2020高中化學第三章有機化合物第一節(jié)第1課時甲烷的性質增分練含解析新人教必修2

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1、第1課時 甲烷的性質 1．下列物質中，在一定條件下，可與甲烷發(fā)生化學反應的是(　　) A．氯氣 B．溴水 C．四氯化碳 D．酸性KMnO4溶液 答案：A 2．要驗證甲烷中含有碳、氫元素，可將其完全燃燒的產物依次通過(　　) ①濃硫酸?、跓o水硫酸銅　③澄清石灰水 A．①②③ B．②③ C．②③① D．③② 解析：要驗證甲烷中含有碳、氫元素，可檢驗燃燒產物中含有水和二氧化碳，其中無水硫酸銅粉末遇水變藍色，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，故將燃燒產物依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水即可。 答案：B 3．能夠證明甲烷分子的空間結構為正四面體的事實是 (　　) A．甲烷

2、分子中4個C—H鍵的強度相同 B．甲烷分子中4個C—H鍵的長度相同 C．甲烷的一氯代物只有1種 D．甲烷的二氯代物只有1種 答案：D 4．將1 mol甲烷和適量的Cl2混合后光照，充分反應后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次增大0.1 mol，則參加反應的Cl2的物質的量為(　　) A．1.5 mol B．3 mol C．4.5 mol D．6 mol 解析：解答此題宜用原子守恒法。CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的碳原子都是由CH4而來，故這四種取代物共1 mol，設CH3Cl物質的量為x，則x＋(

3、x＋0.1 mol)＋(x＋0.2 mol)＋(x＋0.3 mol)＝1 mol，得x＝0.1 mol，即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次為0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，含Cl原子的物質的量共為0.1 mol×1＋0.2 mol×2＋0.3 mol×3＋0.4 mol×4＝3 mol，而一個Cl2分子中只有一個Cl原子參加取代反應，因此消耗的Cl2也為3 mol。 答案：B 5．如圖是某同學用注射器設計的簡易實驗裝置。甲管中注入10 mL CH4，同溫同壓下乙管中注入50 mL Cl2，將乙管氣體推入甲管中，氣體在甲

4、管中反應，針管放在光亮處一段時間。 (1)下列是某同學預測的實驗現象： ①氣體最終變?yōu)闊o色；②實驗過程中，甲管活塞向內移動；③甲管內壁有油珠；④產生火花。 其中正確的是________(填編號)。 (2)甲管中發(fā)生化學反應的類型為________。 (3)反應后，甲管中剩余氣體能用下列試劑吸收的是______(填序號)。 A．水 B．NaOH溶液 C．AgNO3溶液 D．飽和食鹽水 (4)反應后，若將甲中的物質推入盛有適量AgNO3溶液的小試管中會觀察到________________，若再向其中滴入幾滴石蕊試液，又觀察到________________。 解析：

5、在光照條件下，甲烷與氯氣發(fā)生反應：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。 (1)理論上，甲烷與氯氣體積比為1∶4時，二者恰好完全反應，而甲中氯氣與甲烷體積比為5∶1＞4∶1，說明氯氣過量，反應后仍有氯氣剩余。該反應進行緩慢，不會產生火花。產物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，所以氣體的總物質的量減小，內部壓強減小，甲管活塞向內移動。(2)甲烷分子中的四個氫原子可被氯原子逐一取代，故甲管中發(fā)生的是取代反應。(3)剩余氣體中含有氯氣和氯化氫，可用氫氧化鈉溶液吸收剩余氣體。(4)生成的HCl

6、會與AgNO3溶液反應生成AgCl白色沉淀，同時因CH2Cl2、CHCl3、CCl4難溶于水而看到液體分為兩層，因Cl2有剩余，若加入幾滴石蕊，溶液會先變紅后褪色。 答案：(1)②③　(2)取代反應　(3)B　(4)液體分為兩層，產生白色沉淀　溶液先變紅后褪色 (時間：40分鐘) A級　基礎鞏固 1．下列說法中正確的是(　　) A．由碳、氫、氧三種元素組成的化合物一定是有機物 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一定是有機物，如碳酸是無機物；烴是僅含有碳元素和氫元素的有機物；多數有

7、機物熔、沸點較低；有些有機物易溶于水，如乙醇、乙酸等。 答案：C 2．在光照條件下，將等物質的量的甲烷和氯氣充分反應，所得產物中物質的量最多的是 (　　) A．CH3Cl B．CH2Cl2 C．CHCl3 D．HCl 解析：在光照條件下，將等物質的量的甲烷和氯氣充分反應，會發(fā)生取代反應，由于取代反應是逐步進行的，每一步在產生氯代烴的同時，都會產生HCl，所以在所得產物中物質的量最多的是HCl。 答案：D 3.如圖所示，一端封閉的U形管，封閉著的一端有CH4和Cl2的混合氣體，在水平部分有一段氣柱，已知液體與氣體不反應，使CH4與Cl2在稍暗的光線下緩

8、慢反應，則中間氣柱的長度如何變化(假設中間氣柱未移出U形管的水平部分) (　　) A．變大 B．變小 C．不變 D．難以確定 解析：CH4與Cl2反應的產物中只有CH3Cl為氣體，CH2Cl2、CHCl3和CCl4為液體，HCl極易溶于水中，反應后左邊體積減小，液柱上升，右邊液柱下降，中間氣柱的壓強減小，所以體積變大。 答案：A 4．下列反應中屬于取代反應的是(　　) A．AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3 B．CH4＋2O2CO2＋2H2O C．CH2Br2＋Cl2―→CHClBr2＋HCl D．CH3CH2OHCH2===CH2↑

