高中化学甲烷 练习解析(1)上科版高二

甲烷 练习解析(1)一、选择题1.下列说法中不正确的是（ ）A.沼气是一种很好的燃料B.有机物都是含碳的化合物，不论是尿素还是碳铵都是有机物C.三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，其中四氯甲烷又可用于灭火D.人们不仅能合成自然界中已有的许多有机物，而且还能合成自然界中原本不存在的多种性能良好的有机物解析：有机物一般是指含碳的化合物，但是，像碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等属于无机物；碳铵也属于无机物。答案：B2.下列气体中主要成分不是甲烷的为（ ）A.天然气 B.水煤气 C.坑气D.沼气解析：水煤气的主要成分是H2和CO。答案：B3.在人类已知的化合物中，品种最多的是（ ）A.过渡元素的化合物B.第A族的化合物C.第A族的化合物D.第A族的化合物解析：有机物已达上千万种，而无机物却只有十几万种，因此，品种最多的化合物是有机物，即含碳化合物。有机物是含碳的化合物，而碳元素位于第A族。答案：D4.下列叙述中错误的是（ ）A.点燃甲烷必须事先进行验纯B.甲烷燃烧能放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料C.煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火，以防爆炸事故的发生D.在空气中，将甲烷加热到1000以上，能分解成炭黑和氢气解析：CH4不纯时燃烧易发生爆炸，故点燃CH4之前必须验纯。在空气中加热CH4，CH4会燃烧，不会发生分解。答案：D5.下列反应属于取代反应的是（ ）A.CH4C2H2B.2HICl2 =I22HClC.CH4O2CO22H2OD.C2H6Cl2C2H5ClHCl解析：根据取代反应定义可知，乙烷与氯气的反应属于取代反应。答案：D6.下列物质中，不属于有机物的是（ ）A.尿素B.碳酸氢铵C.蔗糖D.醋酸解析：有机物是指含碳的物质，但像CO、CO2、H2CO3和碳酸盐等不属于有机物。答案：B7.氯仿（CHCl3）可作麻醉剂，但常因保存不妥而被氧气氧化，产生剧毒物质光气（COCl2）：2CHCl3O22HCl2COCl2为了防止事故，在使用前需检验氯仿是否变质，应选用的试剂是（ ）A.氢氧化钠溶液B.AgNO3溶液C.盐酸D.水解析：显然，只要能检验出HCl，就可证明氯仿已变质。可以用AgNO3溶液。答案：B8.下列关于结构式的叙述中正确的是（ ）A.表示组成分子的各原子在空间的位置B.以共价键相连的两原子间总以一条短线相连C.结构式和球棍模型在表示分子结构上作用相同D.用一条短线表示一对共用电子的图式反映共价分子中各原子的连接顺序解析：用短线表示一对共用电子的图式叫做结构式。答案：D9.下列物质能与甲烷发生取代反应的是（ ）A.氯化氢B.水C.氢氟酸D.溴蒸气解析：氯气和甲烷可发生取代反应，溴蒸气和氯气性质相似，所以，溴蒸气也应能与甲烷发生取代反应。答案：D10.若要使0.5 mol CH4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（ ）A.2.5 molB.2 molC.1.25 molD.0.5 mol解析：由题意可得下述方程式：4CH410Cl2CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl410HCl。0.5 mol CH4需要Cl2：0.5 mol2.51.25 mol。答案：C二、填空题11.甲烷是 色、 味、 溶于水的 体。点燃CH4时一定要 ，以防爆炸。检验的方法是： 。CH4燃烧火焰呈 色，燃烧呈该色的气体还有 。答案：无 无 难 气 验纯 用小试管收集一试管甲烷气体，用拇指堵住管口，移近火焰，点燃，若无尖锐的爆鸣声，证明气体较纯净 淡蓝 H2、CO等12.CH4和Cl2取代反应的各种产物中， 是非极性分子，呈气态的有 ，可作灭火剂的是 ，可作溶剂的是 。答案：CCl4 CH3Cl、HCl CCl4 CHCl3、CCl413.为了除去混在甲烷中的CO2和水蒸气，可将混合气先通过 的洗气瓶除去 ，再通过 的洗气瓶除去 。答案：NaOH CO2 浓H2SO4 水蒸气14.如图52所示，将氯气和甲烷的混合气体（体积比为41）装置放在光亮处，可看到的现象有 。