2019高中化学课下能力提升（十）甲烷的性质精练新人教版

2019高中化学课下能力提升（十）甲烷的性质精练新人教版

甲烷的性质一、选择题1．下列说法中正确的是(　　)A．由碳、氢、氧三种元素组成的化合物一定是有机物B．烃是含有碳元素和氢元素的化合物C．大多数有机物熔、沸点较低D．有机物都难溶于水2．下列气体既可以用碱石灰干燥又可以用浓硫酸干燥的是(　　)A．Cl2　　　B．CH4　　　C．NH3　　　D．SO23．下列物质中属于有机物的是(　　)①乙醇　②食盐　③石墨　④甲烷　⑤蔗糖　⑥水⑦一氧化碳　⑧碳酸钙　⑨醋酸A．①②④⑤⑨B．①④⑤⑨C．①③④⑤⑦⑧⑨D．①④⑤⑥4．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是(　　)A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3ClB．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯气5．在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是(　　)A．容器内原子总数不变B．容器内分子总数不变C．容器内压强不变D．发生的反应属于取代反应6．(2016·南昌高一检测)鉴别甲烷、一氧化碳和氢气三种无色气体的方法，是将它们分别(　　)A．先后通入溴水和澄清的石灰水B．点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯C．点燃，先后罩上干燥的冷烧杯和涂有澄清石灰水的烧杯D．点燃后罩上涂有澄清石灰水的烧杯，通入溴水7.有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl组成。为确定其组成，进行了以下实验：①将此混合气体通过浓硫酸，气体总体积基本不变；②再通过过量的澄清石灰水，未见浑浊，但气体体积减少；③把剩余气体在供氧的情况下燃烧，燃烧产物不能使无水硫酸铜变色。原混合气体含有(　　)A．CO和HClB．CH4和NH3C．CH4和HClD．H2和CO28.在标准状况下，11.2L甲烷和22.4L氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的体积共(　　)A．11.2LB．22.4LC．33.6LD．44.8L9．(2016·山东滨洲高一检测)下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是(　　)A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构B．CH4、CCl4、CH3Cl都难溶于水C．CH4、CCl4、CH3Cl密度都小于水D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同10．将1mol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0.1mol，则参加反应的Cl2的物质的量为(　　)nA．1.5mol　　B．3mol　　C．4.5mol　　D．6mol11．对的叙述正确的是(　　)A．有两种结构B．只有一种结构C．含有非极性键D．有四种结构12．(2016·太原高一检测)一定量的CH4恰好与一定量的O2完全反应得CO2、CO、H2O(g)，产物总质量为49.6g，将其通过装有足量浓H2SO4的洗气瓶后，洗气瓶增重25.2g。CH4若完全燃烧还需O2的体积(标准状况下)为(　　)A．8.96L　　B．2.24L　　C．4.48L　　D．6.72L二、非选择题13.如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的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)题目中甲烷与氯气的体积比为1∶1，则得到的产物为________________________。a．CH3Cl　HCl　b．CCl4　HCl　c．CH3Cl　CH2Cl2　d．CH3Cl　CH2Cl2　CHCl3　CCl4　HCl(2)经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是________________。a．升高　　　b．降低　　　c．不变　　　d．无法确定(3)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察到_________________。14．为了验证甲烷的燃烧产物，某同学设计了甲烷的燃烧实验(如图所示)：根据实验装置完成下列实验步骤和现象：(1)点燃甲烷前必须进行的实验步骤是________，如何操作？