甲烷典型例题.docx

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甲烷典型例题

典型例题

例127g某烃在足量氧气中燃烧，生成88gCO和27g水，此气态烃对氧气的相对密

度是1.6875，求该烃的化学式。

分析确定烃的化学式有两条途径。

第一条是先求出最简式和式量，再根据烃的相对

分子质量求出化学式。

第二种途径是根据烃的相对分子质量，含碳质量分数或者燃烧产物中

的CQ的量，直接计算出该烃的化学式。

这两种方法可根据具体题目灵活运用。

该烃的最简式为GH3,式量为27

设该烃的化学式为（C2H）x,

该烃的相对分子质量=1.6875X32=54

=2

27

所以该烃的化学式为GHs。

解法二设该烃的化学式为CxHy,则1mol该烃分子中含碳原子、氢原子物质的量分别

为x,y°

该烃的相对分子质量=1.6875X32=54

珈髀物质的量二寸

所以该烃的化学式为GH3。

例21molCH与Cl2发生取代反应，待反应完成后测得四种取代物物质的量相等，则

消耗Cl2为[]

A.0.5mol

B.2mol

C.2.5mol

D.4mol

分析因为CH与Cl2发生取代反应生成的4种取代物中的碳原子均来自于CH,由碳

原子守恒可知，其生成1mol取代物，且每一种取代物物质的量均为0.25mol。

由于CHCI、

CH2C2、CHC3、CC4分子中的氯原子均来自CI2，由CH和Cl2反应的方程式知共耗CI2：

0.25+0.25X2+0.25X3+0.25X4=2.5mol。

答Co

例3若甲烷与氯气以物质的量之比1:

3混合，在光照下得到的产物是[]

①CHCI②CHCI2③CHC3④CCb

A.只有①

B.只有②

C.①②③的混合物

D.①②③④的混合物

分析甲烷和氯气在光照下，会发生如下取代反应:

*

CH+CI2CHCI+HCI

CHICI+Cl2企-CHCI2+HCI

CHCI2+Cl2CHC3+HCI

CHC3+Cl2・CCI4+HCI

这四个取代反应是连锁反应，反应进行到哪一步不是由反应物甲烷和氯气的物质的量之

比来决定的，即使是甲烷和氯气的物质的量之比是1:

1的情况，也不会仅发生CHCI2

住・CHCI+HCI这样一种取代反应，因为一旦生成CHCI后，CHCI分子中的氢原子又可

继续被氯原子取代，直至分子中氢原子都被取代完，因此其产物不是纯净的CHCI，而是混

合物。

若甲烷分子中的氢原子全部被氯原子所取代，则甲烷与反应的氯气的物质的量之比必

然是1:

4。

由此可推知，若某烷烃GHn+2分子中的氢原子，全部被卤素原子取代，则该烷烃与反应的卤素单质物质的量之比是1:

（2n+2）

答Do

CH.COOH+NaOH^^Na.CO,+CH4T

15,则混合气体中甲烷和丙

例4甲烷和丙烷组成的混合气体，其混合气体对氢气的相对密度为烷的物质的量比为多少？

解法1

设甲烷的物质的量为n,丙烷的物质的量为m

混合气体的相对质量为15X2=30

=30

料1

=—

解得：

41

解法2

十字交差法（主要用于选择题）

CH<16z14i

30——

CjHg44/'i41

巩固试题：

平均相对分子质量为27.2的甲烷和乙烯（）的混合气体，它们的物质的量之

比为

答案：

选A

例5在相同温度下，相同质量的下列气体分别通入相同容积的容器中，容器内压强最小的

是（

）

答案：

选C

例6甲烷和氯气以物质的量1:

1混合，在光照条件下，得到的产物是

A.只有①B.①和②的混合物C.只有②D.①②③④的混合物

选题目的：

学生对于甲烷的取代反应的理解往往不够深刻，此题正好纠正它们认识上的错误。

解析：

甲烷和氯气按等物质的量反应，而不可能是1个甲烷分子与1个氯分子在反应，所以无论反应物的物质的量之比是多少，都会得到各种氯代物。

不能认为甲烷和氯气1：

1，就生成

CHClao1:

