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  • 2021-07-09 发布

2019-2020学年高中化学课时作业13甲烷含解析 人教版必修

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课时作业13‎ 6‎ 基础巩固 ‎1.有机化合物中一定含有的元素是(  )‎ A.C B.N C.H D.O 解析:含有碳元素的化合物称为有机化合物,简称有机物。‎ 答案:A ‎2.下列有机物属于烃的是(  )‎ A.C3H8 B.C2H5OH C.CH2Cl2 D.‎ 解析:烃是指仅含有碳和氢两种元素的有机物。‎ 答案:A ‎3.(2019年山东高一检测)下列物质中属于有机化合物的是(  )‎ ‎①乙醇 ②食盐 ③石墨 ④甲烷 ⑤醋酸 ⑥水 ‎⑦一氧化碳 ⑧碳酸钙 ⑨乙酸 A.①②④⑤⑨  B.①④⑤⑨‎ C.①③④⑤⑦⑧⑨ D.①④⑤⑥‎ 解析:有机化合物是指含有碳元素的化合物,注意区分CO、CO2及碳酸盐(CaCO3),其组成和性质大多具有无机物的特点,它们属于无机物。‎ 答案:B ‎4.在我国的南海、东海海底已发现天然气(甲烷等)的水合物,它易燃烧,外形似冰,被称为“可燃冰”。“可燃冰”的开采,有助于解决人类面临的能源危机。下列说法正确的是(  )‎ ‎①甲烷属于烃类 ‎ ‎②在相同条件下甲烷的密度大于空气 ‎③甲烷难溶于水 ‎④可燃冰是一种极具潜力的能源 A.①②③ B.②③④‎ C.①③④ D.①②④‎ 解析:甲烷是最简单的烃,难溶于水,因其相对分子质量为16,故相同条件下密度小于空气,甲烷燃烧放出较多的热量且产物为CO2和H2O,所以可燃冰是一种极具潜力的能源,因此C正确。‎ 答案:C ‎5.下列关于甲烷的叙述中正确的是(  )‎ 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 B.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 解析:A中,由于甲烷是正四面体结构,四个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系,故 6‎ 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。‎ 答案:C ‎6.(2019年四川绵阳模拟)已知正四面体形分子E和直线形分子G反应,生成四面体形分子L和直线形分子M。(组成E分子的元素的原子序数都小于10,组成G分子的元素为第三周期的元素。)如下图,则下列判断中正确的是(  )‎ A.常温常压下,L是一种液态有机物 B.E是一种含有非极性键的分子 C.干燥的G能漂白有色物质 D.上述反应的类型是取代反应 解析:正四面体形分子E,组成E分子的元素的原子序数都小于10,E由两种元素组成,灰色球只形成一个共价键,所以是H元素,黑色球表示C元素,所以E是甲烷;直线形分子G,组成G分子的元素为第三周期的元素,且G是双原子分子,所以G是Cl元素,该反应是甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,即L是一氯甲烷,M是氯化氢。A.常温常压下,一氯甲烷是气体,不溶于水,故A错误;B.氯化氢中只含共价键,属于共价化合物,故B错误;C.氯气没有漂白性,但次氯酸有漂白性,故C错误;D.甲烷中的氢原子被氯原子取代生成一氯甲烷,属于取代反应,故D正确。‎ 答案:D ‎7.在下列条件下能发生化学反应的是(  )‎ A.将甲烷通入氯水中 B.甲烷跟氧气混合并点燃 C.将甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中 D.将甲烷与氯气混合后放在阴暗处 解析:甲烷与氯气在光照条件下反应,不与氯水反应,在阴暗处也不反应,故A、D项不能发生化学反应;甲烷具有可燃性,故B项能发生化学反应;甲烷具有稳定性,故C项不能发生化学反应。‎ 答案:B ‎8.把1 mol CH4和一定量Cl2组成的混合气体通入大试管中,将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中,放在光亮处,回答下列问题:‎ ‎(1)片刻后试管中的现象为①试管内气体的颜色变浅,②试管壁上出现________,③‎ 6‎ 试管内________。‎ ‎(2)在反应结束后,试管内的产物最多有________种,空间构型呈正四面体的产物为________。‎ ‎(3)若(2)中生成的四种有机产物的物质的量相同,则反应消耗的Cl2的物质的量为________。