高中化学竞赛试题甲烷及绪论.docx

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高中化学竞赛试题甲烷及绪论

中学化学竞赛试题资源库——甲烷及绪论

A组

．已知天然气的主要成份CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。

下面是有关天然气的几种叙述：

①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。

其中正确的

A是①、②、③B只有①C是①和②D只有③

．碳氢化合物是大气污染物之一，下列现象的产生与碳氢化合物有关的是

A臭氧空洞B酸雨C温室效应D光化学烟雾

．下列关于有机物的叙述正确的是

A有机物都是非电解质B熔点低的化合物都是有机物

C不含氢的化合物也可能是有机物D含有碳元素的化合物都是有机物

．人们一向把碳的氧化物、碳酸盐看作无机物的原因是

A都是碳的简单化合物B不是从生命体中取得

C不是共价化合物D不具备有机物典型的性质和特点

．下列说法正确的是

A有机物都是从有机体中分离出来的物质

B有机物都是共价化合物

C有机物都不溶于水

D有机物参加的反应较复杂，一般速率慢，常伴有副反应发生

．下列各组物质中，组内各种物质都属于烃的是

ACH4、C2H6O、CH3ClBC100H202、C6H6、C2H2

CH2O2、CH4、C2H6DC2H4、CH4、C6H5NO2

．2005年1月，欧洲航天局的惠更斯号探测器首次成功登陆土星的最大卫星——土卫六。

科学家对探测器发回的数据进行了分析，发现土卫六的大气层中含有95%的氮气，剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。

下列关于碳氢化合物的叙述正确的是

A碳氢化合物的通式为CnH2n＋2B石油的主要成分是碳氢化合物

C乙炔是含碳量最高的碳氢化合物D碳氢化合物中的化学键都是极性键

．验证某有机物属于烃，应完成的实验内容属是

A只测定它的C、H比

B只要证明它完全燃烧后产物只有H2O和CO2

C只测定其燃烧产物中H2O与CO2的物质的量的比值

D测定该试样的质量及试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量

．某物质在氧气中完全燃烧后，生成物只有二氧化碳和水，以下说法正确的是

A该物质只含有碳元素和氢元素

B该物质只含有碳元素和氧元素

C该物质一定含有碳元素、氧元素、氢元素

D该物质一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素

．1mol甲烷完全与氯气发生取代反应，若生成相同物质的量的四种取代物，则消耗氯气的物质的量为

A1molB2molC2.5molD4mol

．等物质量的甲烷和氯气组成的混和气体，经较长时间的光照，最后得到的有机物是

①CH3Cl②CH2Cl2③CHCl3④CCl4

A只有①B只有②C只有①②③D①②③④

．在集气瓶内使甲烷与氧气混合，点燃进行爆炸性实验，下列甲烷与氧气的体积比（同温、同压）中使爆炸响声最大的是

A1︰1B1︰2C1︰3D3︰1

．瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%～15%遇到火源所产生的爆炸。

发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积应是

A15%B10.5%C9.5%D5%

．由X、Y两种元素组成的有机物A和B，已知A含X为80%，B含X为75%，且B的分子式为XY4，则A的分子式为

AX2Y6BX3Y4CX2Y3DXY3

．完全燃烧某有机物，生成Ag二氧化碳和Bg水，则有机物中碳、氢原子个数之比是

AA︰BBA/12︰B/2CA/44︰B/9DA/44︰B/18

．完全燃烧相同质量的下列各烃，消耗氧气最多的是

ACH4BC2H4CC2H2DC6H14

．等质量的下列各组混合物完全燃烧生成CO2的质量由大到小是

①C2H6、C3H8②C3H4、C3H6③C3H6、C2H4④C4H10、C3H8⑤C2H2、C3H4

A①②③④⑤B②③⑤④①C⑤②③④①D⑤②③①④

．一定量的甲烷燃烧之后得到的产物为CO、CO2和水蒸气，此混合气体重49.6g，当其缓缓通过足量无水氯化钙时，CaCl2固体增重25.2g，原混合气体中CO2的质量为