图52解析：氯气和甲烷会发生取代反应，生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4皆不溶于水，而HCl极易溶于水，使得液面上升。答案：试管内的黄绿色气体逐渐消失，试管内液面上升，试管内壁有油状物生成。（若答出有NaCl晶体析出更好）三、计算题15.在标准状况下，5.6 L某气态烃的质量为7.5 g；一定体积的该烃充分燃烧后生成二氧化碳13.2 g，同时生成水8.1 g。求此烃的分子式。解析：此烃的摩尔质量为： =30 gmol1此烃相对分子质量为30n（CO2）=0.3 moln（H2O）=0.45 moln（C）n（H）=0.30.452=13所以，此烃的分子式为C2H6。答案：C2H6（二）提升类一、选择题1.1828年填补无机物与有机物间鸿沟的科学家维勒，用一种无机盐直接转变为有机物尿素，维勒使用的无机盐是（ ）A.（NH4）2CO3B.NH4NO3C.CH3COONH4D.NH4CNO解析：1828年，德国化学家维勒首次用无机物氰酸铵合成了有机物尿素。答案：D2.下列粒子中所含电子总数与甲烷分子含的电子总数不相等的是（ ）A.NeB.NaC.N2D.NH解析：甲烷分子中含10个电子，N2分子中含14个电子，二者所含电子数不相等。答案：C3.空气中含甲烷5%15%（体积分数），点燃就会发生爆炸，发生爆炸最强烈时，甲烷在空气中所占的体积分数是（ ）A.5%B.9.5%C.10%D.15%解析：根据甲烷燃烧的化学反应方程式CH42O2CO22H2O可知，甲烷与氧气的体积比为12时爆炸最强烈。假设空气为100体积，则氧气约为21体积，甲烷约为10.5体积，故有：V（CH4）%=10.5/（10010.5）100%=9.5%。答案：B4.下列各组气体中，在日光直射或点火条件下都不会发生爆炸的是（ ）A.CH4和O2B.CH4和Cl2C.N2和H2D.H2和F2解析：N2和H2在高温高压和催化剂的条件下反应生成NH3，在日光直射或点火条件下不会发生爆炸。答案：C5.天然气和液化石油气（主要成分为C3C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为：CH42O2CO22H2OC3H85O23CO24H2O现有一套以天然气为燃料的灶具，今改烧液化石油气，应采取的正确措施是（ ）A.减少空气进入量，增大石油气进入量B.两种气体量都减少C.增大空气进入量，也增大石油气进入量D.增大空气进入量，或减少石油气进入量解析：单位体积的液化石油气完全燃烧所需氧气的量比单位体积的天然气所需氧气的量多。所以，应增大空气的进入量或减少液化石油气的进入量。答案：D6.下列气体既可用碱石灰干燥，又可用浓H2SO4干燥的是（ ）A.Cl2B.CH4C.NH3D.SO2解析：碱石灰不能干燥酸性气体，如Cl2、SO2等；浓硫酸不能干燥碱性气体氨气。答案：B7.高温下一定量的甲烷分解得到C2H2、H2及未分解的甲烷的混合气体，且该混合气体的平均相对分子质量为10，则甲烷的分解率为（ ）A.90%B.80%C.70%D.60%解析：设共有1 mol CH4。n（混合气）=1.6 mol2CH4C2H23H2 n2 20.6 mol 0.6 mol甲烷分解率为60%。答案：D8.完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物通过浓硫酸，再通过碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管增加质量8.8 g。则原来的甲烷在标准状况下的体积为（ ）A.4.48 B.2.24 C.1.12 LD.0.56 L解析：由题意可知，m（CO2）=8.8 g,n（CO2）=0.2 mol，则n（CH4）=0.2 mol,V（CH4）=4.48 L。答案：A9.某有机物在氧气中充分燃烧，生成的水蒸气和CO2的物质的量比为11，由此可得出的结论是（ ）A.该有机物分子中C、H、O个数比为123B.分子中碳、氢原子个数比为21C.有机物中必定含氧D.无法判断有机物中是否含有氧元素解析：由水蒸气和二氧化碳的物质的量比为11，可推知n（H）n（C）21，不能判断有机物中是否含氧。答案：D10.一密闭容器中盛有甲烷，在隔绝空气条件下长时间加热到1000左右，然后恢复至室温（20）。