2024-2025學(xué)年高中化學(xué)課時(shí)分層作業(yè)十一甲烷含解析新人教版必修2

PAGEPAGE4課時(shí)分層作業(yè)(十一)(建議用時(shí)：30分鐘)[合格基礎(chǔ)練]1．下列化合物不是有機(jī)化合物的是()A．CH4 B．CHCl3C．CO2 D．CH3COOH[答案]C2．在我國(guó)的南海、東海海底已發(fā)覺自然氣(含甲烷等)的水合物，它易燃燒，外形似冰，被稱為“可燃冰”。“可燃冰”的開采，有助于解決人類面臨的能源危機(jī)。下列說法正確的是()①甲烷屬于烴類②在相同條件下甲烷的密度大于空氣③甲烷難溶于水④可燃冰是一種極具潛力的能源A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④C[甲烷是最簡(jiǎn)潔的烴，難溶于水，因其相對(duì)分子質(zhì)量為16，故相同條件下密度小于空氣，甲烷燃燒放出較多的熱量且產(chǎn)物為CO2和H2O，所以可燃冰是一種極具潛力的能源，因此C正確。]3．下列物質(zhì)分子中，屬于正四面體結(jié)構(gòu)的是()A．CCl4 B．CHCl3C．CH2Cl2 D．CH3Cl[答案]A4．取一支硬質(zhì)大試管，通過排飽和食鹽水的方法先后收集半試管甲烷和半試管氯氣(如圖)，下列對(duì)于試管內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)及現(xiàn)象的說法正確的是()A．此反應(yīng)無光照也可發(fā)生B．甲烷和Cl2反應(yīng)后的產(chǎn)物只有CH3Cl和HClC．盛放飽和食鹽水的水槽底部會(huì)有少量晶體析出D．CH4和Cl2完全反應(yīng)后液面上升，液體充溢試管C[甲烷與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，其中CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油狀液體，CH3Cl是氣體，故液體不會(huì)充溢試管，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。甲烷與Cl2反應(yīng)后產(chǎn)物最多的是HCl，HCl溶于飽和食鹽水會(huì)有少量NaCl晶體析出，C項(xiàng)正確。]5．下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是()A．C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2＋2H2OB．Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuC．CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CHCl3＋HClD．CH2=CH2＋Br2→[答案]C6．瓦斯爆炸是空氣中含甲烷5%～15%(體積分?jǐn)?shù))時(shí)遇火所產(chǎn)生的，發(fā)生爆炸最猛烈時(shí)，甲烷在空氣中的體積分?jǐn)?shù)大約為()A．10.5% B．9.5%C．8% D．5%B[由CH4＋2O2eq\o(→,\s\up9(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O可知，瓦斯爆炸最猛烈時(shí)，CH4和O2的體積比應(yīng)為1∶2，因此CH4與空氣的體積比為1∶(2×eq\f(100,21))＝eq\f(21,200)，那么它在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(21,200＋21)×100%≈9.5%。]7．如圖所示，U形管的左端被水和膠塞封閉，充有甲烷和氯氣(體積比為1∶4)的混合氣體，假定氯氣在水中的溶解可以忽視不計(jì)。將封閉有甲烷和氯氣的混合氣體的裝置放置在光亮的地方，讓混合氣體緩慢反應(yīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間。(1)假設(shè)甲烷與氯氣充分反應(yīng)，且只生成一種有機(jī)物，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的反應(yīng)后，U形管右端的水面改變是________。A．上升 B．降低C．不變 D．無法確定(3)U形管左端的氣柱改變是________。A．體積增大 B．體積減小C．消逝 D．不變(4)U形管右端水面改變的緣由是________________________________________________________________________________________________________。[解析]甲烷與氯氣可能發(fā)生的反應(yīng)有①CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up9(光))CH3Cl＋HCl，②CH3Cl＋Cl2eq\o(→,\s\up9(光))CH2Cl2＋HCl，③CH2Cl2＋Cl2eq\o(→,\s\up9(光))CHCl3＋HCl，④CHCl3＋Cl2eq\o(→,\s\up9(光))CCl4＋HCl。由于時(shí)間足夠長(zhǎng)，只生成一種有機(jī)物CCl4，而CCl4是液體，故反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量削減，且生成的HCl易溶于水，所以左端壓強(qiáng)減小直至為零，氣柱消逝，右端的水面降低。[答案](1)CH4＋4Cl2eq\o(→,\s\up9(光))CCl4＋4HCl(2)B(3)BC(4)反應(yīng)生成的CCl4是液體，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減小，且生成的HCl易溶于水，所以左端壓強(qiáng)減小直至為零，氣柱消逝，右端的水面降低[等級(jí)過關(guān)練]8．能夠證明甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體的事實(shí)是()A．甲烷分子中4個(gè)C—H鍵的強(qiáng)度相同B．甲烷分子中4個(gè)C—H鍵的長(zhǎng)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D[若甲烷為平面正方形結(jié)構(gòu)，則甲烷分子中4個(gè)C—H鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度也可以相同，A、B不能證明；若甲烷為平面正方形結(jié)構(gòu)，則二氯甲烷應(yīng)有2個(gè)氯原子分別在鄰位和對(duì)位兩種結(jié)構(gòu)。而事實(shí)上二氯甲烷只有1種結(jié)構(gòu)，所以甲烷不是平面正方形結(jié)構(gòu)，而是正四面體結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)能證明。]9．肯定量的甲烷在O2不足的狀況下燃燒，得到CO、CO2和H2O的總質(zhì)量為14.4g，若其中水的質(zhì)量為7.2g，則CO的質(zhì)量是()A．2.8g B．4.4gC．5.6g D．在2.8g～5.6g之間A[甲烷燃燒時(shí)，當(dāng)O2少量時(shí)燃燒生成CO、CO2和H2O。由氫原子守恒知CH4的物質(zhì)的量為0.2mol。設(shè)CO和CO2的質(zhì)量分別為x，y。則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝14.4g－7.2g＝7.2g,\f(x,28g·mol－1)＋\f(y,44g·mol－1)＝0.2mol))解得x＝2.8g。]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)愛好小組擬在試驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如圖。ABCDE依據(jù)要求填空：(1)寫出CH4與Cl2反應(yīng)生成一氯代物的化學(xué)方程式：________________________________________________________________。(2)B裝置有三種功能：①限制氣體流速；②將氣體混合勻稱；③__________________________________________________________________。(3)D裝置中的石棉上吸附著KI飽和溶液及KI粉末，其作用是____________________________________________________________________。(4)E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有機(jī)物，從E中分別出鹽酸的最佳方法為______________。(5)該裝置還有缺陷，緣由是沒有進(jìn)行尾氣處理，尾氣的主要成分是________(填編號(hào))。A．CH4 B．CH3ClC．CH2Cl2 D．CHCl3E．CCl4[解析](1)CH4與Cl2反應(yīng)生成的一氯代物為CH3Cl，則化學(xué)方程式為CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up9(光))CH3Cl＋HCl。(2)B裝置盛有濃硫酸，具有吸水性，所以B裝置的第③種作用為干燥甲烷和氯氣。(3)Cl2與CH4反應(yīng)可能有部分Cl2剩余，Cl2能與KI反應(yīng)生成I2和KCl，所以D裝置中石棉上吸附著的KI