋O2→2CO221ymL0.5ymL由題意可得：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)所以混合氣體中甲烷和一氧化碳的體積比為eq\f(2,3)mLeq\f(10,3)mL＝15。8．下列關(guān)于甲烷的敘述中錯誤的是(B)A．甲烷分子具有正四面體結(jié)構(gòu)，兩個碳氫鍵之間的夾角為109°28′B．甲烷分子中兩個氫原子被氯取代后，可形成兩種不同結(jié)構(gòu)的分子C．甲烷是重要的化工原料，其分解產(chǎn)物可用于合成氨和橡膠工業(yè)D．“抽”出坑道中的甲烷，既可用作清潔燃料，又可防止爆炸解析：A.甲烷分子為正四面體結(jié)構(gòu)，全部的鍵角均為109°28′，正確；B.甲烷分子中的兩個氫原子被氯原子取代后，形成的有機物為一種結(jié)構(gòu)而不是兩種，錯誤；C.甲烷在高溫下可分解為碳單質(zhì)和H2，H2可用于合成氨和橡膠工業(yè)，正確；D.甲烷可用作清潔燃料，正確。9．取1mol甲烷與4mol氯氣放入一密閉容器中，在光照條件下發(fā)生反應，充分反應后，容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量之和肯定為(C)A．1mol B．4molC．5mol D．無法確定解析：CH4和Cl2的反應是連鎖反應，不行能只發(fā)生第一步取代反應，生成物為混合物，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，依據(jù)碳原子守恒，四種物質(zhì)總的物質(zhì)的量為1mol；依據(jù)化學方程式可知，每生成1molHCl就消耗1molCl2，現(xiàn)在有4molCl2參與反應可生成4molHCl，所以1molCH4和4molCl2充分反應后，容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之和肯定為5mol，C項正確。10．(雙選)將1molCH4和適量的氧氣在密閉容器中點燃，充分反應后，甲烷和氧氣均無剩余，且產(chǎn)物均為氣體(101kPa，120℃)，其總質(zhì)量為72g，下列有關(guān)敘述不正確的是(AD)A．產(chǎn)物的平均摩爾質(zhì)量為24B．若將產(chǎn)物通過濃硫酸充分汲取后復原至(101kPa，120℃)，則壓強變?yōu)樵瓉淼?/3C．反應中消耗的氧氣為56gD．若將產(chǎn)物通過堿石灰，則可全被汲取，若通過濃硫酸，則不能被完全汲取解析：1molCH4若完全燃燒產(chǎn)生1molCO2和2molH2O，其質(zhì)量是80g，若燃燒產(chǎn)生1molCO和2molH2O，其質(zhì)量是64g，現(xiàn)在混合物的質(zhì)量是72g，則含有CO、CO2、H2O。A.依據(jù)元素守恒可知產(chǎn)物的物質(zhì)的量是3mol，質(zhì)量是72g，所以平均摩爾質(zhì)量為72g÷3mol＝24g/mol，錯誤；B.若將產(chǎn)物通過濃硫酸充分汲取后復原至101kPa,120℃，則水被汲取，由于氣體的物質(zhì)的量是原來的1/3，所以壓強變?yōu)樵瓉淼?/3，正確；C.依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應中消耗的氧氣為72g－16g＝56g，正確；D.若將產(chǎn)物通過堿石灰，由于其中含有CO，不能發(fā)生反應，所以不行全被汲取，若通過濃硫酸，由于只能汲取水，所以也不能被完全汲取，錯誤。12．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H2；(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CO；(3)若A、B兩個洗氣瓶的質(zhì)量都增加，則X氣體可能是(完成下表，可不填滿，也可補充)：解析：本題主要考查依據(jù)洗氣瓶中溶液質(zhì)量的改變來確定X氣體的成分。2H2＋O2eq\o(=,\s\