_____________。(2)开启水龙头抽气后，在漏斗下方点燃甲烷，可观察到的现象是__________。(3)如果将B、C两个装置的位置交换，会对实验结论产生什么影响？___________。15．向甲、乙两支盛有甲烷的试管中(其中乙试管用黑纸包好)分别快速加入0.5gKMnO4和1mL浓盐酸，然后迅速塞上胶塞，放在试管架上，将其置于光线一般的室内，等待片刻，观察现象。已知KMnO4与浓盐酸在常温下即可反应产生氯气，试回答下列问题。(1)请填写下表：实验现象实验结论甲KMnO4与浓盐酸混合，试管中立即充满________色气体；在光照条件下，试管内气体的颜色______；试管内壁上出现了________。CH4与Cl2在光照条件下发生化学反应乙迅速剥开黑纸，立即观察，试管内气体的颜色为________CH4与Cl2在无光照条件下不发生化学反应(2)CH4和Cl2在光照条件下发生反应，生成气态有机物的化学方程式为________，该反应属于________反应。n16．(1)某气态烃在标准状况下的体积为2.8L，其质量为2g，该烃中氢元素的质量分数为25%，则该烃的分子式为__________，电子式为__________，结构式为______，其空间结构为________。(2)如图立方体中心的“·”表示甲烷分子中的碳原子，请在立方体的顶点用“·”表示出与之紧邻的4个氢原子的位置。17．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图：试回答下列问题：(1)写出A装置中发生反应的化学方程式：___________________________；有人认为E中有氯化氢产生，不能证明甲烷与氯气发生了取代反应，你认为他的看法________(填“正确”或“不正确”)。(2)B装置有三种功能；①控制气流速度；②混匀混合气体；③________。(3)设＝x，若想理论上获得最多的氯化氢，则x≥________。(4)一段时间后发现D装置中的棉花由白色变为蓝色，则棉花上可能预先滴有________溶液。(5)E装置中除盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________(填字母)。A．水洗分液法　　　　B．蒸馏法C．萃取分液法D．结晶法(6)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分为________(填字母)。A．CH4　　B．CH3Cl　　C．CH2Cl2　　D．CHCl3课下能力提升(十)　甲烷的性质1．解析：选C　H2CO3是无机物，A错；烃是只含有碳元素和氢元素的化合物，B错；乙醇、醋酸等易溶于水，D错。2．解析：选B　Cl2能与碱石灰反应，NH3能与浓H2SO4反应，SO2能与碱石灰反应。3．解析：选B　CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐等化合物虽然含有碳元素，但其性质与无机物相似，属于无机物。4．解析：选C　甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1molH原子，消耗1mol氯气，生成1molHCl，故产物中HCl最多，B错误；1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯气，D错误。5．解析：选C　由质量守恒定律可知，A正确；甲烷与氯气的反应中，由碳原子守恒知生成的有机物的分子个数等于甲烷的分子个数，再由每取代1个H原子，消耗一分子氯气，生成一分子HCl，故反应前后分子总数不变，B正确；由于有机产物中只有CH3Cl为气体，故反应后气体的物质的量减少，容器内压强减小，C错误；甲烷与氯气的反应属于取代反应，D正确。6．解析：选C　用干燥的冷烧杯可以检出是否生成水，从而确定原气体是否含有氢元素；用涂有澄清石灰水的烧杯可以检出是否生成CO2，从而确定原气体中是否含有碳元素。7.解析：选A　由①可知，不含NH3；由②可知，不含CO2n，含HCl；由③可知，不含CH4、H2，含CO。8.解析：选A　甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，当温度超过100℃时(即水为气态)，反应前后气体体积不变。而在标准状况下，水是液态，11.2L甲烷与22.4L氧气恰好完全反应，最后只剩下二氧化碳，其体积为11.2L。9．解析：选B　CH3Cl不是正四面体结构，CCl4密度都大于水，CH4和CCl4的性质不同。10．