甲烷的性质专项提升

甲烷的性质专项提升一、单选题(本大题共10小题，共10.0分)1.下列叙述中错误的是（）A.通常情况下甲烷不与强酸、强碱、强氧化剂反应B.光照条件下甲烷与氯气发生取代反应C.甲烷的四种氯代物都难溶于水D.甲烷和氧气的混合气体见光易爆炸2.下列关于有机化合物的叙述中，错误的是()A.乙醇和乙酸均能与氢氧化钠溶液反应B.可用水鉴别苯、四氯化碳、乙醇三种无色液体C.甲烷和乙烯都可以与氯气反应D.油脂是热量最高的营养物质3.下列反应的有机产物为纯净物的是()A.甲烷和氯气光照B.氯乙烯的加聚C.乙醇和浓硫酸共热D.乙烯和氯化氢加成4.下列反应，光照对反应几乎没有影响的是()A.氯气和氢气的反应B.甲烷和氧气的反应C.氯气与甲烷的反应D.次氯酸的分解5.下列关于有机化合物的说法正确的是()A.分子式为C3H6O2的链状有机物中含有一个双键B.1mol甲烷与Cl2完全发生取代反应需2molCl2C.1mol乙烯与Cl2完全发生加成反应需2molCl2D.乙醇与乙酸均能被KMnO4氧化6.氯气（Cl2）和氧气（O2）都是活泼的非金属单质，在一定条件下它们都能跟甲烷（CH4）反应已知O2和CH4充分反应后的生成物是CO2和H2O，由此推断Cl2和CH4充分反应后的最终生成物是（）A.CCl4和HClB.CCl4和H2C.CH2C12和H2D.C和HCl7.下列说法正确的是（）A.酸与碱发生中和反应所放出的热量称为中和热B.1mol甲烷与Cl2发生取代反应生成CCl4，需Cl22molC.H2H+H的变化需吸收能量D.1mol蔗糖水解可生成2mol葡萄糖8.将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后罝于光亮处，下列有关此实验的现象和结论叙述不正确的是（）A.瓶中气体的黄绿色逐渐变浅，内壁有油状液滴形成B.若日光直射可能发生爆炸C.甲烷与氯气发生了取代反应D.生成物只有 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl49.下列对相应有机物的描述完全正确的是() 甲烷：天然气的主要成分，能发生取代反应 乙烯：一个国家石油化工发展水平的标志，可以发生加成反应 苯：平面结构，每个分子中含有3个碳碳双键 油脂：属于高分子化合物，可以发生水解反应 淀粉：属于糖类物质，遇碘元素变蓝色 蛋白质：水解的最终产物为氨基酸，遇浓硝酸显黄色A.B.C.D.10.若甲烷与氯气以物质的量之比为1：1混合，在光照下得到的有机产物是CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl（）A.只有B.的混合物C.的混合物D.的混合物二、双选题(本大题共4小题，共16.0分)11.对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是（）A.二者燃烧时现象完全相同B.点燃前都应验纯C.甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色，乙烯燃烧的火焰较明亮D.二者燃烧时都有黑烟生成12.下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊的是（）A.H2SB.CH4C.H2D.CO13.如图，在光照条件下，将盛有CH4和Cl2的量筒倒扣于盛有饱和食盐水的水槽中进行实验，对实验现象及产物分析中错误的是 （）A.混合气体的颜色变浅，量筒中液面上升B.量筒内壁上出现的油状液滴，应只是三氯甲烷、四氯甲烷的混合物C.已知HCl可降低NaCl的溶解度，故水槽中有固体物质析出D.甲烷与氯气反应后的产物只有CCl414.有机物的分离和提纯是有机化学研究的重要内容，用括号中的试剂除去下列各物质中的少量杂质，其中正确的是()A.苯中的甲苯(溴水)B.四氯化碳中的乙醇(水)C.甲烷中的乙烯(酸性KMnO4溶液)D.溴苯中的溴(水)三、填空题(本大题共6小题，共6.0分)15.（1）甲烷电子式为 _ ，分子结构为 _ （2）在1支大试管中收集一半体积的甲烷和一半体积的氯气，将其倒置于饱和食盐水中，放在光亮的地方，经过一段时间后可观察到混合气的颜色 _ ，试管中液面 _ ，试管内壁附着 _ （3）若将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气为 _ mol，其反应类型 _ ，生成的产物有 _ 种16.