2019-2020学年高中化学 专题3 有机化合物的获得与应用 第一单元 化石燃料与有机化合物 第1课时 天然气的利用 甲烷课后达标检测 苏教版必修2

1 第第 1 1 课时课时 天然气的利用天然气的利用 甲烷甲烷 课后达标检测 基础巩固 1 下列气体的主要成分不是甲烷的是 a 沼气 b 煤气 c 天然气 d 坑道气 解析 选 b 煤气的主要成分为一氧化碳和氢气 沼气 天然气 坑道气的主要成分 都为甲烷 2 某实验小组对甲 乙 丙 丁四种固体样品的性质进行测试 结果如下表 物质 性质 甲乙丙丁 熔点高低高低 水溶性溶不溶不溶溶 稳定性 高温 加热 稳定分解稳定稳定 导电性导电不导电不导电导电 则这四种固体物质中最可能是有机化合物的是 a 甲 b 乙 c 丙 d 丁 解析 选 b 根据有机化合物一般难溶于水 不导电 熔点较低的特点判断乙物质最 可能是有机化合物 3 下列反应中 光照对反应几乎没有影响的是 a 氯气与氢气的反应 b 氯气与甲烷的反应 c 氧气与甲烷的反应 d 次氯酸的分解 解析 选 c 氯气可在光照或点燃条件下与氢气发生化合反应生成氯化氢 a 项不符合 题意 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 化碳和氯化氢 b 项不符合题意 甲烷与氧气在点燃的条件下反应 光照条件下不反应 c 项符合题意 次氯酸不稳定 在光照条件下分解 2hclo2hcl o2 d 光照 项不符合题意 4 下列关于甲烷的说法正确的是 2 a 实验室可以用排水法收集甲烷 b 只有纯净的甲烷在空气中才能安静燃烧 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 空气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 且卤素单质是气态纯净物 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 5 下列关于同系物的说法中 错误的是 a 同系物具有相同的分子式 b 同系物符合同一通式 c 相邻的同系物彼此在组成上相差一个 ch2 原子团 d 同系物的化学性质基本相似 解析 选 a 同系物结构相似 必属于同一类物质 因此有同一通式 但一定不具有 相同的分子式 a 错误 b 正确 相邻的同系物在分子组成上相差一个 ch2 原子团 c 正确 因结构相似 所以化学性质基本相似 d 正确 6 如图是 ch4 ccl4 ch3cl 的分子球棍模型图 下列说法正确的是 a ch4 ccl4和 ch3cl 都是正四面体结构 b ch4和 ccl4都是正四面体结构 c ch4和 ccl4中的化学键完全相同 d ch4和 ccl4的结构相同 性质也相同 解析 选 b ch4和 ccl4中各自的键的长度 键的强度相等 故为正四面体结构 ch3cl 中含 c h 键和 c cl 键两种不同的化学键 不是正四面体结构 7 火星表面有一层主要成分是烷烃气体的 火星雾气 而这些气体正是由一种叫 产烷生物 的火星生命持续不断释放出来的 以下有关 火星雾气 的说法中 错误的 是 a 火星雾气 一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色 b 火星雾气 是很好的燃料 c 光照条件下 火星雾气 一定能与氯气发生取代反应 d 火星雾气 主要含两种元素 3 解析 选 a 火星雾气 的主要成分是烷烃 烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 a 错误 烷烃可以燃烧 b 正确 光照条件下 烷烃能与氯气发生取代反应 c 正确 烷烃中 一定含有 c h 两种元素 d 正确 8 现有一组可能由 ch4 nh3 h2 co co2 和 hcl 组成的无色混合气体 某同学进行 了以下实验 将此混合气体通过浓硫酸 再通过过量的澄清石灰水 剩余气体经干 燥后可在氧气中燃烧 得到的实验现象依次为 中气体总体积基本不变 中未见浑浊 但气体体积减小 中燃烧产物不能使无水硫酸铜变色 据此确定原混合气体中一定含有 a co 和 hcl b ch4和 nh3 c ch4和 hcl d h2和 co2 解析 选 a 通过 的现象可得气体中无 nh3 通过 的现象可得气体中有 hcl 可能 有 co2 通过 的现象可得气体中无 ch4 h2 一定有 co 故原混合气体一定有 co hcl 一定无 nh3 ch4 h2 可能有 co2 9 燃烧 0 1 mol 两种气态烃的混合物 生成 3 58 l co2 标准状况 和 3 6 g h2o 则 混合气体中 a 一定有甲烷 b 一定有乙烷 c 一定无甲烷 d 一定有丙烷 解析 选 a 生成 n co2 0 16 mol 生成 n h2o 3 58 l 22 4 l mol 1 0 2 mol 因此两种气态烃的平均组成为 c1 6h4 根据混合物的平均组成 3 6 g 18 g mol 1 可知 碳原子组成小于 1 6 的烃只有甲烷 而另一种烃是氢原子数必为 4 碳原子数为大 于或等于 2 的气态烃 因此只有选项 a 正确 10 实验室有 ch4和 h2混合气体 10 ml 完全燃烧后生成 6 ml co2气体 气体的体积在 相同状况下测定 则混合气体中 ch4和 h2的体积之比为 a 2 3 b 3 2 c 2 1 d 1 2 解析 选 b ch4 2o2co2 2h2o 点燃 1 1 v ch4 6 ml 4 v ch4 