高中化学下册 311 甲烷的性质同步检测考试题13 新人教版必修2文档格式.docx

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（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

（3）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

（4）若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观察____。

（5）右端玻璃管的作用是_________。

【思路点拨】解答该题需注意以下三点：

（1）甲烷的取代反应是一种连锁反应，第一步反应一旦开始后续反应立即进行。

（2）产物HCl易溶于水，会引起压强变小。

（3）硅酸是难溶性弱酸。

【自主解答】

（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CCl4和HCl，

CH4+4Cl2　

CCl4+4HCl。

（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

2HCl+Na2SiO3====H2SiO3↓+2NaCl，所以观察到有白色胶状沉淀生成。

光照

（5）为了平衡气压，在U形管右侧插有一个玻璃管。

答案：

（1）CH4+4Cl2

CCl4+4HCl

（2）D　　（3）B

（4）有白色胶状沉淀生成

（5）平衡气压

【变式训练】将等物质的量的甲烷和氯气混合后，在漫射光的照射下充分反应，生成物中物质的量最大的是（）

A.CH3Cl　　　B.CH2Cl2　　　C.CCl4　　　D.HCl

甲烷与氯气发生取代反应时，每取代1mol氢原子都生成1molHCl，所以生成物中物质的量最多的为HCl。

【学业达标训练】

1.（2010·

哈尔滨高一

检测）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乙酸

A.①②④⑤⑨　　　　　B.①④⑤⑨

C.①③④⑤⑦⑧⑨　　　D.①④⑤⑥

【解析】选B。

食盐、水中不含碳元素，石墨、一氧化碳、碳酸钙三种物质虽含碳元素，但性质上与有机物有很大区别，不属于有机物。

2.（2010·

长沙高一检测）有机物中的烃是（　）的化合物

A.含有碳元素

B.含有碳元素和氢元素

C.仅含有碳元素和氢元素

D.燃烧后生成二氧化碳和水

【解析】选C。

仅含有碳元素和氢元素的有机物叫烃，烃燃烧后生成CO2和H2O，但烃的含氧衍生物燃烧也生成CO2和H2O，故只有C正确。

3.下表中四种物质的结构式或球棍模型有错误的是（　）

结构式是表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，不表示空间构型；

球棍模型中小球表示原子，短棍表示化学键，用于表示分子的空间结构，题目中Cl2、H2O、NH3的结构

式、球棍模型均正确，而CH4为正四面体结构，而题给球棍模型不能表达，故D错误。

4.下列物质在一定条件下，可与CH4发生取代反应的是

（　）

A.氧气　　　B.溴水

C.氯气　　　D.酸性KMnO4溶液

甲烷性质稳定，与酸性KMnO4溶液不反应，但在光照时与纯卤素单质发生取代反应，但能在氧气中燃烧发生氧化反应，故只有C正确。

5.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

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。

6.下列叙述中错误的是（　）

A.点燃甲烷需先进行验纯

B.甲烷燃烧能放出大量的热，所以它是一种很好的气体燃料

C.煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生

D.同温同压下同质量的CH4比O2占的体积小

可燃性气体点燃之前必需验纯，否则易发生爆炸，故A、C正确；

甲烷燃烧生成CO2和H2O且放出大量的热量，是一种很好的气体燃料，B正确；

因为摩尔质量：

CH4<

O2,故同温同压下同质量的CH4比O2的体积大，D错误。

7.（2010·

温州高一检测）某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，下列说法正

确的是（　）

A.分子中C、H、

O个数之比为1∶2∶3

B.分子中C、H个数之比为1∶2

C.分子中可能含有氧原子

D.此有机物的最简式为CH4

根据有机物在氧气中燃烧时生成的CO2与H2O的物质的量之比为1∶2，推知有机物分子中C、H原子的个数比为1∶4，但不能说明其最简式为CH4，因为该

分子中还可能含有氧原子，故C正确。

8.已全面启动的“西气东输”二线工程于2009年底与中亚天然气管道相连，预计于2011年竣工。

截止至2009年2月，已有4亿人从中受益。

这里的“气”指的是“天然气”，主要成分是甲烷。

下列关于甲烷的说法正确的是（　）

A.实验室可以用排水法收集甲烷

B.只有纯净甲烷在空气中安静燃烧

C.甲烷与氯水发生取代反应

D.甲烷在空气中燃烧只生成二氧化碳和水

【解析】选A。

甲烷难溶于水，可以用排水法收集，A项正确；

甲烷与空气的混合物中甲烷的体积分数只要在爆炸极限之外，甲烷就能安静燃烧，B项错误；

甲烷与卤素单质发生取代反应的条件是光照，甲

烷不能与氯水反应，C项错误；

在氧气不足条件下，甲烷燃烧会生成一氧化碳和水，D项错误。

9.

（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=2.8L/22.4L·

mol-1=0.125mol，该烃的摩尔质量

M=2g/0.125mol=16g·

mol-1;

1mol该烃中含氢原子的物质的量为：

n（H）=16g×

25%/1g·

mol-1=4mol；

1mol该烃中含碳原子的物质的量为

n（C）=16g×

（1-25%）/12g·

mol-1=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。

10.生态农业涉及农家废料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。

2

.016L（标准状况）该气体通过盛有足量红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：

C

H4+4CuO

CO2+2H2O+4Cu。

当甲烷完全反应后，硬质

玻璃管的质量减轻4.8g。

将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水，充分吸收，生成沉淀8.5g。

（1）原混合气体中甲烷的物质的量是______________。

（2）

原混合气体中氮气的体积分数为多少?