(1)CH4是_、_的主要成分，目前世界20%的能源需求由它提供 (2)CH4的空间结构是_ (3)写出CH4燃烧的化学方程式_农村富有秸秆、杂草等废弃物，它们的主要成分可以用(C6H10O5)n来表示，已知：(C6H10O5)n+nH2O3nCO2+3nCH4；此反应为放热反应请说出这个反应的实际价值与意义_ (4)CH4还用于制造燃料电池，电池的电解质溶液是强碱溶液下列关于CH4的燃料电池说法中正确的为_(填字母) A正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH- B负极反应：CH4+10OH-8e-=+7H2O C工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变 D放电时溶液中的OH-离子向负极移动 (5)海底有一种重要能源，主要成分是甲烷，但开发不利容易造成环境问题请问可能造成哪种环境问题_(填字母) a 臭氧层空洞b 温室效应c 酸雨d 赤潮17.若要使1molCH4完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为 _ 18.下列有关实验操作或实验现象的描述正确的是_(填写下列有关序号) A将含不纯的锌片与铜片用导线连接后插入稀硫酸中，发现锌片和铜片上都有气泡放出 B.5%的H2O2溶液中滴入2滴1mol/LFeCl3溶液，H2O2分解速率明显加快 C常用溴水分离甲烷与乙烯的混合气体 D金属钠与乙醇反应时，钠很快融化成闪亮小球在液面上剧烈游动 E将等体积的甲烷和氯气混合光照，得到纯净的一氯甲烷 F可用烧碱溶液鉴别植物油和矿物油19.某些废旧塑料可采用下列方法处理：将废塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如图所示 加热聚丙烯塑料得到的产物如下表： 产物氢气甲烷乙烯丙烯苯甲苯碳质量分数(%)1224121620106(1)试管A中的最终残余物为_；在试验中大试管管口倾斜向上的原因是_ (2)试管B收集到的产品中，有能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质，该物质的一氯代物有_种 (3)锥形瓶C中观察到的现象是_；经溴水充分吸收再干燥后，剩余两种气体的成份为_，其平均相对分子质量为_20.利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程其设计的模拟装置如图： 根据要求填空： (1)B装置有三种功能： 均匀混合气体；_；_ (2)设V=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应_ (3)D装置的石棉中均匀混有K I粉末，其作用是_ (4)E装置的作用是_(填编号) A收集气体 B吸收氯气 C防止倒吸 D吸收氯化氢 (5)E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_(填分离方法名称)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_(填编号) ACH4BCH3C1 CCH2C12DCHCl3ECCl4甲烷的性质专项提升答案【答案】1.D2.A3.D4.B5.A6.A7.C8.D9.D10.D11.BC12.AB13.BD14.BD15.；正四面体；逐渐变浅；上升；油状液滴；2.5；取代反应；516.天然气;沼气;正四面体;CH4+2O2CO2+2H2O;有效的利用生物质能，获得气体燃料；为农业生产提供了优良肥料；改善农村环境卫生;ABD;b17.2.5mol18.ABF19.碳;塑料先熔化成液体，再分解;4;溴水褪色分层;氢气和甲烷;4.820.干燥气体;控制气流速度;x4;吸收过量的Cl2;C、D;分液;A、B【解析】1.解：A甲烷分子中含C-H单键，键能大，故通常情况下性质稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不反应，故A正确； B甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，故B正确； C甲烷和氯气反应可生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳四种氯代烃，氯代烃都难溶于水，故C正确； D甲烷和氧气的混合气体点燃会爆炸，见光不会爆炸，甲烷和氯气混合气体见光会爆炸，故D错误； 故选D 甲烷中含C-H结构，性质稳定，甲烷在一定条件下可发生取代反应和氧化反应，据此分析 本题考查了甲烷的性质，难度较小注意甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，和氧气反应属于氧化反应，反应条件为点燃 2.