‎ 解析:甲烷与氯气在光照下发生取代反应,消耗氯气,所以黄绿色变浅,由于产生的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都难溶于水,所以在试管内壁有油状液滴,由于反应过程中气体物质的量减少,且取代反应产生的HCl气体在水中溶解,所以试管内液面上升,而且出现白雾。(1)片刻后试管中的现象为①试管内气体的颜色变浅,②试管壁上出现油状液滴,③试管内出现白雾、液面上升。(2)由于取代反应是逐步进行的,而且每步反应的产物都可能存在,所以最多有5种产物;其中空间构型呈正四面体的产物为CCl4。(3)甲烷的物质的量是1 mol,若(2)中生成的四种有机产物的物质的量相同,则反应消耗的Cl2的物质的量为(0.25×1+0.25×2+0.25×3+0.25×4)mol=2.5 mol。‎ 答案:(1)油状液滴 出现白雾、液面上升 ‎ (2)5 CCl4 (3)2.5 mol 能力提升 ‎9.光照对下列反应几乎无影响的是(  )‎ A.氢气与氯气 B.甲烷与氯气 C.甲烷与氧气 D.次氯酸分解 解析:CH4与O2反应需点燃;H2与Cl2反应可光照,也可点燃;CH4与Cl2光照发生取代反应;2HClO2HCl+O2↑。‎ 答案:C ‎10.(2019年广东模拟)瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关,下列叙述中错误的是(  )‎ A.点燃甲烷不必事先进行验纯 B.甲烷燃烧放出大量的热,所以是一种很好的气体燃料 C.煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火,以防爆炸事故的发生 D.点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸 解析:A项,甲烷是可燃性气体,点燃前必须先验纯,A错误;B项,甲烷燃烧放热,是很好的气体燃料,B正确;C项,煤矿的矿井中有很多的甲烷气体,容易燃烧爆炸,所以要注意通风并严禁烟火,C正确;D项,空气中甲烷含量在5%~15.4%(体积)范围内遇火将会爆炸,所以点燃混有空气的甲烷不一定爆炸,D正确。‎ 答案:A ‎11.在集气瓶中使甲烷与氧气混合,点燃,进行爆炸性实验,下列甲烷与氧气的体积比(同温、同压)中爆炸声最大的是 (  )‎ A.1∶1 B.1∶2‎ C.1∶3 D.3∶1‎ 解析:爆炸声最大的必要条件之一,气体恰好完全反应,使单位体积的气体反应放出的热量最多。甲烷与氧气在点燃的条件下发生完全反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O,符合此反应中CH4和O2的物质的量之比即可,故选B。‎ 答案:B ‎12.下列反应属于取代反应的是(  )‎ 6‎ A.CH4C+2H2‎ B.2HI+Cl2===2HCl+I2‎ C.CH4+2O2CO2+2H2O D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl 解析:A属于分解反应;B属于置换反应;C属于氧化还原反应(燃烧);D属于取代反应。‎ 答案:D ‎13.将标准状况下11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合点燃,恢复到原状况后,气体的体积为(  )‎ A.11.2 L B.22.4 L C.33.6 L D.44.8 L 解析:CH4+2O2CO2+2H2O,因11.2 L甲烷与22.4 L氧气恰好完全反应生成11.2 L的CO2气体,此时H2O不是气体,故选A。‎ 答案:A ‎14.甲烷和氢气的混合气体V L,完全燃烧需要的氧气的体积也是V L(相同状况),则原混合气体中甲烷和氢气的体积比为(  )‎ A.1∶1 B.1∶2‎ C.2∶1 D.3∶1‎ 解析:设混合气体中CH4为x L,氢气为y L,‎ 依据以下反应:CH4+2O2CO2+2H2O ‎2H2+O22H2O 则 解得:y=V,x=V;‎ x∶y=V∶V=1∶2。‎ 答案:B ‎15.如图所示,一端封闭的U形管,封闭着的一端有一段CH4和Cl2的混合气体,在水平部分有一段气柱,其他两段为液体,已知液体与气体不反应,使CH4和Cl2在稍暗的光线下缓慢反应,则中间气柱的长度的变化情况是(假设中间气柱未移出U形管的水平部分)(  )‎ A.变长         B.变短 C.不变  D.难以确定 6‎ 解析:CH4+Cl2CH3Cl+HCl;CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl;CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl;CHCl3+Cl2CCl4+HCl。