A12.5gB13.2gC19.7gD24.4g

．在标准状况下，某气态有机物4L，其质量为12.5g，则该有机物的最简式可能是

ACHBCH2CCH3DCH2O

．某气态烷烃20mL，完全燃烧时，正好消耗同温同压下的氧气100mL，该烃的化学式是

AC2H6BC3H8CC4H10DC5H12

．某气态烃含碳85.7%，1mol该烃充分燃烧生成的二氧化碳恰好被1.5L、4mol/L的NaOH溶液吸收生成正盐，这种烃的分子式是

AC2H6BC3H6CC4H8DC6H14

．在20℃，某气态烃与氧气混合装入密闭容器中，点燃爆炸后，又恢复到20℃，此时容器内气体的压强为反应前的一半，经过NaOH溶液吸收后，容器几乎成为真空，此烃的分子式可能为

ACH4BC2H6CC3H8DC2H4

．1.01×105Pa、428K时将体积为8L的某烃与适量的氧气组成的混和气体燃烧使之完全反应，再恢复到原温度和压强，测得生成混和气体体积为9L，则此烃分子中的碳原子数为

A4B5C6D8

．某烃在氧气中恰好完全燃烧生成等体积的二氧化碳和水蒸气，测得反应后混和气体的密度比反应前减少1/8（均指120℃，1.01×105Pa），则该烃的分子式

AC4H6BC2H4CC3H6DC4H8

．140℃时，1体积某烃和4体积O2混和，完全燃烧后恢复到原来的温度和压强，体积不变，该分子式中所含的碳原子数不可能是

A1B2C3D4

．两种气态烃以任意比例混和，在105℃时1L该混和烃与9L氧气混和，充分燃烧后恢复到原状态，所得的气体仍是10L。

下列各组混和烃中不符合此条件的是

ACH4C2H4BCH4C3H6CC2H4C3H4DC2H2C3H6

．常温常压下，50mL三种气体烃的混和物与足量氧气混和后点燃爆炸，恢复到原来状况时，体积共缩小100mL，则三种烃可能是

ACH4C2H2C3H4BC2H6C3H6C4H6

CCH4C2H6C3H8DC2H4C2H6C2H2

．amL气态烃混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来状态（常温常压下），体积共缩小2amL，则气态烃的可能组合是

ACH4，C2H4，C3H4BC2H6，C3H6，C4H6

CCH4，C2H6，C3H8DC2H4，C2H2，CH4

．amL3种气态烃的混和物和足量氧气混和点燃爆炸后恢复到原来状态（常温常压），气体体积共缩小了2amL（不考虑CO2的溶解）。

则这3种烃可能的组合是

ACH4，C2H4，C3H4任意体积比

BCH4，C3H6，C2H2保持C3H6︰C2H2＝1︰2（物质的量之比）

CC2H6，C4H6，C2H2同条件下体积比为2︰1︰2

DC3H8，C4H8，C2H2质量比为11︰14︰26

．今有H2、CO、CH4的体积比为1︰1︰2的混合气体VL，当其完全燃烧时，所需O2的体积为（相同条件下）

．烃A的碳元素的质量分数为75%；烃B充分燃烧后生成6.75g水和8.4L二氧化碳（标准状况）；烃C中碳的质量是氢的质量的4倍；13g烃D完全燃烧后生成9g水，写出这四种烃的最简式A、B、C、D。

．燃烧0.5mol有机物A生成22g二氧化碳和18g水，同时消耗32g氧气，实验室制取A的化学方程式是。

燃烧0.5mol有机物B生成二氧化碳、水的质量与A相同，但消耗氧气是24g，则B的分子式是，结构简式是。

．把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处，试推测可观察到的现象是：

①_______________；②_______________；③_______________；④_______________。

．能否用甲烷和氯气1∶1（体积比）混合来制取纯净的一氯甲烷？

为什么？

．A盐和碱石灰反应，微热时放出一种气体B，再经强热又放出一种气体C，同温同压下气体B、C密度相接近，余下的残渣加入硝酸，又有一种气体D放出，气体D通入一种淡黄色的固体中可得到一种气体E。