解：A、乙醇不能和氢氧化钠反应，而乙酸可以和氢氧化钠发生中和反应，故A错误； B、苯和水不相溶且密度小于水，四氯化碳和水不相溶且密度大于水，乙醇和水互溶，可用水鉴别苯、四氯化碳、乙醇三种无色液体，故B正确； C、甲烷可以和氯气在光照下发生取代反应，乙烯可以和氯气发生加成反应，故C正确； D、油脂是含热量最高的营养物质，故D正确 故选：A 3.解：ACH4+Cl2发生取代反应，同时生成一氯取代、二氯取代、三氯取代、四氯取代产物的混合物，故A错误； B氯乙烯加聚反应生成聚乙烯，聚乙烯是混合物，故B错误； C乙醇和浓硫酸共热在170生成乙烯，140生成乙醚，故C错误； D乙烯和氯化氢加成产物只得到一种，故D正确 故选D 4.解：A氯气可在光照或点燃条件下发生化合反应生成氯化氢，故A不选； B甲烷与氧气在点燃的条件下反应，光照条件下不反应，故B选； C光照条件下，氯气与甲烷发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等有机物和氯化氢，故C不选； D次氯酸不稳定性，在光照条件下发生分解：2HClO2HCl+O2，故D不选； 故选：B 5.解：A、链状饱和烃的含氧衍生物分子式应为C3H8O2，不饱和度为=1，分子中含有1个双键，故A正确； B、甲烷与氯气发生完全取代反应为CH4+4Cl2CCl4+4HCl，由方程式可知，1mol甲烷与Cl2完全发生取代反应需4molCl2 ，故B错误； C、乙烯分子中含有1个C=C双键，1mol双键与氯气发生加成，需要氯气1mol，故C错误； D、羟基所在的碳上有2个氢就可以被高锰酸钾氧化为乙酸，乙酸不能被酸性高锰酸钾氧化，故D错误 故选：A 6.解：光照条件下，氯气能取代甲烷中的氢原子生成氯代烃和氯化氢，如果氯气和甲烷充分反应后，则甲烷中的所有氢原子被氯气取代，则生成四氯化碳，同时还有副产物氯化氢，故选A 光照条件下，氯气能取代甲烷中的氢原子生成氯代烃和氯化氢 本题考查了氯气和甲烷的反应，氯气和甲烷能发生取代反应，明确取代反应的概念是解本题关键，难度不大 7.解：A、必须指出在稀溶液中、酸和碱都是强电解质且生成了1mol水，故A错误； B、1mol氯气中含有4mol氢原子，若完全被氯原子取代，需要消耗4mol氯气，故B错误； C、氢氢键的形成放出热量，而H2H+H的变化中，氢氢键断裂需要吸收热量，故C正确； D、1mol蔗糖水解会生成1mol果糖和1mol葡萄糖，不是生成2mol葡萄糖，故D错误； 故选C A、在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量称为中和热； B、甲烷与氯气的取代反应中，取代1mol氢原子需要1mol氯气； C、化学反应中，旧键断裂需要吸收热量，新键生成会放出热量； D、1mol蔗糖水解生成1mol葡萄糖和1mol果糖 本题考查了蔗糖的水解、中和热的判断、甲烷的化学性质、反应热与能量，题目难度中等，试题涉及的内容较多，注意明确蔗糖与麦芽糖的结构特点，掌握中和热的概念，试题充分考查了学生对学生知识的掌握情况 8.解：A甲烷中的氢原子被Cl原子取代生成无色的氯代烃和HCl，氯气浓度降低，所以瓶中气体的黄绿色逐渐变浅，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，附着在集气瓶内壁，所以内壁有油状液滴形成，故A正确； B若日光直射，气体剧烈膨胀，可能发生爆炸，故B正确； C甲烷中的氢原子被Cl原子取代生成无色的氯代烃，该反应是取代反应，故C正确； D产物有 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，故D错误； 故选D 甲烷和氯气发生取代反应，生成物中二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，一氯甲烷是气体，生成的氯化氢极易溶于水，其中的有机产物均难溶于水，生成的产物均无色，试管中气体颜色会变浅 本题考查甲烷的取代反应，明确实验原理及物质性质是解本题关键，知道取代反应概念、产物成分即可解答，注意实验现象的描述，为易错点 9.解：天然气是主要成分是甲烷，在光照条件下，甲烷能和氯气发生取代反应，故正确 乙烯是一个国家石油化工发展水平的标志，乙烯中含有碳碳双键导致乙烯性质较活泼，能和溴水发生加成反应，故正确 苯是平面结构，苯分子中的所有原子都在同一平面上，但苯分子中不含碳碳双键和碳碳单键，是介于单键和双键之间的特殊键，故错误 油脂分子量不大，不属于高分子化合物，油脂中含有酯基，所以可以发生水解反应，故正确 淀粉属于糖类物质，淀粉遇碘单质变蓝色，不是遇碘元素变蓝色，故错误 蛋白质水解的最终产物为氨基酸，含有苯基的蛋白质遇浓硝酸显黄色，发生颜色反应，故正确 故选D 10.