这时容器内气体的压强是原来甲烷压强的m倍，原来甲烷的密度是容器内气体密度的n倍。下列判断正确的是（ ）A.m=2，n=4B.m=0.5，n=4C.m=2，n=0.25D.m=0.5，n=0.25解析：将甲烷隔绝空气加热到1000左右，发生反应：CH4C2H2因此，压强应变为原来的2倍，密度变为原来的四分之一。答案：A二、填空题11.在常温常压下，甲烷与足量氧气的混合气体共57 mL，点燃爆炸后，剩余气体为23 mL（恢复到原状态）。则原混合气体中甲烷的体积是 。解析：此题可用差量法求解。CH42O2CO22H2O V1 217 mL 34 mL所以 V（CH4）=17 mL。答案：17 mL12.已知某植物中(C6H10O5)n的含量为10%。在一定条件下，微生物可将(C6H10O5)n转化成甲烷：(C6H10O5)nnH2O3nCH43nCO2。某沼气池，当加入该植物162 kg可得到CH4在标准状况下的体积为 m3。解析：由方程式可求得甲烷在标准状况下体积为：10%3n22.4103m3=6.72 m3。答案：6.7213.有机物和无机物之间是可以相互转化的，请写出下列化学方程式。（1）工业上用NH3、CO2在180、1.5107 Pa3107 Pa条件下合成尿素CO(NH2)2；尿素在尿素酶的作用下跟水反应生成碳酸铵，易被作物吸收。（2）甲烷（CH4）在一定条件下跟水反应可生成水煤气（H2和CO），用作合成氨的原料气；CO和H2在一定条件下又可转化成甲烷。（3）在生物学上，CO2和H2O通过光合作用可合成葡萄糖（C6H12O6）；葡萄糖在人体内通过生理氧化又可转化成CO2和H2O而放出热量，以供人体所需。答案：（1）2NH3CO2 CO（NH2）2H2OCO（NH2）22H2O（NH4）2CO3（2）CH4H2O3H2COCO3H2CH4H2O光叶绿素（3）6CO26H2O C6H12O66O2C6H12O66O26CO26H2O14.为测定一种气态烃A的分子式，取一定量的A置于密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO、水蒸气。学生甲、乙设计了如下两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下（图中的箭头表示气体的流向，实验前系统内的空气已排除），试回答：（1）两种方案能否都可求出A的实验式（即C、H原子数比）？（2）若能求，通过计算求出A的实验式。（3）若要确定A的分子式，是否还需要测定其他数据？如果需要，该测定哪些数据？解析：通过甲方案可得：m（H2O）=1.62 g；m（CO2）=1.76 g；m（CO）=0.56 g则n（H）n（C）=31乙方案中，m（H2O、CO2）=3.38 g；m（CO）=0.56 g无法求得C、H原子个数比。甲方案可求得：C、H原子个数比为31。要确定A的分子式，还需要已知A的摩尔质量。如果测得A的密度（标准状况）（或摩尔质量），即可求得A的分子式。答案：（1）甲方案可以 （2）CH3 （3）测定A的密度（标准状况）（或A的摩尔质量）三、计算题15.燃烧甲烷与氢气的混合气体，如果完全燃烧后，生成CO2的质量刚好等于原混合气体的质量，则此混合气体中甲烷和氢气的体积比是_。如果完全燃烧后，消耗了等体积的氧气，则此混合气中甲烷和氢气的质量比为_。解析：设混合气体中CH4为1 mol，则n（CO2）=1 mol ,所以m（CO2）=44 g,由题意可得混合气体中m（H2）=44 g1 mol16 gmol1=28 g，则n（H2）=14 mol。据阿伏加德罗定律：V（CH4）V（H2）=114设混合气体含CH4 x mol，含H2 y molCH42O2CO22H2O x 2x2H2O2=2H2Oy 依题意 xy=2x 解得xy=12所以m（CH4）m（H2）=164=41。答案：114 4116.将224 mL标准状况下甲烷和氧气的混合气体点燃，完全燃烧后，将生成的气体通入100 mL 0.02 molL1的石灰水中，得到0.1 g白色沉淀。求原混合气体中甲烷和氧气的体积比。解析：nCa（OH）2=0.002 mol,n（CaCO3）=0.001 mol因为nCa（OH）2n（CaCO3）所以，二氧化碳与Ca（OH）2反应，有可能存在过量问题。若Ca（OH）2过量，则n（CO2）=n（CaCO3）=0.001 moln（CH4）=0.001 mo