（1）写出有关物质的化学式：

A，B，C。

（2）气体D转变为气体E的化学反应方程式。

．化学上常用燃烧法确定有机物的组成，这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，下图装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。

试回答下列问题：

（1）产生的氧气按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺序是_____________。

（2）C装置中浓硫酸的作用是____________________________。

（3）D装置中ＭnO2的作用是。

（4）燃烧管中CuO的作用是。

（5）若准确称取0.90g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种），经充分燃烧后，A管质量增加1.32g，B管质量增加0.54g，则该有机物的最简式为。

（6）要确定该有机物的分子式，还要。

．有A、B、C、D、E五种气体，C对空气的相对密度为2.45，在相同温度和压力下，B、D、E的密度之比为4︰2︰1，这五种气体均为常见气体，各气体两两混合时出现如下情况：

气体

A＋B

A＋E

C＋E

D＋E

B＋C

反应情况

不用光照能反应

不反应

漫射光下反应

点燃反应

有水存在时易反应

据此可以推知：

（填化学式）

A，B，C，D，E。

．已知实验室常用无水醋酸钠粉末和碱石灰共热制取CH4气体，该反应发生的原理可简单表示如下：

试从上述信息得出必要的启示回答下列小题：

（1）实验室制取甲烷的装置还能制取哪些气体：

。

（2）试写出

－COONa固体与碱石灰共热所发生的主要化学反应方程式。

（3）X、Y、Z、W分别是酸、碱、盐中的一种，A、B、C、D、E、F均为常见气体，A、B分子中含有相同数目的电子，b、e中均含有氧元素，各步反应生成的水均略去，反应条件未注明，试回答：

①写出下列物质的化学式：

X，Y；

②写出物质B和b的电子式：

B，b；

③反应Ⅰ的化学方程式；

④反应Ⅱ的离子方程式；

⑤在上述各步反应中，有两种物质既做氧化剂又做还原剂，它们是：

，；

．室温下，将60mL氧气通入10mL某气态烃中，点火燃烧，再冷却到室温，得到气体的体积为50mL，用氢氧化钾溶液吸收后剩余30mL气体，则此气态烃的分子式为。

．将xmolO2，ymolCH4，zmolNa2O2一起放入某密闭容器中，在150℃条件下，用电火花引发反应后，容器内压强为零，则x、y、z之间的关系为。

．在1.01×105Pa、120℃时，某气态烃CxHy与足量氧气在密闭容器中混和，经电火花点燃后，最后回复到原来状况，发现反应前后容器中的压强没有发生变化，则该烃分子中x的值为，y的值是。

．室温时某气态烃20mL与过量的氧气混和，完全燃烧后的产物通过浓硫酸，再恢复到室温，气体的体积减少50mL，再通过氢氧化钠溶液体积又减少40mL，求气态烃的分子式。

