2019高中化学 第三章 有机化合物 3.1.1 甲烷课后作业 新人教版必修2.doc

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1、13.1.13.1.1 甲烷甲烷课 后 作 业限时：45分钟 总分：100分 一、选择题(每小题 4 分，共 48 分，每小题只有一个正确选项)1下列说法正确的是( )CCH2Cl2为正四面体结构DCCl4为平面正方形结构2.将 1 mol 甲烷和适量的 Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大 0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为( )A1.5 mol B3 molC4.5 mol D6 mol3下列叙述正确的是 ( )A由甲烷分子呈正四面体形结构可推知一氯甲烷分子也呈正四面体形结构B在甲烷的四种氯的取代物中，只

2、有四氯甲烷是非极性分子C由甲烷(CH4)的氯代物有 4 种，可推知乙烷(结构式为)的氯代物有 6 种D点燃 CH4前不需要检验其纯度4下列关于甲烷的叙述正确的是( )A甲烷分子的空间构型是正四面体，所以，CH2Cl2有两种不同构型2B甲烷可以与氯气发生取代反应，因此，可以使氯水褪色C甲烷能够燃烧，在一定条件下会发生爆炸，因此，是矿井安全的重要威胁之一D甲烷能使 KMnO4溶液褪色5把 1 mol 甲烷和 4 mol 氯气组成的混合气体充入到大试管中将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，一段时间后，推测可能观察到的现象( )黄绿色逐渐消失 试管壁上有油珠 试管内水面上升 水槽内有少量

3、晶体析出A只有 B只有C只有 D6如图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水会进入集气瓶，则集气瓶中的气体可能是( )CO、O2 Cl2、CH4 NO2、O2 N2、H2A BC D71 mol 甲烷和 Cl2发生取代反应，待反应完成后，测得四种取代物的物质的量相等，则消耗 Cl2的物质的量为( )A0.5 mol B2 molC2.5 mol D4 mol8瓦斯爆炸是空气中含甲烷 5%15.4%(体积分数)遇火所产生的，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中的体积分数大约为( )A10.5% B9.5%C8% D5%9在一定条件下，下列物质可与甲烷发生化学反应

4、的是( )A溴水 B氯水C氧气 D高锰酸钾溶液10下图是 CH4、CCl4、CH3Cl 的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )3ACH4、CCl4和 CH3Cl 都是正四面体结构BCH4、CCl4都是正四面体结构CCH4和 CCl4中的化学键完全相同DCH4、CCl4的结构相同，性质也相同11. 在光照条件下，将体积相同的甲烷气体和 Cl2(常温、常压下)混合，得到的混合物中物质的量最多的是( )A. CH3Cl B. CH2Cl2C. CHCl3 D. HCl答案1B 甲烷为正四面体结构，CCl4也是正四面体结构，CH2Cl2为四面体结构，但不是正四面体结构。2B 解答此题宜用原子守恒法。

5、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从 CH4中来的，故这四种取代物共 1 mol，设 CH3Cl 的物质的量为x，则x(x0.1 mol)(x0.2 mol)(x0.3 mol)1 mol，得x0.1 mol，即 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为 0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，含 Cl 原子的物质的量共为 0.1 mol10.2 mol20.3 mol30.4 mol43 mol。而一个 Cl2分子中只有一个 Cl 原子参加取代反应，因此消耗的 Cl2也为 3 mol。44C A 中，由于甲烷

6、是正四面体结构，四个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系，故 CH2Cl2不存在不同构型。B 中，CH4只能跟氯气在光照下反应，与氯水不反应。D 中，CH4比较稳定，不能被 KMnO4溶液氧化。5D 氯气被消耗后，黄绿色消失。生成的 CH2Cl2、CHCl3、CCl4均为油状液体，又因为氯气被消耗，气体的体积减小，试管内水面上升。生成的 HCl 溶于水降低了 NaCl 的溶解度，有 NaCl 析出。6D 从题目的叙述情况看，所选气体组必须是与水作用后混合气体总体积减小的，此时应注意 CH4与 Cl2的取代反应生成 HCl，HCl 易溶于水，因此应选 D。57C 依据 CH4与 Cl2的取代反应规律