（写出计算过程）

△

【解析】用差量法计算混合气体中甲烷的物质的量：

固体质量减少的量等于氧化铜失去氧元素的量，

Δn（O）=4.8g/16g·

mol-1=0.3mol，

CH4+4CuO

CO2+2H2O+4CuΔn（O）

1mol1mol4mol

0.075mol0.075mol0.3mol

与氧化铜完全反应后气体中二氧化碳总物质的量：

n（CO2）=n（CaCO3）=8.5g/100g·

mol-1=0.085mol

，原气体中二氧

化碳的量：

n（CO2）=0.085mol-0.075mol=0.01mol，原气体总物质的量：

n（CO2,N2,CH4）=2.016L/22.4L·

mol-1=0.09mol,

其中氮气的物质的量：

n（N2）=0.09mol-0.01mol

-0.075mol=0.005mol,

原气体中氮气的体积分数：

（

0.005mol×

22.4L/mol）/

（0.09mol×

22.4L/mol）×

100%=5.56%。

答案:

（1）0.075mol

（2）5.56%（计算过程见解析）

【素能综合检测】

一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）

1.下列气体中不含甲烷的是（　）

A.天然气　　　B.水煤气　　　C.油田气　　　D.沼气

甲烷是天然气、油田气和沼气的主要成分，而水煤气的主要成分是CO和H2。

2.下列叙述错误的是（　）

A.通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应

B.甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化

C.甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应

D.甲烷的四种取代物都难溶于水

CH4的性质比较稳定，通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，而不是不能被任何氧化剂氧化，A正确，B错误；

CH4在光照条件下与Cl2发生

取代

反应，生成4种有机产物，它们是CH3Cl、CH2Cl、CHCl3和CCl4，且均难溶于水，故C、D均正确。

3.（2010·

宣城同步检测）已知一种

有机物的分子式为C4H4，分子结构如

图所示，若将该有机物与适量的氯气

混合光照，则生成的卤代烃的种类共

有（　）

A.2种　　　B.4种　　　C.5种　　　D.6种

据C4H4分子结构可知分子中4个碳原子形成正四面体结构，所以分子完全对称，因此C4H3Cl、C4H2Cl2、C4HCl3、C4Cl4分子均只有一种结构，故生成的卤代烃一共有4种。

4.将标准状况下的11.2L甲烷和22.4L氧气混合点燃，恢复到原状况后，气体的体积为（　）

A.11.2L　　　B.22.4L　　　C.33.6L　　　D.44.8L

CH4+2O2　　CO2+2H2O，因此11.2L甲烷与22.4L氧气恰好完全反应生成11.2L的CO2气体，故选A。

点燃

5.在标准状况下，22.4LCH4与氯气在光照下发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气为（　）

A.0.5mol　　　B.2mol　　　C.2.5mol　　　D.4mol

1mol

CH4与氯气发生取代反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各0.25mol，该四种取代物中n（Cl）=0.25mol×

（1+2+3+4）=2.5mol,根据取代反应特点，1/2的氯原子进入氯化氢，所以n（HCl）=2.5mol，故生成物中所含氯原子共2.5mol+2.5mol=5mol,参加反应的氯气为n（Cl2）=2.5mol。

二、非选择题（本题包括3小题，共30分）

6.（7分）如图,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，试推测X可能有几种组合，填写下表。

（有多少种写多少种，不必填满）

【解析】H2、CO、CH4燃烧的产物分别是H2O（g）、

CO2（g）、CO2（g）和H2O（g）。

H2O（g）可被浓H2SO4吸收，CO2可被澄清石灰水吸收。

根据洗气瓶质量的变化，可判定生成的产物

。

（1）H2　　　

（2）CO

（3）①CH4　　②CH4与H2　　③CH4与CO

④H2与CO　　⑤CH4、H2和CO

7.（9分）（2010·

三明高一检测）CH4和O2（过量）混合气体840mL（标准状况下），经电火花点燃充分反应，将反应后的气体（120℃）通过足量碱石灰（

充分吸收CO2和H2O）

，碱石灰增重0.60g。

（1）原混合气体中CH4的物质的量为_______。

（2）通过足量碱石灰后剩余气体的体积为_______（标准状况下）。

（3）打火机中的燃料是丁烷（C4H10），写出丁烷完全燃烧的化学方程式：

_______。

【解析】设原混合气体中CH4的物质的量为x，则有

CH4+2O2

CO2+2H2O

X2xx2

x

所以44g/mol·

x+18g/mol·

2x=0.60g

解得x=0.0075mol,因此原混合气体中CH4与O2的总物质的量为0.0075mol×

3=0.0225mol,即504mL，所以剩余气体的体积为840mL-504mL=336mL。

丁烷分子式为C4H10，完全燃烧产物为CO2和H2O，据原子守恒配平即得化学方程式。

（1）0.0075mol

（2）336mL

（3）2C4H10+13O2

8CO2+10H2O

［实验·

探究］

8.（14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10mLCH4,同温同压下乙管中注入50mLCl2，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：

①气体最终变为

无色；

②实验过程中，甲管活塞向内移动；

③甲管内壁有油珠；

④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_____。

【解析】在光照下，

甲烷与氯气发生连锁反应：

CH4+Cl2

CH3Cl+HCl，CH3Cl+Cl2

CH2Cl2+HCl，

CH2Cl2+Cl2

CHCl3+HCl，CHCl3+Cl2

CCl4+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,而该针管里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。

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，甲管活塞向内移动。

（2）甲烷分子中的四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。

（1）②③

（2）取代反应

（3）B

（4）液体分为两层，产生白色沉淀　　　溶液变红色