．在标准状况下某气态烃112mL，完全燃烧后生成二氧化碳和水蒸气的体积比是3︰4，把燃烧产物通过碱石灰，碱石灰质量增加1.02g，求气态烃的分子式。

．常温下10mL某气态烃和50mL氧气混和，引燃后该烃完全燃烧，残留气体的体积为35mL，此时所处的温度与压强与燃烧前相同，试分析该气态烃的可能组成。

．常温下，在密闭容器中混有2mL某气态烷烃和13mL氧气，点火爆炸，生成的只是气态产物，同时发现烃过量。

将其中的二氧化碳除去，又在剩余物中通入6mL氧气，再进行一次爆炸，对反应后的混和物进行分析，发现氧气有剩余。

试确定该烃的结构简式。

．某气态烃10mL，通入氧气100mL，完全燃烧后，冷却致室温，体积变为75mL，再通过足量的石灰水后，干燥，气体的体积变为35mL，求该烃的化学式。

．体积为V的O2和CH4混和后在150℃时恰好反应，生成CO2、CO和H2O，反应后体积增加了10mL，将上述体积为V的O2和CH4的混和气与装有足量的Na2O2的密闭容器中加热至150℃，充分反应后，气体体积减少了60mL，求原混和气体中CH4和O2各多少mL（反应前后压强与温度不变）

．甲烷稍微溶于水，在水中以细微气泡构成水气分散系。

在273K1.5×105Pa下每升水可溶解甲烷0.01L（假定CO2全溶于水成为碳酸）。

右图为某沼气池的示意图，下层堆放人畜屎尿和植物性废弃物，池内加入1000kg水，上部余10m3空气空间。

水中正好悬浮着一个倒立的易拉罐瓶，里有一定比例的空气和水，下面小孔打开，而气体难以进入瓶中。

池中产生沼气使池内压强逐渐由1.01×105Pa增至1.5×1.01×105Pa，温度保持273K。

（1）在整个过程中瓶子的位置如何变化？

（2）在这一过程中产生了多少立方米标况下的CH4？

需要消耗多少千克纤维素？

．已知甲烷与氧气的混和气体，在有足量过氧化钠存在的密闭容器中，点燃充分反应后，总的化学方程式为：

2CH4＋O2＋6Na2O2＝2Na2CO3＋8NaOH

（1）假设原混和气体中CH4与O2的物质的量分别为xmol、ymol，反应后气体的物质的量为nmol，试确定x与y在不同比值条件下的n值。

将结果填入下表：

x︰y

n

2︰1

大于2

小于2

（2）某烃（CxHy）与O2的混和气体在上述条件下反应，若该烃与O2的物质的量之比分别为3︰3和2︰4时，充分反应后剩余的气体的物质的量相同，推断该烃可能的分子式。

．在120℃，101kPa条件下，由H2、CH4、CO组成的混合气体amL，通入一定量（设为xrnL）氧气使其完全燃烧。

（1）若amL混合气体完全燃烧消耗相同条件下氧气的体积也为amL即x＝a），则原混合气体中CH4的体积分数是。

（2）若完全燃烧后生成CO2和H2O（g）的总体积在相同条件下为2arnL，则原混合气体中CO2的体积分数是，现要测定原混合气体中H2的体积分数，还必须知道相同条件下其他数据可以是（填选项字母）。

A．2amL混合气体的密度

B．生成CO2气体的总体积

C．生成H2O（g）的总质量

（3）若原混合气体完全燃烧时，生成的气体中只有CO2和H2O（g），则X的取值范围是。

．石油及其分馏产物在供氧不足时燃烧，常常产生CO，这也是常见的大气污染物之一。

将某气态烃在5倍体积的纯氧中燃烧，产物通过足量的Na2O2并在电火花连续作用下充分反应，生成的气体体积缩小到燃烧后产物体积的3/8（气体体积都在100℃以上、1.01×105Pa时测定）

（1）试写出通式为CxHy的某烃在供氧不足时燃烧的化学方程式（CO2的系数设定为m）。

（2）当m＝2时，求该烃的分子式。

（3）若1mol某气态烃在供氧不足时燃烧，产物在足量Na2O2和电火花连续作用下产生3mol氧气，且固体Na2O2增重范围为90≤W≤118g，求烃可能的分子式和燃烧产物CO与CO2的物质的量之比，将结果填入下表。