7、可知：1 个 Cl2分子取代 1 个 H 原子，同时生成1 个 HCl 分子。所以由碳原子守恒可得，产生四种取代产物均为 0.25 mol，生成 0.25 mol CH3Cl 需消耗n(Cl2)0.25 mol，生成 0.25 mol CH2Cl2需消耗n(Cl2)0.5 mol，生成0.25 mol CHCl3需消耗n(Cl2)0.75 mol，生成 0.25 mol CCl4需消耗n(Cl2)1.0 mol，因此总共消耗n(Cl2)2.5 mol。8B 由 CH42O2CO22H2O 可知瓦斯爆炸最强烈时，CH4和 O2的体积比应为点燃12，因此 CH4与空气的体积比为 119.5。那么它

8、在空气中的体积分数为(2 100 21)100%9.5%，选 B。1 9.519C 甲烷化学性质比较稳定，在常温常压下不易被氧气、高锰酸钾溶液氧化，但在点燃条件下与氧气发生反应；甲烷与 Cl2在光照条件下发生取代反应，但与溴水、氯水不反应。10B CH3Cl 中的 CCl 共价键和 CH 共价键键能、键长及键的牢固性均不同，故CH3Cl 不是正四面体结构，CH4和 CCl4的性质也不相同。12. 一定质量的甲烷燃烧后的产物为 CO、CO2和水蒸气，此混合气体质量为 49.6 g，当其缓慢经过无水 CaCl2时，CaCl2增重 25.2 g。原混合气体中 CO2的质量为( )A. 12.5 g

9、B. 13.2 gC. 19.7 g D. 24.4 g二、非选择题(共 52 分)13(15 分)如图所示，U 形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为 14)的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间。(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：_ _。(2)若题目中甲烷与氯气的体积之比为 11，则得到的产物为_(填字母编号)。6ACH3Cl HClBCCl4 HClCCH3Cl CH2Cl2DCH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl(3)经过几个小时的反应后，U

10、形管右端的水柱变化是_(填字母编号)。A升高 B降低C不变 D无法确定(4)若水中含有 Na2SiO3，则在 U 形管左端会观察到_。(5)右端玻璃管的作用是_ _。14.(18 分)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。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：根据设计要求回答：(1)B 装置有三种功能：控制气流速度；均匀混合气体；_。(2)设V(Cl2)/V(CH4)x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应_。(3)D 装置的石棉中均匀混有 KI 粉末，其作用是_。(4)E 装置的作用是_(填序号)。A收集气体 B吸收氯气C防止倒吸 D吸收氯化

11、氢(5)在 C 装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：_。(6)E 装置除生成盐酸外，还含有有机物，从 E 中分离出盐酸的最佳方法为_。该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_(填序号)。aCH4 bCH3Cl cCH2Cl2 dCHCl3 eCCl4715(12 分)如图是某同学利用日常用品注射器设计简易实验装置。甲管中注入 10 mL CH4，同温、同压下乙管中注入 50 mL Cl2，将乙管气体推入甲管中，气体在甲管中反应，针管用日光照射一段时间。(1)下列是某同学预测的实验现象：气体最终变为无色；实验过程

12、中，甲管活塞向内移动；甲管内壁有油珠；产生火花。其中正确的是_。(2)甲管中发生的化学反应类型为_。(3)反应后，甲管中剩余气体能用下列试剂吸收的是_。A水 B氢氧化钠溶液C硝酸银溶液 D饱和食盐水(4)反应后，若将甲管中的物质推入盛有适量 AgNO3溶液的小试管中会观察到_，若再向其中滴入几滴石蕊试液，又观察到_。16(7 分)取标准状况下 CH4和过量 O2的混合气体 840 mL，点燃，将燃烧后的气体用过量碱石灰吸收，碱石灰质量增加 0.600 g。回答下列问题：(1)碱石灰吸收后所剩气体的体积为_(标准状况下)。(2)原混合气体中 CH4与 O2的体积比为_。答案11. D Cl2和