2就生成CHCI2等。

答案：

D

启示：

本题常常错选A,认为甲烷和氯气物质的量之比（或者同温同压下等体积混合）1:

1，只是发生第一步反应得到CH3CIo

例7将75mL的甲烷、氢气和一氧化碳的混合气与200mL氧气混合点燃，经过充分反应并

干燥，体积减少100mL,再将剩余气体通过碱液吸收，还有125mLo上述体积均在298K,1.01X

105Pa测定。

（1）判断混合气体是否能完全燃烧？

（2）总体积减少100mL后，所得气体是什么？

多少毫升？

（3）共生成二氧化碳多少毫升？

最后剩余125mL气体是什么？

（4）原混合气体各组分的体积分别是多少毫升？

解析：

（1）采用极限法，判断氧气过量

即CH4+2022H2+02’2CO+0?

^，所以75mL气体无论是哪一种，氧气都剩余，因而75mL混合物完全燃烧。

（2）燃烧并干燥气体是二氧化碳和剩余氧气，体积等于200+75-10=175mL

（3）因为最后剩余气体是氧气，所以共生成二氧化碳的体积为：

175-125=50mL

（4）设原混合气体中甲烷的体积为xmL，氢气的为ymL,—氧化碳的为zmL，

则CH4＋202=C02＋2H20

x2x

2H2＋02=2H20

2CO+O2=2CO2

z0.5z

fx+y+z=75

」盘十z=50

依据题意得:

2x+0.5y+0.5z=200-125

因此x=25mL,y=25mL,z=25mL

答：

略

甲烷习题精选

、选择题（每小题有1〜2个选项符合题意）

1•下列化合物一定属于烃类的是（）

（A）含有碳、氢的化合物

（B）只含碳、氢的化合物

（C）燃烧只生成和’I的化合物

（D）高温分解只生成-和’匚

2•下列气体中不含甲烷的是（）

（A）

（D）煤矿中的坑气

天然气（B）水煤气（C）沼气

（B）

3•下列物质的分子中，所有原子都在一个平面上的是（）

6•下列物质在光照下能发生化学变化的是（

④浓⑤丄溶液⑥⑦稀T■■■..

（A）只有①②⑥（B）只有①②③⑥

（C）只有①②③⑤⑥（D）全部

7•甲烷与氯气以等物质的量混合后，光照条件下充分反应，产物中物质的量最多的物质是（）

&

下列物质的分子构型为正四面体的是（

）

（A）■■"4

（B）H

（C）白磷（D）金刚石

9.

下列气体在

二中充分燃烧，其产物可使无水

"'-变监，又能使澄清石灰水变浑

的是（

）

（A）

（B）一

（C）

二（D）二■■-

（A）

（B）

（D）三二

现有10mL:

斗和.-的混合气，完全燃烧时，需相同状况下的合物中'；和二二的体积比为（

12.甲烷在过量氧气中燃烧，测得反应后混合气体的密度为同温同压下氢气密度的15

倍，则原混合气中甲烷与氧气的体积比是（）

13•甲烷在高温下可分解生成1和匚。

一定量的甲烷部分分解成I*和匚后,

仍有匚二剩余，所得混合物的平均式量为12.8，则甲烷的分解率为（）

（A）10%

（B）25%

（C）50%

（D）75%

14.

甲烷和氧气质量相等的混合气

1L,

在标准状况下的质量约为

（）

（A）1.07g

（B）1.02g

（C）0.95g

（D）0.91g

15.

1mol:

与

'一定量的丄在光照条件下恰好完全反应，生成

筑CL的爲、

CHC^

'“的物质的量之比为1:

2

:

3:

4,则参加反应亠的物质的量为（）

（A）1.6mol

（B）2.2mol

（C）2.4mol

（D3mol

、填空题

16.甲烷分子的电子式为,结构式为,分

子的空间构型为，分子中的键角为。

17.10mL5mol/L…'一，';，溶液与10mL10mol/L溶液混合后，蒸发掉溶剂并

持续加热，最后所得固体物质为。

18.两种气体的混合物完全燃烧后，产物只有水和二氧化碳，且二者无论以任何比例混合，‘；和「I物质的量之比总是大于2:

1。

若混合气中只含CH两种元素，则它们是

和;若混合气完全燃烧后生成等质量的仔和

「I,则原混合气中两种物质的体积比是（按分子量从大至小

的顺序）。

三、实验题

19.现有①’I、②’；、③■八④4、⑤■'二、⑥几i、⑦’厂七种气体，可

用浓■二"4干燥的是，可用碱石灰干燥的是，可

用无水-干燥的是。

20.如何鉴别'1'+三种气体？

21.实验室用和在条件下制取

甲烷，化学方程式为。

原料不用W丁「'；1\，原因

是;原料不直接用忙：

二了，原因

是。

四、计算题

23.某有机物的蒸气其密度是相同条件下密度的29倍，取5.8g该有机物在-中

充分燃烧，将反应后的混合物先通过足量浓’「八~，浓’〔「仁增重1.8g，再通过足量的

氧化钙，氧化钙增重8.8g，求该有机物的分子式。

24.甲烷在一定量的氧气中不完全燃烧时，除了生成''•和夕卜，还有〔匚生成。

现有0.1mol7:

，在一定量-中不完全燃烧，将反应后所得物质通过足量亠，并在

电火花持续作用下不断反应，最终得到标准状况下的气体2.464L。

求反应中生成「匚和’-的物质的量之比。

答案：

一、选择题

1.

（B）、

（D）

2

.（B）3.

（D）4.（A）

5.

（B）、

（D）

6.

（C）

7.

（D）

8.（A）、

（C）9.（B）、

（D）

10

.（C）

11.

（D）

「工和■-

恰好反应时为

0.1L/匸过量时大于

0.1L小于

0.3L。

12.（A）根据混合气平均分子量为30，可知其中有水蒸气，因此反应前后气体物质的

量不变。

设原有-xmol，--ymol，则有：

（16x+32y）/（x+y）=15X2x:

y=1:

7

13.（B）设原有’二xmol，分解了xmol，用物质的量差计算，则有：

x=16/12.8—1=0.25（mol）

14.（C）本题实质是求混合气的密度，先求平均分子量64/3，再除以22.4。

注意：

题中条件是'''-和-质量相等。

15.（D）生成’I'“依次为0.1、0.2、0.3、0.4mol，分

另懦L0.1、0.4、0.9、1.6mol。

、填空题

17.宀」第一步生成，剩余⑺:

二%;第二步等物质的量…'丁和讥二&共热生成…：

和丫「「。

18.:

和‘I9:

4碳、氢化合物中’：

含H质量分数最大，它燃烧时生成--和"•物质的量为2:

1,因此为^斗和」〔的混合物。

三、实验题

19.①②③④⑥①②④⑤①②③④⑥⑦r丄与'…-能反应（生成

）

20.把三种气体在空气中点燃，在火焰上方罩一个干燥烧杯，无水蒸气生成的是CO

另两个有水蒸气的烧杯翻转过来，立即加入澄清石灰水，有沉淀生成的是…匚，无沉淀生

成的是—。

21.无水醋酸钠碱石灰加热

CH,C

比卓+隔£®

△

力口热时有水生成，使反应温度降低，另外水的存在会使=•：

丄二匕g电离，以上两个

原因均不利'的生成加热时，Um腐蚀试管，另外厂&有吸潮性，易

结块，不能与醋酸钠混合均匀，以上两个原因均不利于的生成，碱石灰中除含

还有川；|，二■"能排除以上干扰

22.①称取一定质量样品。

②在足量-中充分燃烧。

③将反应后物质先通过足量浓

丹左£2。

④再将③中逸出气体通过足量碱石灰。

⑤分别测出浓円》^0斗、碱石灰增重。

⑥计算生成厂丄中含H质量，生成一’1中含C质量，两者质量之和等于原样品质量，可知原固体化合物中只含CH两种元素，即为烃类。

四、计算题

23.

24.设反应生成xmol--,则生成（0.1—x）mol

i

—

xmol-mol0.2mol0.1mol

在该条件下「全部被吸收，无气体放出。

]

—x

•••有：

一mol+0.1mol=2.464L/22.4L/molx=0.02mol

n（CO=0.1mol—0.02mol=0.08mol

趨（uo）:

理（uq）=o.oswo/:

002沏对=d1