解析：选B　解答此题宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是从CH4中来的，故这四种取代物共1mol，设CH3Cl的物质的量为x，则x＋(x＋0.1mol)＋(x＋0.2mol)＋(x＋0.3mol)＝1mol，得x＝0.1mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，含Cl原子的物质的量共为0.1mol×1＋0.2mol×2＋0.3mol×3＋0.4mol×4＝3mol。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3mol。11．解析：选B　甲烷分子的空间结构是正四面体。若氢原子分别被两个氯原子、两个氟原子代替，其结构变为四面体，碳原子位于四面体的中心位置，两个氯原子、两个氟原子不管从哪个方向与碳原子相连，它们都分别处在相邻的位置。故只有一种结构，如图所示：。若换成结构式、仍为一种而不是两种。CH2Cl2只有一种结构，可证明CH4是正四面体结构，而不是平面正方形结构。12．解析：选C　由题中洗气瓶增重25.2g可知，H2O的物质的量为1.4mol，根据H原子守恒，所以CH4为0.7mol，这样就知道CH4完全燃烧时生成CO2的物质的量也是0.7mol。用0.7molCO2的质量减去已经生成的CO和CO2两者的总质量，就是CH4完全燃烧还需O2的质量，即m(O2)＝0.7mol×44g/moL－(49.6g－25.2g)＝6.4g，即n(O2)＝＝0.2mol，V(O2)＝0.2mol×22.4L/mol＝4.48L。13．解析：(1)甲烷与氯气的取代反应，是四步反应同时发生，故得到的是四种氯代产物和HCl。(2)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。(3)因左侧生成HCl溶于水后发生反应2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。答案：(1)d　(2)b　(3)有白色胶状沉淀生成14．解析：(1)为了防止甲烷中混有氧气，在点燃时发生爆炸，所以点燃前要先验纯；其验纯的操作为用排水法收集一小试管甲烷，然后靠近点燃的酒精灯，如果发出“噗”的声音则表明纯净，如果发出尖锐的爆鸣声则表明不纯净。(2)开启水龙头抽气后，在抽气作用下，甲烷的燃烧火焰被吸入漏斗内，甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气，无水硫酸铜遇到水会变蓝色，二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊。(3)C中为澄清石灰水溶液，B、C两个装置的位置交换，先检验二氧化碳，二氧化碳通过澄清石灰水，则会带出水蒸气，用B中无水硫酸铜检验水时，无法确定水是否是由甲烷燃烧生成的。答案：(1)验纯　用排水法收集一小试管甲烷，然后靠近点燃的酒精灯，如果发出“噗”的声音则表明纯净，如果发出尖锐的爆鸣声则表明不纯净(2)火焰被吸入漏斗内，干燥管中无水CuSO4慢慢变蓝，洗气瓶中澄清的石灰水逐渐变浑浊(3)不能验证是否产生水蒸气15．解析：KMnO4与浓盐酸混合时，立即产生黄绿色的氯气，氯气与甲烷在黑暗处不能发生反应，但在光照条件下能发生取代反应，生成的有机产物中有三种是无色油状液体，只有一氯甲烷是气体，同时还生成HCl气体，该反应属于取代反应。答案：(1)黄绿　变浅(或消失)　油状液滴　黄绿色　(2)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl　取代n16．解析：(1)该烃的物质的量为n＝＝0.125mol，该烃的摩尔质量M＝＝16g/mol，1mol该烃中含氢原子的物质的量为n(H)＝＝4mol,1mol该烃中含碳原子的物质的量为n(C)＝＝1mol，所以分子式为CH4。(2)CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，在立方体中互不相邻的四个顶点即构成正四面体结构。答案：(1)CH4　　正四面体结构(2)17．解析：(1)浓盐酸挥发出来的氯化氢也可进入装置E。(2)浓硫酸还可以干燥气体。(3)根据化学方程式可知，当氯气的物质的量是甲烷的4倍时，甲烷中的氢能完全被取代。(4)玻璃管中有氯气通过，氯气通入KI淀粉溶液，溶液变蓝色。(5)氯化氢易溶于水，有机物难溶于水，因此可采用水洗分液法。(6)甲烷和一氯甲烷都是气体且难溶于水，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是液体。答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O正确　(2)干燥气体　(3)4　(4)KI淀粉　(5)A　(6)A、B