13、CH4气体的取代反应，无论按何体积比混合都将会发生各步取代反应。它不像无机反应那样固定反应物计量数可确定生成物种类。无机反应易于控制，有机反应则不易控制。在某一阶段，CH4与 Cl2的每一步取代反应中都有 HCl 生成，因此得到的反应混合物中物质的量最多的是 HCl。12. B 经过 CaCl2被吸收的为水蒸气，即n(H2O)1.4 mol，根据25.2 g 18 gmol1CH4的组成可知，CO 和 CO2的物质的量之和为：0.7 mol，设 CO2的质量为1.4 mol 2 4x，则 CO 的质量为 49.6 g25.2 gx，故有关系式：0.7 x 44 gmol124.4 gx 28

14、gmol1mol，解得：x13.2 g。13(1)CH44Cl2CCl44HCl (2)D (3)B (4)有白色胶状沉淀生成 (5)平衡光气压解析：(1)因 Cl2足量，若充分反应，则 CH4中的四个 H 原子可完全被取代，生成 CCl48和 HCl，CH44Cl2CCl44HCl。光(2)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到四种氯代产物和 HCl。(3)甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应，U 形管左侧生成的氯化氢气体易溶于水，压强减小，U 形管右侧液面下降，左侧液面上升。(4)因左侧生成 HCl 溶于水后发生反应 2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，所以观察到有白

15、色胶状沉淀生成。(5)为了平衡气压，在 U 形管右侧插有一个玻璃管。14(1)干燥混合气体 (2)大于或等于 4 (3)吸收过量的氯气 (4)CD (5)CH42Cl2C4HCl (6)分液 ab强光解析：(1)B 装置的三个作用：控制气流速度从而达到合适的反应比例；均匀混合气体，便于后续实验；干燥混合气体。(2)当发生反应：CH44Cl2CCl44HCl 时生成 HCl 气体最多，所以要保证光x4。VCl2 VCH4(3)KI 能吸收多余的 Cl2，反应的化学方程式为 Cl22KI=2KClI2。(4)E 装置既吸收反应生成的 HCl 气体，同时还防止倒吸。(5)根据信息知黑色小颗粒应为碳粉

16、，根据原子守恒应为 CH42Cl2C4HCl。强光(6)分离难溶于水的油状液体可用分液法。15(1) (2)取代反应 (3)B(4)液体分为两层，产生白色沉淀 溶液变红解析：在光照下，甲烷与氯气发生连锁反应：CH4Cl2CH3ClHCl，CH3ClCl2光CH2Cl2HCl，CH2Cl2Cl2CHCl3HCl，CHCl3Cl2CCl4HCl。(1)理论光光光上，甲烷与氯气体积比为 14 时二者恰好完全反应，而该针管里氯气与甲烷体积比为5141，说明氯气过量，最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢，不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体，所以气体的总物质的量减小，内部压强减小，甲管活塞向内移

17、动。(2)甲烷分子中的 4 个氢原子可被氯原子逐一取代，故甲管中发生的是取代反应。(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢，可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。(4)生成的 HCl 会与AgNO3反应生成 AgCl 白色沉淀，同时因 CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层，若加入几滴石蕊，溶液会变红。16(1)336 mL (2)149解析：(1)CH42O2CO22H2O,1 mol CH4完全燃烧得到的 CO2和 H2O 共 80 g，原点燃混合气体中n(CH4)0.007 5 mol，CH4的体积为 0.007 5 mol22.4103 0.600 g 80 gmol1mLmol1168 mL，剩余气体的体积840 mL168 mL3336 mL。(2)V(CH4)V(O2)168 mL(840 mL168 mL)14。