解：甲烷和氯气在光照条件下发生逐步取代反应，但是多步取代反应是同时进行且各步反应都是可逆反应，所有得到的产物与甲烷与氯气的物质的量之比无关，故CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4，都存在， 故选：D 甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，甲烷的取代反应为逐步取代，但是多步取代反应是同时进行的，据此进行判断 本题考查了甲烷的取代反应，题目难度不大，注意取代反应的特点：逐步取代，多步同时发生，各步反应都是可逆反应 11.解：A、甲烷和乙烯含碳量不同，燃烧现象不同，故A错误； B、可燃性气体在点燃之前都应检验纯度，防止爆炸，故B正确； C、甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰，乙烯燃烧火焰明亮，并伴有黑烟，故C正确； D、甲烷含碳量低，燃烧时没有黑烟，乙烯燃烧火焰明亮，并伴有黑烟，故D错误； 故选BC A、甲烷和乙烯含碳量不同，燃烧现象不同； B、可燃性气体在点燃之前都应检验纯度，防止爆炸； C、甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰，乙烯燃烧火焰明亮，并伴有黑烟； D、甲烷含碳量低，燃烧时没有黑烟 本题考查了甲烷和乙烯结构、性质的比较，难度不大，注意烃类物质的含碳量越高，火焰越明亮、烟越浓 12.解：产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊，说明产物是水、二氧化碳（或二氧化硫）， A、硫化氢燃烧产生水和二氧化硫，二氧化硫使澄清石灰水变浑浊的气体，故A正确； B、甲烷燃烧生成二氧化碳和水，符合题意，故B正确； C、氢气燃烧只生成水，故C错误； D、CO燃烧只能生成二氧化碳，故D错误， 故选AB 产物既可使无水硫酸铜变蓝，又可使澄清石灰水变浑浊，说明产物是水、二氧化碳（或二氧化硫），据此解答即可 本题主要考查的是物质燃烧产物的判断，本题容易出错的是选项A，硫化氢燃烧产物是水和二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，难度不大 13.解：CH4和Cl2混合后在光照条件下发生取代反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl A、氯气是黄绿色气体，由于氯气被消耗，故混合气体颜色变浅；由于生成的HCl溶于水，而CHCl3、CH2Cl2、CCl4是油状液体故反应后气体体积变小，则液面上升，故A正确； B、CHCl3、CH2Cl2、CCl4是油状液体，CH3Cl是气体但易溶于有机溶剂，故所得的油状液滴是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物，故B错误； C、HCl溶于水后，能使NaCl的溶解平衡左移，降低了NaCl的溶解度，故有固体析出，故C正确； D、有机反应进行不彻底，故反应后产物中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl均有，故D错误 故选BD CH4和Cl2混合后在光照条件下发生取代反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl A、氯气是黄绿色气体； B、CH3Cl是气体，CHCl3、CH2Cl2、CCl4是油状液体； C、HCl溶于水后，能使NaCl的溶解平衡左移； D、有机反应进行不彻底 本题考查了甲烷和氯气的取代反应，应注意的是有机反应进行不彻底，故反应后产物中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl均有 14.A苯和甲苯混溶，且二者都能溶解溴，苯中的甲苯用溴水不能除去，故A错误； B乙醇可溶于水，除去少量的乙醇，可向溶液中多次加水萃取分离，故B正确； C酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化为二氧化碳，引入了新的杂质，故C错误； D溴单质易在水中有一定的溶解度，可多次加水将溴除去，故D正确 故选BD 15.