烃的分子式

N（CO）/n（CO2）

B组

．近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰，其有效成分为甲烷。

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

A①②③B②③④C①③④D①②④

．“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观象冰。

1体积“可燃冰”可贮载100～200体积的天然气。

下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是

A“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源

B“可燃冰”是一种比较洁净的能源

C“可燃冰”提供了水可能变成油的例证

D“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷

．在海洋底部存在大量的称为“可燃冰”的物质，其蕴藏量是地球上煤石油的百倍，因而是一种等待开发的巨大能源。

初步查明可燃冰是甲烷、乙烷等可燃气体跟水的结合产物。

有关可燃冰的下列推测中错误的是

A高压、低温有助于可燃冰的形成B常温常压下，可燃冰是一种稳定物质

C可燃冰的微粒间可能存在氢键D构成可燃冰的原子间存在极性共价键

．证明CH4是正四面体几何构型的正确方法是

ACH4分子中的C－H键长都相等

BCH4分子中的∠HCH键角都相等

CCH2Cl2不存在立体异构体

DCHXYZ存在光学异构体（X、Y、Z代表不同的原子）

．化学工作者从有机反应RH＋Cl2（气）

RCl（液）＋HCl（气）受到启发，提出在农药和有机合成工业中可以获得副产品盐酸的设想已成为现实。

试指出从上述反应产物中分离得到盐酸的最佳方法是

A蒸馏法B水洗分液法C升华法D有机溶剂萃取法

．在对醋酸盐进行的甲烷发酵研究时，曾做过如下同位素示踪实验：

CD3COOH

CD3H＋CO2在同样反应条件下，预测反应：

CH3COOH

的产物是

ACH4＋CO2BCD3H＋CO2CCH3D＋CO2DCH2D2＋CO2

．如图所示，一端封闭的U型管，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往，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，则中间气柱的长度如何变化（假设中间气柱未移出U型管的水平部分）

A变大B变小C不变D难以确定

．将xmolO2、ymolCH4、zmolNa2O2投入一密闭容器中，在150℃条件下以电火花不断引发反应。

当容器内的压强为零时，下列关系式中正确的是

A2（x＋z）＝3yBx︰y︰z＝2︰1︰6Cx︰y︰z＝1︰2︰4D2x＋z＝4y

．将O2、CH4、Na2O2置于密闭容器中，在250℃的温度下用电火花引发化学反应。

反应停止后，使容器内恢复至250℃的温度，容器内的气压为零。

由此得出的结论正确的是

A原O2、CH4、Na2O2物质的量之比为1︰2︰6，反应后容器内生成的固体是Na2CO3和NaHCO3

B原O2、CH4、Na2O2物质的量之比为2︰1︰4，反应后容器内生成的固体是Na2CO3和NaOH

C原O2、CH4、Na2O2物质的量之比为1︰2︰6，反应后容器内生成的固体是Na2CO3和NaOH

D原O2、CH4、Na2O2物质的量之比为2︰1︰4，反应后容器内生成的固体是NaHCO3和NaOH

．1molCH4气体完全燃烧放出的热量为802kJ，但当不完全燃烧仅生成CO和H2O时，放出的热量为519kJ，如果1molCH4与一定量O2燃烧生成CO、CO2和H2O，并释放出731.25kJ的热量，则这一定量O2的质量为

A48gB56gC60gD64g

．往一体积不变的密闭容器中充入一种气态烃和O2的混合气体，其体积比为1︰10，将该混合气体点火引爆，完全反应后在127℃时测得气体压强为p，恢复到常温27℃时测得气体压强为p/2，则该气态烃可能是

ACH4BC2H6CC4H8DC6H10

．将甲烷分子的4个氢原子互相连接可以构成一个正四面体。

右图是一个正立方体，设想将一个甲烷分子放入，碳原子将居于该正立方体的中心，黑球表示已有1个氢原子居于该立方体的一角。

请在图上另画三个黑球标示其它3个氢原子的位置。

．在部分海底或陆地的深层，有丰富的8CH4·46H2O晶体，这是一种水合物（像CuSO4·5H2O一样）。

若点燃这种晶体，可见的现象是，相应现象的化学方程式是。

．为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。

学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自已的方案能求出A的最简式，他们测得的在有关数据如下（图中的箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽）：

甲方案：

燃烧产物

增重2.52g

增重1.32g

生成CO21.76g

乙方案：

燃烧产物

增重5.60g

增重0.64g

增重4g

试回答：

（1）根据两方案，你认为能否求出A的最简式?

