2018高中化学有机化合物第一节有机化合物最简单的有机化合物_甲烷第1课时甲烷课时训练新人教版.docx

第一节最简单的有机化合物甲烷第1课时甲烷(时间:40分钟)选题表知识点题号有机物判断与计算3,8,11,12甲烷的结构与性质1,2,4,5,7综合6,9,10,13,14基础过关1.(2016甘肃庆阳期末)下列关于甲烷分子结构的叙述中,正确的是(D)A.甲烷分子中C、H原子间是离子键B.甲烷分子的空间结构是正方体C.甲烷的结构式为CH4D.甲烷分子中4个碳氢键完全相同解析:非金属元素之间形成共价键,甲烷分子中C、H原子间是共价键,A错误;甲烷分子是空间正四面体结构,结构式为,4个碳氢键完全相同,B、C错误,D正确。2.(2017黑龙江哈尔滨六中期中)下列关于甲烷的说法正确的是(B)A.实验室可用向上排空气法收集甲烷B.甲烷点燃之前需要验纯C.甲烷可以与溴水发生取代反应D.甲烷在空气中燃烧只可能生成CO2和H2O解析:甲烷的密度比空气的小,不能用向上排空气法收集,A错误;甲烷与溴蒸气能发生取代反应,与溴水不能发生取代反应,C错误;甲烷在空气中若不完全燃烧,会产生CO,D错误。3.下面列举的是某化合物的组成和性质,能说明该物质肯定是有机物的是(A)A.仅由碳、氢两种元素组成B.仅由碳、氢、氧三种元素组成C.在氧气中燃烧只生成二氧化碳D.熔点低而且难溶于水解析:烃都是有机化合物,A正确;碳酸(H2CO3)不属于有机物,B错误;单质碳、一氧化碳在氧气中燃烧只生成二氧化碳,它们均不属于有机物,C错误;Br2、CO等熔点低且难溶于水但不属于有机物,D错误。4.为验证甲烷分子中含有碳、氢两种元素,可将其燃烧产物通过浓硫酸;澄清石灰水;无水硫酸铜。正确的顺序是(D)A. B. C. D.解析:甲烷的燃烧产物是H2O和CO2,先通过无水硫酸铜(变蓝色),证明生成物中有H2O,则证明甲烷中含有氢元素;再通过澄清石灰水(变浑浊),证明生成物中有CO2,则证明甲烷中含有碳元素,D正确。5.(2017河南林州一中调研)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(C)甲烷属于烃类在相同条件下甲烷的密度大于空气甲烷难溶于水可燃冰是一种极具潜力的能源A. B.C. D.解析:在相同条件下甲烷的密度小于空气,错误。6.如图所示,集气瓶内充满某混合气体,置于光亮处,将滴管内的水挤入集气瓶后,烧杯中的水会进入集气瓶,则集气瓶中的气体可能是(D)CO、O2Cl2、CH4NO2、O2N2、H2A.B.C.D.解析:从题目的叙述情况看,所选气体组必须是与水作用后混合气体总体积减小的,此时应注意CH4与Cl2的取代反应生成HCl,HCl易溶于水,因此应选D。7.公元前一世纪,我国已使用天然气,天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中,错误的是(B)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解析: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(如能燃烧),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、CH2Cl2、CHCl3和CCl4且均难溶于水,故C、D均正确。8.(2017河南林州一中调研)一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和H2O的总质量是14.4 g,若其中水的质量是7.2 g,则CO的质量是(A)A.2.8 g B.4.4 gC.5.6 g D.在2.8 g和5.6 g之间解析:甲烷燃烧时,当O2少量时生成CO和H2O,当O2足量时生成CO2和H2O,所以在不足量的O2中燃烧生成CO、CO2和H2O。由氢原子守恒知CH4的物质的量为0.2 mol。设CO和CO2的质量分别为x、y。则解得x=2.8 g。9.如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中注入10 mL CH4,同温、同压下乙管中注入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,针管用日光照射一段时间,使气体在甲管中反应。(1)下列是某同学预测的实验现象:气体最终变为无色;实验过程中,甲管活塞向内移动;甲管内壁有油珠;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。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:(1)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,氯气逐渐减少,但不消失,因为氯气过量,所以氯气的颜色逐渐变浅,不会变成无色;反应后有油状液滴(二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷)出现;反应过程中气体的体积减小,导致管内的压强低于外界大气压,甲管活塞向内移动。(2)甲烷与氯气在光照条件下发生的是取代反应。(3)反应后,甲管中剩余气体为氯气,因此用氢氧化钠溶液吸收。(4)甲管中的氯气、氯化氢溶于水,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,溶液呈酸性,氯离子能与AgNO3溶液中的银离子产生氯化银白色沉淀;其余有机物不溶于水,溶液分层,所以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液体分为两层,产生白色沉淀,溶液变浅黄绿色;若再向其中滴入几滴石蕊试液,又观察到溶液先变红后褪色。答案:(1)(2)取代反应(3)B(4)液体分为两层,产生白色沉淀,溶液变浅黄绿色溶液先变红后褪色能力提升10.