解：（1）甲烷分子中存在4个碳氢键，碳原子最外层为8个电子，甲烷的电子式为：；甲烷为 正四面体结构， 故答案为：；正四面体； （2）甲烷可以和氯气发生取代反应，生成的产物均无色，所以试管中气体颜色会变浅，由于生成的氯化氢极易溶于水，所以液面会上升；生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是不溶于水的油状的液体， 故答案为：逐渐变浅；上升；油状液滴； （3）1mol甲烷中含有4molH，若完全被氯气取代，需要消耗4mol氯气，说明氯气足量；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，所以每种取代物的物质的量是0.25mol，甲烷和氯气的取代反应中，被取代的氢原子的物质的量与氯气的物质的量相等， 所以生成0.25molCH3Cl需要氯气0.25mol氯气， 生成0.25molCH2Cl2需要氯气0.5mol， 生成0.25molCHCl3需要氯气0.75mol氯气， 生成0.25molCCl4需要氯气1mol， 所以总共消耗氯气的物质的量为：0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol； 该反应为取代反应，反应生成产物为：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl总共5种， 故答案为：2.5mol；取代反应；5 （1）甲烷为共价化合物，分子中存在4个碳氢键，甲烷为 正四面体结构； （2）甲烷可以和氯气放生取代反应，生成的氯化氢极易溶于水，其中的有机产物为难溶于水的液体； （3）根据四种取代物的物质的量相等结合碳原子守恒计算取代物的物质的量，再根据被取代的氢原子和氯气分子之间的关系式计算消耗氯气的物质的量，该反应为取代反应，反应产物有5种 本题考查了甲烷的结构与性质、电子式的书写，题目难度中等，注意明确甲烷的取代反应中被取代的氢原子和氯气之间的关系是解本题的关键 16.解：(1)天然气、沼气的主要成分是甲烷，故答案为：天然气；沼气；(2)CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构，故答案为：正四面体； (3)甲烷燃烧的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O；农村富有秸秆、杂草等废弃物，它们经微生物发酵之后，便可以产生沼气，可以用来点火做饭， 故答案为：CH4+2O2CO2+2H2O；有效的利用生物质能，获得气体燃料；为农业生产提供了优良肥料；改善农村环境卫生； (4)A原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，正极氧气得到电子，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故A正确； B负极发生氧化反应，甲烷失去电子，在碱性条件下生成碳酸根离子，负极反应为：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O，故B正确； C工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变，电极总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，可见氢氧根离子浓度减小，故C错误； D氢氧根离子带负电荷，与电流方向相反，所以放电时溶液中的OH-离子向负极移动，故D正确； 故选ABD； (5)由于甲烷燃烧放出二氧化碳，能够引起温室效应，所以b正确，故选b 17.解：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，所以每种取代物的物质的量是0.25mol，甲烷和氯气的取代反应中，被取代的氢原子的物质的量与氯气的物质的量相等， 所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯气0.25mol氯气， 生成0.25mol二氯甲烷需要氯气0.5mol， 生成0.25mol三氯甲烷需要氯气0.75mol氯气， 生成0.25mol四氯化碳需要氯气1mol， 所以总共消耗氯气的物质的量=0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol， 故答案为：2.5mol 根据四种取代物的物质的量相等结合碳原子守恒计算取代物的物质的量，再根据被取代的氢原子和氯气分子之间的关系式计算消耗氯气的物质的量 本题考查了甲烷的取代反应，明确甲烷的取代反应中被取代的氢原子和氯气之间的关系是解本题的关键，难度不大 18.解：A、不纯的锌片中，锌和杂质、稀硫酸构成原电池，锌和铜、稀硫酸也构成原电池，所以将含不纯的锌片与铜片用导线连接后插入稀硫酸中，发现锌片和铜片上都有气泡放出，故A正确 B、氯化铁能作双氧水的催化剂，加快双氧水的分解，所以5%的H2O2溶液中滴入2滴1mol/LFeCl3溶液，H2O2分解速率明显加快，故B正确 C、常用溴水除去甲烷中含有的少量乙烯，乙烯和溴水反应后不能复原，所以不能用溴水分离甲烷与乙烯的混合气体，故C错误 D、乙醇中含有羟基，能与金属钠反