（2）请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式

（3）若要确定A的分子式，是否需要测定其它数据?

为什么?

．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构。

（1）设计一个方案证明上述结论。

（2）若甲烷分子中相邻氢原子间的距离为a，试求C－H键的键长。

（3）若甲烷分子是平面正方形，它的二氯代物有几种同分异构体？

．有人猜想百慕大三角区之谜是水合天然气引起的，如果一艘水上排水量为990t、水下排水量为1200t、最大潜水深度为250m的潜艇在百慕大地区海面下10m处巡航，突遇海水密度骤降（假如潜艇所在处及它下面的海水密度从1.03×103kg/m3骤变为0.9×103kg/m3），5s后潜艇发现此情况并立即采取措施，以最快速度排泄艇内贮水舱中的水。

当它刚止住自己的加速下坠时已在水面下200m处，不计阻力，问：

（1）把动植物遗体变成天然气的生物是生态系统中的什么成分？

（2）潜艇舱内各空气过滤口放了盛有Na2O2颗粒的装置，请说出该装置的用途并说明原理，写出化学反应方程式。

有时潜艇也用KO2代替Na2O2，这有什么好处？

试通过简单分析说明。

（3）潜艇在采取措施前的5s钟内下坠了多少位移？

5s末的速度多大？

（4）假如潜艇一直保持排水速度不变，它做什么运动？

加速度大小如何变化？

能否摆脱葬身海底的厄运？

．右图所示是我国农村采用的一种沼气池的剖面示意图，使用时由进料口放进农作物的废弃物如秸秆、杂草、树叶等以及人、畜、家禽的排泄物，然后加满水到一定位置以留下贮气间。

经过一段时间的发酵之后，便有沼气产生。

（1）在沼气发酵的过程中，有一种微生物具有除臭的作用，这种微生物是什么？

是如何除臭的？

（2）在沼气发酵的过程中，进行着非常复杂的微生物代谢活动．其呼吸类型有：

好氧型、厌氧型和兼气型（如酵母菌）三种。

试分析这三类微生物的数量在沼气池中的消长规律。

（3）在对醋酸盐进行的甲烷发酵研究中，曾做过如下同位素示踪实验：

CD3COOH

CD3H＋CO2

在同样反应条件下，请预测下列反应产物：

CH3COOH

（4）下面是由乙醇经奥氏甲烷杆菌及一种硫微生物等作用下生产甲烷的方程式

CH3CH2OH＋H2O

CH3COO－＋H+＋2H2–给体；

4H2–给体＋CO2

CH4＋2H2O

合并以上两步反应并写出一个方程式

（5）如果某山村有50户人家，每户生活用电平均100W，公共设施及学校用电约1000W，设发电机效率与动力机转换效率均为80%，应选用多大功率的发电机和动力机？

（6）若1m3大小的沼气池一天产气量为0.2m3，据有关方面测定，在一定的条件下沼气发电率为1.5kw·h/m3。

设全村平均每天用电5h，为保证全村正常用电，沼气池的容积至少为多少立方米？

．1986年英国德尔比郡的一栋平房被一起爆炸炸成碎片！

科学调查发现，这一爆炸是由甲烷气体引起的，甲烷气体来自平房附近的一旧垃圾堆置场。

其中堆埋了以下物质，建筑垃圾：

水泥、砖碴、玻璃、木头、钢铁；生活垃圾：

植物性垃圾、塑料等。

如右图示：

（1）指出两种可以产生甲烷的物质？

（2）甲烷气体为什么会使平房被炸成