(2017河南林州一中调研)三氯甲烷(CHCl3)又称氯仿,可用作麻醉剂,但在光照下易被氧化成剧毒的光气(COCl2),其反应式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl。为了防止事故发生,在使用三氯甲烷前要先检验一下其是否变质,检验用的最佳试剂是(B)A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液C.溴水 D.淀粉碘化钾溶液解析:根据已知信息可知,三氯甲烷变质后会生成HCl,可加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明三氯甲烷变质。11.(2016湖北随州期末)在常温常压下,向100 mL CH4和Ar的混合气体中通入400 mL O2,点燃使其完全反应,最后在相同条件下得到干燥气体450 mL,则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为(B)A.14 B.13C.12 D.11解析:设原混合气体中含有x mL CH4,反应的方程式为CH4+2O2CO2+2H2O,利用差量法计算:CH4+2O2CO2+2H2OV12122x2xx2x2x则:2x mL=(100 mL+400 mL)-450 mL=50 mL,解得:x=25,所以混合气体中Ar的体积为V(Ar)=100 mL-25 mL=75 mL,相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比,则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为n(CH4)n(Ar)=V(CH4)V(Ar)=25 mL75 mL=13。12.瓦斯爆炸是空气中含甲烷5%15%(体积分数)时遇火所产生的,发生爆炸最剧烈时,甲烷在空气中的体积分数大约为(B)A.10.5% B.9.5%C.8% D.5%解析:由CH4+2O2CO2+2H2O可知瓦斯爆炸最剧烈时,CH4和O2的体积比应为12,因此CH4与空气的体积比为1(2)=19.5,那么它在空气中的体积分数为100%=9.5%。13.已知碳化铝(Al4C3)与水反应生成氢氧化铝和甲烷。为了探究甲烷的性质,某同学设计如下两组实验方案。甲方案探究甲烷与氧化剂反应(如图1所示);乙方案探究甲烷与氯气反应的条件(如图2所示)。甲实验现象:溴水无颜色变化,澄清石灰水变浑浊,无水硫酸铜变蓝色。乙实验操作过程:通过排饱和食盐水的方法收集两瓶甲烷与氯气(体积比为14)混合气体(、),瓶用预先准备好的黑色纸套套上,瓶放在光亮处(不要放在日光直射的地方,以免引起爆炸)。按图2安装好装置,并夹紧止水夹a和b。(1)写出碳化铝与硫酸反应的化学方程式: 。(2)实验甲中浓硫酸的作用是 ,集气瓶中收集到的气体能否直接排入空气中? (填“能”或“否”)。(3)下列对实验甲有关现象与结论的叙述都正确的是。A.酸性高锰酸钾溶液不褪色,结论是通常条件下,甲烷不能与强氧化剂反应B.硬质玻璃管里黑色粉末无颜色变化,结论是甲烷不与氧化铜反应C.硬质玻璃管里黑色粉末变红色,推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳D.甲烷不能与溴水反应,推知甲烷不能与卤素单质反应(4)写出硬质玻璃管里可能发生的化学方程式: (按甲烷与氧化铜物质的量之比27)。(5)过一段时间,打开图2的a、b止水夹,、中观察到的现象是 。解析:(1)碳化铝与硫酸反应可理解为碳化铝(Al4C3)与水反应,产物再和硫酸反应,所以产物为硫酸铝和甲烷。(2)甲方案探究甲烷与氧化剂反应,盛放浓硫酸的装置放置在氧化剂氧化铜之前,所以实验甲中浓硫酸的作用是干燥CH4,甲烷和氧化铜反应,碳元素化合价升高,生成碳的氧化物,产物中可能有一氧化碳生成,所以集气瓶中收集到的气体不能直接排放到空气中。(3)酸性高锰酸钾溶液不褪色,结论是通常条件下,甲烷不能与强氧化剂反应,故A正确;甲烷能与氧化铜反应,若少量甲烷参加反应,硬质玻璃管里为大量黑色粉末氧化铜和少量铜或氧化亚铜的混合物,无明显颜色变化,故B错误;氧化铜与甲烷反应生成水和二氧化碳、一氧化碳,硬质玻璃管里黑色粉末也能变红色,故C错误;甲烷不能与溴水反应,但甲烷能与卤素单质发生取代反应,故D错误。(4)甲烷中碳元素化合价为-4价,甲烷与氧化铜反应,碳元素化合价升高,甲烷与氧化铜物质的量之比为27,先根据氢原子守恒确定水前化学计量数,再根据碳、氧原子守恒确定CO2、CO的化学计量数。(5)由于甲烷和氯气在光照条件下发生反应,生成物有CH3Cl(气体)、CH2Cl2(油状液体)、CHCl3(油状液体)、CCl4(油状液体)、HCl(极易溶于水),所以在瓶中:颜色逐渐变浅,有油状液体产生,出现白雾,且可以看见水倒吸入瓶中。答案:(1)Al4C3+6H2SO42Al2(SO4)3+3CH4(2)干燥CH4否(3)A(4)2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O(5)在瓶中:颜色逐渐变浅,有油状液体产生,出现白雾,且可以看见水倒吸入瓶中14.如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为14)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。(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11,则得到的产物为 。A.CH3ClHClB.CCl4HClC.CH3ClCH2Cl2D.CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl(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形管左端会观察到 。(5)右端玻璃管的作用是 。解析:(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+4C