在这四个反应中:第一个反应是反应物为气体、生成物也为气体的等体积反应,气体体积不变,后三个反应由于CH2Cl2、CHCl3和CCl4都为液体,使反应后气体体积减小,使得左边液柱高度上升,而右边液柱高度下降,使液体对中间气柱的压强减小,所以体积将变大。‎ 答案:A ‎16.(1)某气态烃在标准状况下的体积为2.8 L,其质量为2 g,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________,其空间构型为________。‎ ‎(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。‎ 解析:(1)该烃的物质的量为n=2.8 L÷22.4 L·mol-1=0.125 mol,该烃的摩尔质量M=2 g÷0.125 mol=16 g·mol-1;1 mol该烃中,含氢原子的物质的量为n(H)=16 g×25%÷1 g·mol-1=4 mol;1 mol含碳原子的物质的量为n(C)=16 g×(1-25%)÷12 g·mol-1=1 mol,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各有一个氢原子,即构成正四面体结构。‎ 答案:(1)CH4  正四面体形 ‎(2) ‎17.如下图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。将X气体燃烧,把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。‎ 试回答下列问题:‎ ‎(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则气体X是________________。‎ ‎(2)若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,则气体X是________________。‎ ‎(3)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则气体X可能是(可以不填满)‎ 6‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ ‎  解析:(1)有水生成而没有二氧化碳,确定气体为氢气。(2)生成二氧化碳而没有水,判断气体为CO。(3)当两个洗气瓶的质量均增加,则同时生成水和二氧化碳,判断可能的情况为:CH4、CH4和H2、CH4和CO、H2和CO、CH4、H2和CO。‎ 答案:(1)H2 (2)CO ‎(3)‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ CH4‎ CH4和H2‎ CH4和CO H2和CO CH4、H2和CO 探究拓展 ‎18.(2019年海南模拟)如下图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验装置。甲中注入10 mL CH4,同温同压下乙中注入50 mL Cl2,将乙中气体推入甲中,用漫散光照射一段时间,气体在甲中反应。‎ ‎(1)下列是某同学预测的实验现象:‎ ‎①气体最终变为红色;②实验过程中,甲中活塞向内移动;③甲中内壁有油珠;④产生火花。‎ 其中正确的是________。‎ ‎(2)甲管中发生反应的反应类型为________。‎ ‎(3)反应后,甲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溶液,又观察到________________。‎ 解析:在光照下,甲烷与氯气发生连锁反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,CHCl3+Cl2CCl4+HCl。‎ ‎(1)理论上,甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应,而甲中氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1,说明氯气过量,最终气体中仍有氯气。反应过程中不会产生火花;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,甲中活塞向内移动。‎ ‎(2)甲烷和氯气发生的是取代反应。‎ ‎(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溶液反应生成AgCl白色沉淀,同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,因Cl2有剩余,若加入几滴石蕊溶液,溶液会先变红后褪色。‎ 答案:(1)②③ (2)取代反应 (3)B ‎(4)液体分为两层,产生白色沉淀 溶液先变红后褪色 6‎ 7‎