6 ml 6 ml 1 1 v h2 10 ml 6 ml 4 ml 故v ch4 v h2 6 ml 4 ml 3 2 11 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 烧杯中的水进入集气瓶 集气瓶内气体可能是 co o2 cl2 ch4 no2 o2 n2 h2 a b c d 解析 选 d 烧杯中的水进入集气瓶 说明集气瓶内气体压强在滴加水后必须减小 ch4与 cl2发生取代反应生成的 hcl 极易溶于水 压强减小 4no2 o2 2h2o 4hno3 压强 减小 在此状况下不反应 12 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 1 4 的混合气体 假定氯气在水中溶解度可以忽略 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 经过几个小时的反应后 u 形管右端的玻璃管中水柱变化是 a 升高 b 降低 c 不变 d 无法确定 3 u 形管左端的气柱变化一定是 a 体积增大 b 体积减小 c 消失 d 不变 4 试解释 u 形管右端的玻璃管中水柱变化的原因 解析 第 1 小题只是一种假设情况 只生成一种有机物 ccl4 实际上甲烷与氯气可 能发生的反应有 ch4 cl2ch3cl hcl ch3cl cl2ch2cl2 hcl ch2cl2 cl2chcl 光照 光照 光照 5 3 hcl chcl3 cl2 ccl4 hcl 由于氯化氢易溶于水 ch2cl2 chcl3 ccl4是液 光照 体 总起来考虑气体体积是减小的 故 u 形管两边液差减小 右侧玻璃管中的水柱降低 答案 1 ch4 4cl2ccl4 4hcl 2 b 3 b 光照 4 由上述化学方程式可知 此反应中气体的物质的量减少 且生成的 hcl 能够溶于水 所以左侧压强减小 故右侧玻璃管中的水柱降低 13 如图 某气体 x 可能由 h2 co ch4中的一种或几种组成 将气体 x 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 则气体 x 可能是 解析 此题主要考查根据洗气瓶中质量的变化 确定原气体 x 的成分 2h2 o2 2h2o 2co o22co2 ch4 2o2co2 2h2o 点燃 点燃 点燃 由浓 h2so4吸收水 澄清石灰水吸收 co2得 1 若 a 瓶质量增加 b 瓶质量不变 说明气体 x 燃烧只生成水 故 x 为 h2 2 若 a 瓶质量不变 b 瓶质量增加 说明气体 x 燃烧只有 co2生成 故 x 为 co 3 若 a b 两瓶质量都增加 说明气体 x 燃烧产物既有 h2o 又有 co2 故 x 气体为不确 定成分 它可以是 ch4或下列组合 h2 co h2 ch4 co ch4 h2 co ch4 答案 1 h2 2 co 3 ch4或 h2 co 或 h2 ch4或 co ch4或 h2 co ch4 能力提升 14 某研究性学习小组为了验证 ch4是否具有还原性 设计了如下实验 1 实验过程中观察到无水 cuso4逐渐变蓝 澄清石灰水出现浑浊现象 则 ch4与 cuo 反应的化学方程式为 2 研究小组将 ch4通入溴水时 发现溴水逐渐褪色 你认为原因可能是 6 请设计一个实验方案证明你的结论 用文字表示 不必画实验装置图 解析 1 无水硫酸铜逐渐变蓝 说明有水生成 澄清石灰水出现浑浊 说明有二氧化 碳生成 根据原子守恒 ch4与 cuo 反应的化学方程式为 ch4 4cuoco2 4cu 2h2o 2 ch4通入溴水时 发现溴水逐渐褪色 说明溴参加了反应或溴被带走 因甲烷为饱 和烃 所以溴单质可能与甲烷发生了取代反应或溴单质被甲烷气体带走 若发生取代反应 必有溴化氢生成 用 ph 试纸检验反应前后溶液的 ph 如果 ph 明显变小 则表明二者可能 发生了取代反应 若溴单质被甲烷气体带走 用 ph 试纸检验反应前后溶液的 ph 如果 ph 没有明显变化 则表明溴单质可能被甲烷气体带走 答案 1 ch4 4cuoco2 4cu 2h2o 2 溴单质与甲烷发生了取代反应或溴单质被甲烷气体带走 用 ph 试纸检验反应前后 溶液的 ph 如果 ph 明显变小 则表明二者发生了取代反应 如果 ph 没有明显变化 则表 明溴单质被甲烷气体带走 15 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下 根据要求填空 1 b 装置有三种功能 控制气流速度 2 设v cl2 v ch4 x 若理论上欲获得最多的氯化氢 则x的取值范围是 3 d 装置中的石棉上均匀附着 ki 粉末 其作用是 7 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 在 c 装置中 经过一段时间的光照 发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生 写出 置换出黑色小颗粒的化学方程式 6 装置中除了有盐酸生成外 还含有有机物 从 e 中分离出盐酸的最佳方法为 该装置还有缺陷 原因是没有进行尾气处理 其尾气的主要成分是 填 编号 a ch4 b ch3cl c ch2cl2 d chcl3 e ccl4 解析 1 b 装置的功能 控制气流速度 使气体混合均匀 干燥气体 2 一分子氯气只能取代甲烷中的一个氢原子 根据甲烷中氢原子数 可得x的取值范 围是x 4 3 由反应