9、＋H2O 解析：A反應不是有機反應，不屬于取代反應；B反應為CH4燃燒，是氧化反應；D反應中沒有原子或原子團被替代，不屬于取代反應。 答案：C 5．下列關于甲烷分子結構的說法正確的是(　　) A．甲烷的電子式為分子中各原子都達到“8電子”穩(wěn)定結構 B．CHCl3只有一種結構，說明甲烷是以碳原子為中心的正四面體結構 C．CH4比SiH4分子穩(wěn)定，說明碳元素比硅元素非金屬性強 D．CH3Cl的四個價鍵的長度和強度相同，夾角相等 解析：A項，H最外層有2個電子，不是“8電子”，故錯誤；B項，如果甲烷是正方形、三氯甲烷也只有一種結構，故錯誤；C項，非金屬性越強，其氫化物越穩(wěn)定，反之也成

10、立，故正確；D項，一氯甲烷的四個價鍵的鍵長和強度不同，故錯誤。 答案：C 6．(2018·全國卷Ⅱ)實驗室中用如圖所示的裝置進行甲烷與氯氣在光照下反應的實驗。 光照下反應一段時間后，下列裝置示意圖中能正確反映實驗現象的是(　　) 解析：甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生反應：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。黃綠色的氯氣參加了反應，逐漸減少，生成無色的氣體，因此試管內氣體顏色逐漸變淺；反應生成的HCl極易溶于水，使試管內氣體壓強減小，因此試管內液面上升；生成的CH2Cl2

11、、CHCl3、CCl4均為無色油狀液體，附著在試管壁上，因此試管壁上出現油狀液滴；生成的HCl氣體遇到水蒸氣溶解生成鹽酸小液滴，形成白霧，因此試管中有少量白霧。綜合上述現象，答案選D。 答案：D B級　能力提升 7．為了驗證甲烷的燃燒產物，某同學設計了甲烷的燃燒實驗(如圖1所示)。 　　 　　　　　　　 圖1　　　　　　　　圖2 根據實驗裝置完成下列實驗步驟和現象。 (1)點燃甲烷前必須進行的實驗步驟是________，其操作方法是 _____________________________________________________。 (2)開啟抽氣裝置后，在漏

12、斗下方點燃甲烷，可觀察到的現象是 _____________________________________________________。 (3)如果將B、C兩個裝置的位置交換，會對實驗結論產生的影響是_______________________________________________________。 (4)已知CH4分子在空間呈正四面體形狀，1個C原子與4個H原子各共用一對電子形成4條共價鍵，C原子位于中心，4個H原子位于4個頂點。如圖2所示為一個立方體，已畫出1個C原子(在立方體中心)、1個H原子(在立方體頂點)和1條共價鍵(實線表示)。請畫出另外3個H原子的合適位置

13、和3條共價鍵。 解析：(1)為了防止甲烷中混有氧氣，在點燃時發(fā)生爆炸，所以點燃前要驗純；其驗純的操作為用排水法收集一小試管甲烷，然后靠近點燃的酒精燈，如果發(fā)出“噗”的聲音則表明純凈，如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明不純凈。 (2)開啟抽氣裝置后，在抽氣作用下，甲烷的燃燒火焰被吸入漏斗內，甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，無水硫酸銅遇到水會變藍色，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁。 (3)C中為澄清石灰水溶液，B、C兩個裝置的位置交換，先檢驗二氧化碳，二氧化碳通過澄清石灰水，則會帶出水蒸氣，用B中無水硫酸銅檢驗水時，無法確定水是否是由甲烷燃燒生成的。 答案：(1)驗純　用排水法收集一小試管甲烷，然后靠近

14、點燃的酒精燈，如果發(fā)出“噗”的聲音則表明純凈，如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明不純凈 (2)火焰被吸入漏斗內，干燥管中蘸有無水CuSO4的棉花慢慢變藍，洗氣瓶中澄清石灰水逐漸變渾濁 (3)不能驗證甲烷燃燒是否產生水蒸氣 (4) 8．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現實。某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下： 根據設計要求回答： (1)B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③________________。 (2)設＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應________。 (3)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，

15、其作用是_____________ _____________________________________________________。 (4)E裝置的作用是________(填序號)。 A．收集氣體 B．吸收氯氣 C．防止倒吸 D．吸收氯化氫 (5)在C裝置中，經過一段時間的強光照射，發(fā)現硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式____。 (6)E裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出有機物的最佳方法為_____________________________________________。 該裝置還有缺陷，原因是沒

16、有進行尾氣處理，其尾氣主要成分為________ (填序號)。 a．CH4　b．CH3Cl　c．CH2Cl2　d．CHCl3　e．CCl4 解析：(1)B裝置的三個作用：①控制氣流速度從而達到合適的反應比例；②均勻混合氣體，便于后續(xù)實驗；③干燥混合氣體。(2)當反應：CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl時生成HCl氣體最多，所以要保證＝x≥4。(3)KI能吸收多余的Cl2，反應的化學方程式為：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。(4)E裝置既吸收反應生成的HCl氣體，同時還防止倒吸。(5)據信息知黑色小顆粒應為炭粉，根據原子守恒應為：CH4＋2Cl2C＋4HCl。(6)分離難溶于水的油狀液體可用分液法。 答案：(1)干燥混合氣體　(2)大于或等于4　(3)吸收過量的氯氣　(4)CD　(5)CH4＋2Cl2C＋4HCl (6)分液　ab